资源简介

《分析化学》课程-微教材
微课编号 微课名称 滴定分析结果计算
所属模块 分析化学基础知识与基本操作 子模块 滴定分析基本知识
关键词 浓度；计算依据；结果分析
是否通用 √通用 农产品 食品 是否重点建设 √是 否
微课类型 讲授型 微课形式 PPT动画 教学设计模式 讲授法
教学目标 掌握溶液浓度的表示方法 熟练地进行有关浓度的换算 掌握滴定分析计算的依据 熟练进行滴定分析结果计算
教学内容 知识点 技能点
1、溶液浓度的表示方法 2、浓度的换算公式 3、滴定分析计算的依据 1、能进行有关浓度的换算 2、能进行滴定分析结果计算
知识讲解
一定量溶剂或溶液中所含溶质的量叫做溶液的浓度。溶液的浓度可以用不同的方法表示，下面介绍一些常用的溶液浓度的表示方法。
一、物质的量浓度
物质的量是表示物质数量的基本物理量，物质 B 的物质的量用符号 nB 表示。物质的量的单位是摩尔，符号为mol。
摩尔是含有相同数目的原子、分子、离子等微粒的集体。科学上把 0.012 kg 12C作标准来衡量原子集体，0.012 kg 12C含有的原子数就是阿佛加德罗常数，用符号 NA 表示，取其近似值为 6.02×1023。
摩尔是物质的量的单位，某物质如果含有阿佛加德罗常数个微粒，这种物质就是 1 mol。
在使用摩尔时，应指明基本单元。同一系统中的同一物质，所选的基本单元不同，则其物质的量也不同。例如，若分别用 NaOH，1/2 NaOH 和2NaOH作基本单元，则相同质量的氢氧化钠的物质的量之间有如下关系：
可见，基本单元的选择是任意的，既可以是实际存在的，也可以根据需要人为设定。
B 的物质的量 nB 可以通过 B 的质量和摩尔质量求算。 B 的摩尔质量 MB 定义为 B的质量 mB 除以 B 的物质的量 nB ，单位是 kg·mol－1。
（1–1）
单位体积的溶液中所含溶质 B 的物质的量称为 B 的物质的量浓度。用 cB 表示，单位为mol·L－1。
（1–2）
【例1-1】用电子天平称取 1.2346 g K2Cr2O7 基准物质，溶解后转移至 100.0 mL 容量瓶中定容，试计算 。
解 已知 g·mol－1
mol·L－1
二、质量摩尔浓度
溶液中溶质 B 的物质的量除以溶剂的质量，称为物质 B 的质量摩尔浓度，用符号 bB表示，单位为 mol·kg－1。
（1–3）
【例1-2】 50 g水中溶解 0.585 g NaCl，求此溶液的质量摩尔浓度。
解 NaCl 的摩尔质量 MNaCl ＝58.5 g·mol－1
mol·kg－1
三、溶质的质量分数
溶液中溶质的质量除以溶液的质量，称为物质的质量分数，符号 wB，通常用百分比表示。
（1–4）
四、滴定度
在实际工作中，例如工厂实验室经常需要对大量试样测定其中同一组分的含量。在这种情况下，常用滴定度来表示标准溶液的浓度，这样计算待测组分的含量就比较方便，只要把滴定时所用标准溶液的毫升数乘以滴定度，就可得到被测物质的含量。
滴定度是指每毫升标准溶液相当于被测物质的质量，以符号 T 表示，单位 g·mL－1。
例如，用 K2Cr2O7 法测定铁时，若每毫升 K2Cr2O7 标准溶液可滴定 0.005585 g 铁，则此 K2Cr2O7 溶液的滴定度是 0.005585 g·mL－1。若某次滴定用去此标准溶液 20.00 mL，则此试样中铁的质量为 20.00×0.005585 = 0.1117 g。
五、溶液浓度的换算和配制
在实际工作中，我们常常需要配制一定浓度的溶液。溶液的配制一般有两种情况：一是将固体物质配制成溶液；另一种是用浓溶液配制稀溶液。无论哪种情况，都应遵守“溶液配制前后溶质的量保持不变”的原则。
1．质量分数和物质的量浓度的换算
质量分数与物质的量浓度换算的桥梁是密度，以质量不变列等式。若某溶液中溶质的质量分数为 wB，物质的量浓度为 cB，B 的摩尔质量为 M，密度为 ρ，则
即
（1–5）
拓展阅读
浓溶液稀释
溶液稀释前后溶质的量不变，只是溶剂的量改变了，因此根据溶质的量不变原则列等式。若稀释前溶液的浓度为 c1，体积为 V1，稀释后溶液的浓度为 c2，体积为 V2，就存在下面的稀释公式
（1–6）
【例1-3】欲配制 0.1 mol·L－1 的盐酸溶液 400 mL，需浓度为 37％，密度 1.19 g·mL－1的浓盐酸多少毫升？
解 mol·L－1
则
第二部分 滴定分析法计算依据
适合于滴定分析的化学反应必须具备以下条件：①反应能定量地按一定的反应方程式进行，无副反应发生，反应完全程度大于 99.9％。这是滴定分析法进行定量计算的依据；②反应能迅速完成。对于不能瞬间完成的反应，需采取加热或添加催化剂等措施来加速反应的进行；③有简便可靠的确定终点的方法。
常用的滴定方式有：
1．直接滴定法
凡能满足以上要求的反应就可以直接应用于滴定分析，即用标准溶液直接滴定被测物质，这种滴定方式就称为直接滴定法。
直接滴定法是滴定分析中最常用和最基本的滴定方法。当标准溶液与被测物质的反应不能完全符合上述要求时，无法直接滴定，此时可采用下述几种方式进行滴定。
