资源简介

《分析化学》课程-微教材
微课编号 微课名称 分析化学
所属模块 酸碱滴定法 子模块 酸碱滴定法的应用
关键词 酸碱滴定法，标准溶液，计算示例
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、实验实训型 微课形式 PPT动画，混合拍摄 教学设计模式 讲授法 案例分析法
教学目标 能掌握标准溶液浓度的计算 利用酸碱滴定法直接或间接地测定酸碱物质 熟练进行滴定分析结果计算
教学内容 知识点 技能点
1、标准溶液浓度的计算 果蔬中总酸度的测定 3、铵盐中氮的测定 4、有机化合物中氮含量的测定 滴定分析结果计算
知识讲解
滴定分析法是最常用的以化学反应为基础的化学分析法，广泛应用于物质组成的测定。根据化学反应类型的不同，滴定分析法分为酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法。
一、滴定分析的基本概念
滴定分析法是将一种已知准确浓度的试剂溶液滴加到被测物质的溶液中，直到所加的试剂与被测物质按化学计量关系恰好完全反应为止，根据试剂溶液的浓度和消耗的体积，计算被测物质的含量的分析方法。
这种已知准确浓度的试剂溶液称为滴定剂。将滴定剂从滴定管中加到被测物质溶液中的过程叫做滴定。加入的标准溶液与被测物质按化学计量关系恰好反应完全的这一点，称为化学计量点。一般根据指示剂的变色来确定化学计量点，在滴定中指示剂发生颜色变化的那一点称为滴定终点。滴定终点与化学计量点不一定恰好吻合，由此所造成的误差叫做滴定误差。
二、滴定分析法对化学反应的要求与滴定方式
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。
三、标准溶液和基准物质
配制标准溶液一般有下列两种方法。
1．直接法
准确称取一定量的物质，用蒸馏水溶解后，定量转移到容量瓶内，稀释到一定体积，然后计算出该溶液的准确浓度。
可以用直接法配制标准溶液或标定标准溶液的纯物质称为基准物质。基准物质必须具备下列条件：①纯度高。一般要求其纯度在 99.9％ 以上；②物质的组成与其化学式应完全符合。如 H2C2O4·2H2O，Na2B4O7·10H2O 等，其结晶水的含量应符合化学式；③性质稳定。干燥时不分解，称量时不吸收水分和二氧化碳，不失去结晶水，不被空气中的氧气所氧化等；④最好具有较大的摩尔质量，以减小称量的相对误差。
2．间接法
不符合基准物质的试剂，如 HCl、H2SO4、NaOH、KMnO4、Na2S2O3 等，不能直接配制成标准溶液，需用间接法配制。
一般先粗略地称取一定量物质或量取一定体积溶液，配制成接近于所需浓度的溶液，然后用基准物质或另一种已知准确浓度的标准溶液来确定该标准溶液的准确浓度。这种确定浓度的操作过程，称为标定。一般将标准溶液的用量控制在 20～30 mL范围内，先估算出用于标定的基准物质的量，然后在电子天平上准确称取基准物质的质量，溶解后用待标定的标准溶液滴定，记下消耗的体积，最后算出该标准溶液的浓度。
【例1-9】准确称取 0.5877 g基准试剂 Na2CO3，在 100 mL容量瓶中配制成溶液，其浓度为多少？量取该标准溶液 20.00 mL标定某 HC1 溶液，滴定中用去 HC1 溶液 21.96 mL，计算该 HCl 溶液的浓度。
解 mol·L－1
由反应 Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O
mol·L－1
小 结
本章讨论了化学中的共性问题：
1．溶液浓度的表示方法及之间的换算。
2．元素周期表周期、族及区的划分。
3．标准平衡常数的表达式，运用其表达式进行化学平衡的有关计算；影响化学平衡的因素。
4．滴定分析法的基本概念；滴定分析的过程、分类、滴定方式和对滴定反应的要求；配制标准溶液的两种方法。
《分析化学》课程-微测试
一、单选题
1、标定 HCl 和 NaOH 溶液常用的基准物质是（ ）。
A. 草酸和K2Cr2O7 B. 硼砂和EDTA
C. CaCO3和草酸 D. 硼砂和邻苯二甲酸氢钾
参考答案：D
难度：低
2、蒸馏法测定，蒸出的 NH3 用 H3BO3 溶液吸收，然后用标准 HCl 滴定，H3BO3 溶液加入量（ ）。
A. 已知准确浓度 B. 已知准确体积
C. 不需准确量取 D. 浓度、体积均需准确
参考答案：C
难度：高
二、多选题
1、肥料、土壤以及某些有机化合物常常需要测定其中氮的含量，通常是将样品先经过适当的处理，将其中的各种含氮化合物全部转化为氨态氮，然后进行测定。常用的方法有。
（ ）
A蒸馏法 B甲醛法
C返滴定法 D置换滴定法
参考答案：AB
难度：中
三、判断题
1、酚酞在酸性溶液中为无色，而在碱性溶液中为红色。
参考答案：Y
难度：中
2、配制250mL0.1mol/L盐酸溶液时，用量筒量取所需浓盐酸倒入烧杯后，用水洗量筒2~3次，洗液倒入烧杯中，则配制溶液的浓度偏高。
参考答案：Y
难度：中
四、填空题
1、用氢氧化钠标准溶液的标定过程中，可选用 做指示剂。
然后加1-2滴 指示剂，用NaOH标准溶液滴定至终点呈 ，并保持30s不褪色为终点。
参考答案：邻苯二甲酸氢钾 酚酞 粉红色
难度：中
2、甲醛法测定试样中氮含量测定过程中，如果试样中含有游离酸，则需要事先加入1 – 2滴甲基红指示剂，用0.1mol/L NaOH标准溶液滴至溶液由 色 刚转变成 色 。
参考答案： 红色 黄色
难度：中
五、简答题
1、 NH4HCO3中含氮量的测定，能否用甲醛法？
参考答案：不能用甲醛法测定。
NH4HCO3是弱酸弱碱盐，在水中的水解常数K=KW/（Ka×Kb）=1.31×10-3，因为Ka难度：高
2、含氮化合物测定过程中取样量一般要求不要少量，为什么？
参考答案：实验过程中由于试样含氮量不够均匀，取样量要大，保证测定结果的代表性。
例如：硫酸铵试样一般称取1.5-1.6g于250mL烧杯中，溶解后溶液定量的完全转移至250mL的容量瓶中。
难度：中
五、综合题
1、已知邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量为204.2g/mol，用它来标定0.1mol/L的氢氧化钠溶液，希望用去的氢氧化钠溶液为25ml，宜称取邻苯二甲酸氢钾多少克？
参考答案：因为滴定管容积一般是50ml的,滴定消耗的体积大约是25ml左右，所以消耗的NaOH物质的量为：0.025*0.1=0.0025mol，
因邻苯二甲酸氢钾与NaOH等物质的量反应，所以称取邻苯二甲酸氢钾的质量为
m=0.0025mol * 204.2g/mol =0.5g
难度：高
2、铵盐中氮的测定为何不采用NaOH直接滴定法？
参考答案：铵盐NH4Cl和（NH4）2SO4是常用的氮肥，系强酸弱碱盐，由于NH4+的酸性太弱（Ka=5.6×10-10），用NaOH标准溶液直接滴定，在滴定曲线上已无明显突跃，此时反应的完全程度很低，难以用指示剂来确定滴定终点。故不采用NaOH标准溶液直接滴定。
难度：中

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