沉淀滴定法和滴定分析小结
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24
pKsp增大n, 突跃增加n个 pAg单位。
0
50
100
150
200
滴定百分数%
6
8.1.2 沉淀滴定终点指示剂和沉淀滴定分析方法
1. 莫尔(Mohr)法——K2CrO4作指示剂 卡尔· 弗雷德里契· 莫尔(Karl Friedrich Mohr,1808-1879) —德国分析化学家。复盐(NH4)2SO4· FeSO4· 6H2O(六水合硫 酸亚铁· 硫酸铵),俗称莫尔盐。以他的名字命名的还有莫尔 滴定法、莫尔天平等。 滴定剂:AgNO3 指示剂:K2CrO4
Ag Cl AgCl (白)
Ksp 1.8 1010
2Ag CrO 2 Ag2CrO 4 (砖红) 4
w Cl
(cV) AgNO 3 MCl 1000 ms
7
Ksp 2.0 10
12
测定条件
①酸度:pH=6.5-10.0
2 [H ]太大,CrO2 Cr O Ag2CrO4 4 2 7 , 不易形成
9
Mohr法的优缺点
优点:
测Cl-、Br-,直接、 简单、准确。
缺点:
干扰大—生成沉淀AgmAn 、 Mm(CrO4)n、M(OH)n等; 不可测I-、SCN- !
10
2. 佛尔哈德(Volhard)法—铁铵钒作指示剂
雅克布· 佛尔哈德(Jamb Volhard,1834-1910) —德国化学家。 他在有机化学、分析化学及教书育人等领域成绩卓著。 直接法:测Ag+ 滴定剂:NH4SCN
(1)滴定前(NaCl):pCl=1.00 (2)sp前(AgCl,Cl-)
cClVCl cAg VAg [Cl ]剩= VAg VCl
[Ag ]
Ksp [Cl ]
pAg pCl pKsp 9.74
设加入19.98mLAgNO3(sp前0.1%处)a=99.9%
0.1000 0.02 [Cl ] 5 10 5 mol L1 39.98 10 1 . 8 10 5.44 1 [Ag ] 10 mol L 5 10 5
pAg 5.44
pCl 4.30
4
(3)sp时
[Ag ] [Cl ] K sp
1 pAg pCl pKsp 4.87 2 (4)sp后(AgCl,Ag+)
cAg VAg cClVCl [Ag ]剩= VCl VAg 设加入20.02 mL AgNO3(sp后0.1%处)a=100.1%
佛尔哈德法是在强酸性介质中进行测 定的,因而选择性较高,用佛尔哈德 法测定Cl-,Br-,I-时的条件是否一致, 为什么? 不一致。因AgCl的溶解度比AgSCN大,在 测Cl-时,加入过量AgNO3生成AgCl沉淀后 应把AgCl过滤或加入硝基苯保护AgCl,使 终点时AgCl不转化为AgSCN。而AgBr、 AgI的溶解度比AgSCN更小,故不必过滤或 保护。
13
3. 法扬司(Fajans)法—吸附指示剂法 法扬司(Kazimierz Fajans,1887-1975)
——波兰裔美国物理化学家。他是放射科学的先驱。 指示剂:荧光黄(fluorescein)——有机染料(HFl) 以Ag+滴定Cl-为例 sp前: AgCl▓Cl不吸附Fl-,溶液为指示剂本身的颜色(黄绿色)。 sp后: 其阴离子Fl-易被带相反电荷的 胶状沉淀吸附,吸附后因结构 变形而发生颜色的改变!
0.1000 0.02 [Ag ] 5.0 10 5 mol L1 40.02
pAg 4.30
pCl 5.44
5
突跃范围:5.44-4.30
pAg
AgI
AgCl
影响突跃范围的因素
(1)c反应物(sp前后)大,突跃大 (2)Ksp小,突跃范围大(sp前)
浓度增大10倍, 突跃增加2个 pAg单位。
第8章 沉淀滴定法和滴定分析小结
8.1 沉淀滴定法
8.2 滴定分析小结
1
8.1 沉淀滴定法
用作滴定分析的沉淀反应很少! 无固定组成; 对构晶离子的吸附及与其他离子共沉淀; 某些沉淀溶解度大导致sp时反应不完全; 沉淀反应速率慢导致过饱和; 缺乏指示剂… 银量法 沉淀滴定法产 生的年代?顶 峰时期? 沉淀滴定要求 沉淀反应应具 备什么条件?
