滴定分析法也稱容量分析法,它是化學(xué)定量分析中重要的分析方法。通過滴定操作,將一種已知準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴加到被測物質(zhì)溶液中,直至被測物質(zhì)剛好反應(yīng)完全,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗體積和濃度計(jì)算被測物質(zhì)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。
一、常用四種滴定分析法
1.酸堿滴定法
它是以酸、堿之間質(zhì)子傳遞反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析法?捎糜跍y定酸、堿和兩性物質(zhì)。其基本反應(yīng)為:H++OH-=H2O
2.配位滴定法(絡(luò)合滴定分析)
它是以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析法?捎糜趯饘匐x子進(jìn)行測定。
3.氧化還原滴定法
它是以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析法?捎糜趯哂醒趸原性質(zhì)的物質(zhì)或某些不具有氧化還原性質(zhì)的物質(zhì)進(jìn)行測定,如重鉻酸鉀法測定鐵,其反應(yīng)如下:
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
4.沉淀滴定法
它是以沉淀生成反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析法?捎糜趯g+、CN-、SCN-及類鹵素等離子進(jìn)行測定,如銀量法,其反應(yīng)如下:Ag++Cl-=AgCl
二、四大滴定法的異同點(diǎn)
共同點(diǎn):
1.他們都是以消耗計(jì)算量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來測定被測物質(zhì)含量的。
2.隨著滴定劑的加入,被滴定物質(zhì)的濃度在計(jì)量點(diǎn)附近會(huì)有突變(突躍),可以用這一突變,或通過這一突變導(dǎo)致指示劑的變色來制定滴定終點(diǎn)。
3.滴定分析終點(diǎn)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(xué)處理趨于一致。
不同點(diǎn):
1.強(qiáng)酸強(qiáng)堿的滴定產(chǎn)物為水,從滴定未開始到滴定結(jié)束H2O一直是一個(gè)常數(shù),約為55.5mol/L。
2.沉淀滴定有異相生成隨著滴定的進(jìn)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(luò)合滴定產(chǎn)物ML的濃度在滴定過程中是一變量開始時(shí)為0,隨著滴定的進(jìn)行,ML的濃度近線性的增大,直至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)。
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(luò)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(qiáng)酸強(qiáng)堿滴定、沉淀滴定;一種是產(chǎn)物為變量的,如絡(luò)合和氧化還原滴定。
三、四大滴定法的指示劑比較與總結(jié)
指示劑在分析滴定中指示著我們實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程,以便使我們知道什么時(shí)候開始以及什么時(shí)候結(jié)束。
酸堿指示劑:一些有機(jī)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(diǎn),而是以指示溶液中金屬離子的濃度變化確定終點(diǎn)。
氧化還原指示劑:一些有機(jī)物隨氧化還原電位變化而改變顏色,從而達(dá)到指示終點(diǎn)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(jī)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(guān)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(jí)的變動(dòng),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(shí),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(luò)合物與指示劑的顏色有明顯區(qū)別,終點(diǎn)顏色變化才明顯。金屬指示劑絡(luò)合物穩(wěn)定性應(yīng)比金屬EDTA絡(luò)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(yīng)用比較廣泛。
4.盡量使沉淀表面積大些。
各指示劑的缺點(diǎn)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(shí)指示劑也會(huì)氧化變質(zhì)。
3.在不可逆氧化還原指示劑的使用中也存在缺陷:因?yàn)樗鼈兛杀贿^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(huì)反過來,而且由于氧化劑局部濃度過高,可能導(dǎo)致顏色變化過早從而得到在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)之前指示終點(diǎn)的錯(cuò)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(yīng)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(shí)際操作過程中對指示劑做出正確的選擇與應(yīng)用。運(yùn)用過程中,要注意指示劑的適用pH范圍、溫度、離子強(qiáng)度以及指示劑是否變質(zhì)等條件。
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