分析化学中关于滴定分析法的教学反思

分析化学中关于滴定分析法的教学反思

杨敏*

(安徽中医药大学药学院，安徽合肥230012)

[摘要]分析化学是药学类专业的专业基础课，其中的滴定分析是化学分析的主要内容。该部分内容知识点众多，学生在学习时难以理解和记忆。针对该部分内容，梳理其中的逻辑关系，通过归纳总结、类比，梳理其中知识点，使学生能够构建滴定分析的知识点网络，提高学生学习的主动性，在学习知识的同时掌握学习方法。

[关键词]分析化学；滴定分析；逻辑关系

[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)06-0169-01

Reflection on the Teaching of Titrimetric Analysis in Analytical Chemistry

Yang Min*

(School of Pharmacy, Anhui University of Chinese Medicine, Hefei 230012, China) Abstract: Analytical Chemistry is a basic course in major of pharmacy. Among the contents in analytical chemistry, titrimetric analysis plays an important role. There are so many knowledge points in this part, making it difficult for students to understand and remember. According to the logical relationship among the knowledge points, they are compared and summarized to build knowledge network of titrimetric analysis. This could improve the learning initiative and make the students master the knowledge as well as the learning methods.

Keywords: analytical chemistry；titrimetric analysis；logical relationship

分析化学是一门研究物质的组成、含量、结构和形态等信息的科学，是药学类专业的专业基础课，为后续的药物分析、药理、药物制剂等专业课的学习奠定基础。其中，滴定分析是传统化学分析的重要组成部分，在药品、食品质量控制等领域仍普遍应用。分析化学课程在大一下学期开设，此时学生已完成无机化学课程的学习，已基本掌握四大平衡的基本原理，具有较好的学习基础。但滴定分析部分内容涉及知识点较多，细节众多，学生容易感到一头雾水，抓不到重点。所以需要在教学过程中，将章节内容间的逻辑关系梳理清楚，通过归纳总结、对比，把零散的知识点串起来，形成清晰的知识点网络。因此，在授课时先把脉络理出来，按照“化学平衡-滴定原理-应用”的线把知识点串联起来。各个章节间可通过对比、类比，形成更完整的知识体系[1-3]。

滴定分析法按照滴定反应分为酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法。我们以张梅、迟玉梅主编的《分析化学》教材中“酸碱滴定法”为例，梳理此章节内容[4]。酸碱滴定法是以酸碱反应为基础的滴定分析法，是讲授的第一种滴定分析法。因此，在介绍具体知识点的同时会把研究滴定分析法的“化学平衡-滴定原理-应用”主线提出来。在酸碱滴定法中，首先介绍酸碱平衡。通过酸碱电离理论、酸碱质子理论和酸碱电离理论确定酸碱的定义。而在酸碱中存在多种型体，各个型体的平衡浓度与分析浓度可以通过分布系数关联起来。酸碱反应到达平衡时，体系中存在三种平衡状态，质量平衡、电荷平衡和质子平衡，可分别用质量平衡式子、电荷平衡式和质子平衡式(又叫质子条件式)来表达，三者可以相互推演。其中，质子平衡式是此章节的重点内容，也是后面[H+]计算公式推导的基础。通过质子条件式，依次推导出强酸(碱)、一元弱酸(碱)，二元弱酸(碱)，两性物质和缓冲溶液的[H+]计算公式。这是整个酸碱平衡中最重要的知识点。有了酸碱平衡的基础，接下来是酸碱滴定原理。按照分析滴定曲线-找到滴定突跃-研究影响滴定突跃范围的因素-根据滴定突跃找到合适指示剂的脉络，依次研究强酸强碱、一元弱酸碱、以及多元酸碱的滴定。最后介绍酸碱滴定法的应用。介绍酸碱滴定中常用的酸碱标准溶液的配制与标定，以及具体的应用实例，如混合碱含量测定等。在章节内容讲完后，学生已学习完全部知识点，再次梳理思路，引导学生自己将知识点串联到主线上来。为后续章节的学习做铺垫。

