常用的四種滴定分析法介紹
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滴定分析法也稱容量分析法,它是化學定量分析中重要的分析方法。通過滴定操作,將一種已知準確濃度的標準溶液滴加到被測物質溶液中,直至被測物質剛好反應完全,根據(jù)標準溶液的消耗體積和濃度計算被測物質的含量。
目前,滴定分析法主要分為四種,分別是:酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法、沉淀滴定法。推薦使用滴定儀器:推薦使用上海雷磁ZD-2型自動電位滴定儀、ZDJ-4B型自動電位滴定儀、ZDJ-4A型自動電位滴定儀、ZDY-500型自動永停滴定儀。
一、常用四種滴定分析法
1.酸堿滴定法
它是以酸、堿之間質子傳遞反應為基礎的一種滴定分析法??捎糜跍y定酸、堿和兩性物質。其基本反應為:H++OH-=H2O
2.配位滴定法(絡合滴定分析)
它是以配位反應為基礎的一種滴定分析法??捎糜趯饘匐x子進行測定。
3.氧化還原滴定法
它是以氧化還原反應為基礎的一種滴定分析法??捎糜趯哂醒趸€原性質的物質或某些不具有氧化還原性質的物質進行測定,如重鉻酸鉀法測定鐵,其反應如下:
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
4.沉淀滴定法
它是以沉淀生成反應為基礎的一種滴定分析法。可用于對Ag+、CN-、SCN-及類鹵素等離子進行測定,如銀量法,其反應如下:Ag++Cl-=AgCl
二、四大滴定法的異同點
共同點:
1.他們都是以消耗計算量的標準物質來測定被測物質含量的。
2.隨著滴定劑的加入,被滴定物質的濃度在計量點附近會有突變(突躍),可以用這一突變,或通過這一突變導致指示劑的變色來制定滴定終點。
3.滴定分析終點誤差的定義都可以表示為Et={【(cV)T-(cV)X】/(cV)X}*100%。
4.由于歷史遺留問題四者使用的常數(shù)不同,若都用滴定常數(shù)Kt,可使四種滴定數(shù)學處理趨于一致。
不同點:
1.強酸強堿的滴定產(chǎn)物為水,從滴定未開始到滴定結束H2O一直是一個常數(shù),約為55.5mol/L。
2.沉淀滴定有異相生成隨著滴定的進行,一旦有沉淀生成他的活度就被制定為1,并且保持不變。
3.絡合滴定產(chǎn)物ML的濃度在滴定過程中是一變量開始時為0,隨著滴定的進行,ML的濃度近線性的增大,直至化學計量點。
4.最簡單的氧化還原反映的滴定產(chǎn)物有兩種,他們在滴定過程中的濃度變化與絡合滴定產(chǎn)物ML相似。所以從這一意義上,可把滴定分析分為兩種,一種是滴定產(chǎn)物的濃度為常量的,如強酸強堿滴定、沉淀滴定;一種是產(chǎn)物為變量的,如絡合和氧化還原滴定。
三、四大滴定法的指示劑比較與總結
指示劑在分析滴定中指示著我們實驗的進程,以便使我們知道什么時候開始以及什么時候結束。
酸堿指示劑:一些有機弱酸或弱堿,它們的酸式或堿式具有不同的顏色。如酚紅。
金屬指示劑:與酸堿指示劑不同,它不是以指示溶液中H+的濃度變化確定終點,而是以指示溶液中金屬離子的濃度變化確定終點。
氧化還原指示劑:一些有機物隨氧化還原電位變化而改變顏色,從而達到指示終點的目的。如二苯胺磺酸鈉。
吸附指示劑:它是沉淀指示劑中的一類特殊指示劑。吸附指示劑的原理是有機物離子被沉淀吸附,這種吸附與沉淀表面的電荷密度有密切關系。一旦被吸附,通過沉淀上的電荷與指示劑的電子系統(tǒng)互相作用,指示劑被極化,引起電子能級的變動,使指示劑的吸收光譜發(fā)生或大或小的變化,分散在溶液中的沉淀顆粒優(yōu)先吸附它們自己的離子,已經(jīng)證實,大多數(shù)吸附指示劑純粹依賴于共沉淀后的極化作用。
指示劑的適用條件:
1.每種酸堿指示劑都有一定的變色范圍。
2.金屬指示劑絡合物與指示劑的顏色有明顯區(qū)別,終點顏色變化才明顯。金屬指示劑絡合物穩(wěn)定性應比金屬EDTA絡合物的穩(wěn)定性要低。
3.氧化還原指示劑是一種通用的指示劑,應用比較廣泛。
4.盡量使沉淀表面積大些。
各指示劑的缺點與不足:
1.酸堿指示劑的變色間隔是人的目視確定的,不同的人對顏色敏感度不同,因而觀察的變色間隔也不同。
2.金屬指示劑在使用中也存在弊端:指示劑有封閉現(xiàn)象、僵化現(xiàn)象同時指示劑也會氧化變質。
3.在不可逆氧化還原指示劑的使用中也存在缺陷:因為它們可被過量的滴定劑氧化產(chǎn)生有色或無色產(chǎn)物,雖然加入過量的還原劑但此過程不會反過來,而且由于氧化劑局部濃度過高,可能導致顏色變化過早從而得到在化學計量點之前指示終點的錯誤。再者對于被指示劑消耗的滴定劑量,一定要使用校正值。
4.吸附指示劑由于受其吸附能力的大小限制,使其應用范圍大為縮小。
在四大平衡的滴定中,我們經(jīng)常要使用各種指示劑。只有對指示劑有足夠的了解,才能在實際操作過程中對指示劑做出正確的選擇與應用。運用過程中,要注意指示劑的適用pH范圍、溫度、離子強度以及指示劑是否變質等條件。
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