2．返滴定法
当反应速率较慢或反应物为固体时，可于被测物中先加入一定量的过量的滴定剂，待反应完全后，再用另一种标准溶液滴定剩余的滴定剂，这种方法称为返滴定法。
例如 Al3+ 与 EDTA 之间的反应非常缓慢，不能用直接法滴定，可在 Al3+ 溶液中先加入一定量的过量的 EDTA 标准溶液并加热，待 Al3+ 与 EDTA 反应完全后，再用 Zn2+或 Cu2+ 标准溶液去滴定过量的 EDTA。
3．置换滴定法
当被测物质和滴定剂之间的反应不按一定化学计量关系进行或伴有副反应时，则可用置换滴定法来进行测定。先用适当的试剂与被测物质反应，使其定量地置换出另一种物质，再用标准溶液滴定这种物质，继而求出被测物质的含量，这种方法称为置换滴定法。
例如，NaS2O3 不能直接滴定 K2Cr2O7 及其他氧化剂，因为这些氧化剂将 氧化同时有 和 产生，没有确定的化学计量关系。但是，如在酸性 K2Cr2O7 溶液中加入过量 KI，产生一定量的 I2，就可以用 Na2S2O3 标准溶液进行滴定。
4．间接滴定法
某些被测物不能直接与滴定剂反应，但可以通过另外的化学反应将其转变成可被滴定的物质，再用滴定剂滴定所生成的物质，这种方法称为间接滴定法。
例如，KMnO4 不能直接与 Ca2+ 反应，可先用 (NH4)2C2O4 将 Ca2+ 沉淀为 CaC2O4，将得到的沉淀过滤洗涤后用 H2SO4 溶解，再用 KMnO4 标准溶液滴定溶解出的，从而间接地求出 Ca2+ 的量。
《分析化学》课程-微测试
一、单选题
1、用电子天平称取 1.2346 g K2Cr2O7 基准物质，溶解后转移至 100.0 mL 容量瓶中定容，则 （ ）。
A．0.4197mol·L－1
B．0.02096 mol·L－1
C．0.04197mol·L－1
D．0.2096mol·L－1
参考答案：c
难度：高
2、市售盐酸，含 HCl 37％，密度为 1.19 g·mL－1 ，计算出其物质的量浓度（ ）。
A．15mol·L－1
B．12 mol·L－1
C．9mol·L－1
D．6mol·L－1
参考答案：B
难度：高
3、将12mol/L的盐酸（ρ=1.19g/cm3）50mL稀释成6mol/L的盐酸（ρ=1.10g/cm3），需加入水的体积为（ ）
A 50mL
B 50.5mL
C55mL
D59.5ml
参考答案：B
难度：高
二、多选题
1、常用的浓度表示方法有哪几种（ ）？
A．体积分数
B．质量摩尔浓度
C．物质的量浓度
D．滴定度
参考答案：abcd
难度：中
2、选择置换滴定法进行滴定分析时，反应一般有什么特点（ ）？
A．一般被测物质和滴定剂之间的反应不按一定化学计量关系进行B．或伴有副反应时
C．按化学计量关系迅速反应
D．反应非常缓慢
参考答案：AB
难度：中
三、判断题
1、 溶液中溶质 B 的物质的量除以溶剂的质量，称为物质 B 的质量摩尔浓度，用符号 bB表示，单位为 mol·g－1。
参考答案：F
难度：低
2、用 K2Cr2O7 法测定铁时，若每毫升 K2Cr2O7 标准溶液可滴定 0.005585 g 铁，则此 K2Cr2O7 溶液的滴定度是 0.005585 g·mL－1。。
参考答案：Y
难度：中
四、填空题
1、物质的量是表示物质数量的基本物理量，物质 B 的物质的量用符号 表示。
参考答案：nB
难度：低
2、滴定分析的依据是 。
参考答案：等物质的量原则
难度：低
五、简答题
1、什么是基准物质？
参考答案：一是纯度（质量分数）应≥99.9%；二是组成与它的化学式完全相符，如含有结晶水，其结晶水的含量均应符合化学式；三是性质稳定，一般情况下不易失水、吸水或变质，不与空气中的氧气及二氧化碳反应；四是参加反应时，应按反应式定量地进行，没有副反应；五是要有较大的摩尔质量，以减小称量时的相对误差。难度：高
2、质量分数与物质的量浓度之间进行浓度换算的公式是什么？计算过程中有什么注意事项
参考答案： 注意单位的换算
五、综合题
1、用过量FeSO4还原MnO2试样,剩 余的亚铁可以用K2Cr2O7溶液返滴定。假定二氧化锰试样为0.2000g,加入c(Fe2+)=0.1000mol/L的溶液50.00mL, 剩余的亚铁需用16.07mL浓度为0.02300mol/LK2Cr2O7溶液返滴定, 求试样中MnO2的含量。
参考答案：解: 反应过程如下
2Fe2++MnO2(s)+4H+ 2Fe3++Mn2++2H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O
n( 1/2 MnO2)=n(Fe2+)－n( 1/6 K2Cr2O7)
c( 1/6K2Cr2O7)= 6c(K2Cr2O7)
难度：高
2、50 g水中溶解 0.585 g NaCl，求此溶液的质量摩尔浓度。
解 NaCl 的摩尔质量 MNaCl ＝58.5 g·mol－1
mol·kg－1
难度：低

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