在接下来讲授配位滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法时，可以引导学生按照酸碱滴定法中已经应用过的“化学平衡-滴定原理-应用”的主线来学习。配位滴定法是以配位反应为基础的滴定分析方法，是四种滴定分析法中最难的章节。配位平衡主要围绕金属离子与EDTA形成配合物MY的条件稳定常数K MY’进行。通过研究金属离子和EDTA的副反应及其副反应系数，最后推导出条件稳定常数的表达式，这是配位平衡的重点内容，也是难点内容。在配位滴定原理中，研究P M’随滴定剂加入量的变化，绘制配位滴定曲线，找出滴定突跃以及影响滴定突跃范围的因素，最终选择合适的指示剂。与酸碱滴定法有所不同，配位滴定法中，除了滴定剂和被测物质外，酸度、共存离子、以及其他配位剂等都会影响滴定的准确性。因此，需要研究单一金属离子滴定的酸度控制以及共存离子存在下如何提高滴定选择性。最后介绍配位滴定法里标准溶液的配制与标定以及应用示例。

氧化还原滴定法与前面两种滴定分析法基本类似，在氧化还原平衡中，主要介绍条件电位及其影响因素，氧化还原反应的反应常数与条件电位之间的关系，并简单介绍影响反应速率的因素。在氧化还原滴定原理中，研究体系电位随滴定剂体积或滴定百分数的变化，绘制滴定曲线，找到滴定突跃以及影响滴定突跃范围的因素，从而选择合适指示剂。在应用中介绍几种常用的氧化还原滴定法，如碘量法，高锰酸钾法，重铬酸钾法等。由于能用于沉淀滴定法的反应较少，且与无机化学中沉淀溶解平衡内容并无需要更新，故沉淀溶解平衡不做介绍，直接以银量法为例研究滴定原理，绘制滴定曲线，找出影响滴定突跃的因素。在此章节中重点内容是在三种指示终点的方法，莫尔法，佛尔哈德法以及法扬司法。可以将三种方法的指示剂，指示原理、应用条件以及应用范围进行对比、归纳总结。

在“化学平衡-滴定原理-应用”的主线下梳理知识点，同时还要注意各个章节之间的区别与联系。如，四种滴定分析法中，影响滴定突跃因素，酸碱滴定法、配位滴定法和沉淀滴定法中，浓度是重要影响因素，浓度越大，滴定突跃范围越大，而在氧化还原滴定法中，滴定突跃大小与浓度无关。再比如，当浓度一定时，酸碱滴定法中，弱酸(碱)的K a(K b)越大，滴定突跃越大；配位滴定中，配合物的条件稳定常数K MY’越大，滴定突跃越大；氧化还原滴定法中，两个电对的条件电位差越大，滴定突跃越大；而沉淀滴定法中，沉淀的K sp越大，滴定突跃反而越小。影响滴定突跃的因素是每种滴定分析法的重点内容，通过四种滴定分析法的对比，更容易掌握此知识点。同时，注重各个章节之间的联系。配位滴定法中，研究酸度对配合物稳定常数的影响时会涉及酸碱平衡中的分布系数问题；在提高配位滴定选择性时，可以通过控制酸度、沉淀掩蔽法、或氧化还原掩蔽法，这些分别与酸碱平衡、沉淀溶解平衡和氧化还原平衡关系密切。在研究条件电位的影响因素时，形成沉淀、配合物以及酸效应对条件电位的影响又分别与沉淀溶解平衡、配位平衡以及酸碱平衡的内容穿插。这样四种滴定分析法的主线之间互相关联，构成一个关于滴定分析法的知识点网络。

(下转第181页)

[收稿日期] 2021-01-20

[基金项目] 安徽中医药大学校级重点支持学科-药物分析学

[作者简介] 杨敏(1986-)，女，山东人，博士研究生，主要研究方向为分析化学。*为通讯作者。