1.0×10-12
1.8×10-10
12
改进方法:
过滤除去AgCl↓(煮沸、凝聚、滤、洗)
加入有机溶剂如硝基苯(有毒),包住AgCl↓ 提高Fe3+的浓度(如0.2mol· L-1)以减小[SCN-]ep ! 测I-时,须先加AgNO3, 后加指示剂!? 2Fe 3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2
Volhard法—返滴定法
滴定剂:NH4SCN或AgNO3 指示剂:NH4Fe(SO4)2—通常加40%溶液1mL 被测物:X-(Cl-、Br-、I-、SCN-) X- (HNO3介质)
Ag+ (一定量过量)
AgX↓+Ag+
Fe3+ SCN-
AgSCN↓ FeSCN2+
测定Cl-时,到达ep后,振荡,红色褪去!? —沉淀转化! AgCl(s) FeSCN2+ Ag+ + Cl+ SCN- + Fe3+ AgSCN(s) Ksp(AgSCN)<Ksp(AgCl)
指示剂:NH4Fe(SO4)2—通常加40%溶液1mL
Ag+ + SCN-(滴定剂)
Fe3+ K=200 HNO3介质 Fe3+指示剂
AgSCN↓(白色)
FeSCN2+(红色)
—[FeSCN2+]=6×10-6mol· L-1即显色 [SCN-]ep =2.0×10-6mol· L-1
11
通常[Fe3+]ep≈0.0015mol·L-1
AgCl▓Ag+Fl优先吸附Ag+,Fl-作为抗衡离子被吸附,吸附后结构 变形而表现为粉红色。
14
sp前 滴定前 白色AgCl(s) 黄绿色Fl-
Sp后 白色AgCl(s) 无色Cl黄绿色Fl15
粉红色Fl-
糊精
溶胶 状态
Cl-:>0.005mol· L-1 浓度不 能太小 Br- 、I- 、 SCN- : >0.001mol· L-1
17
银量法标准溶液的配制与标定 NaCl(工作基准或优级纯,直接配制) 高温电炉中于550º C干燥2h; 置于瓷坩埚中,在石棉网上用天然气灯加热。 AgNO3: (棕色瓶中保存)
纯品直接配制(贵);
粗配后用NaCl标液标定其浓度。 NH4SCN 以AgNO3标液, Volhard法标定。
22
8.2.3 滴定曲线
c=0.1M c=0.01M c=0.001M
相同条件下,络合和氧化还原滴定曲线的突跃大 于酸碱和沉淀滴定曲线的突跃。
23
课堂练习
1、以下滴定中,当反应物c增加时,突跃范围变化最大的是 A ,其次是_____ BC ,不变的是_____ D 。 _____
A. AgNO3→Cl- B. NaOH→HAc C. EDTA→Zn2+ D. Ce4+→Fe2+
避免 强光
测定 要求 酸度 适当
指示剂 吸附性
指示剂应保持 离子状态: pH=pKa~10
沉淀应略优先吸附被测离子, 然后才吸附指示剂!? 测Cl-能否 用曙红?
16
沉淀对卤离子及指示剂的吸附能力:
I->SCN->Br->曙红>Cl->荧光黄、二氯荧光素
Fajans法常用吸附指示剂
指示剂 pKa 滴定条件 测定对象 滴定剂 颜色变化 (pH) Cl-,Br-,I-, Ag+ 黄绿 — 粉红 7~10 黄绿 — 粉 Cl-,Br-,IAg+ 4~10 红 Ag+ 粉红 — 红紫 Cl红—紫 2~10 酸性
Ag+ + X- →AgX↓
2
Mohr法: K2CrO4 作指示剂
+
Volhard法: NH4Fe(SO4)2 作指示剂
银量法
+
Fajans法: 吸附指示剂
3
8.1.1 滴定曲线 以0.1000mol.L-1AgNO3滴定20.00mL0.1000mol.L-1NaCl为 例,计算pAg~a或pCl~a
太大,终点提前,结果偏低
太小,终点拖后,结果偏高
2CrO2 2 H 4
2 Cr2O7 H 2O,K 4.3 1014
8
应用
直接测定Cl-,Br-、CN返滴法测Ag+ 为何直接法一般不 能测I-、SCN-? 为何不能直 接滴定Ag+ 如何用返滴 法滴Ag+ AgI,AgSCN沉淀强烈吸附I-, SCN- ,使终点提前 Cl-滴定Ag+,sp附近 Ag2CrO4 → AgCl转化慢,终点拖后。 能否用莫尔法测定BaCl2 或 AlCl3中的Cl-?
18
银量法应用
测定卤离子、Ag+!
天然水、海水、生理盐水;
有机卤化物中的X; 醇类药物、磺胺类药物(含X);
银合金(如银币)中的Ag。
作业,P280,3、4T
19
8.2 滴定分析小结
H OH H 2O,Kt 1 Kw
H B HB ,Kt
Kb kw
荧光黄 ~7 二氯荧光 ~4 黄 曙红 甲基紫
~2 Br-,I-, SCNAg+
4. Cl-和I-的连续电位滴定
Ksp(AgI) [I ] 7 5 10 Ksp(AgCl) [Cl ]
银离子选择性指示电极,第1个 突越点对应的是滴定I-所耗滴定 剂体积,第2个突越点对应的是 滴定I-和Cl-消耗滴定剂总体积。
①②⑤⑥⑧ 。 2、以下标准溶液必须用间接方法配制的是_______________ ① NaOH ② HCl ③ EDTA ④ K2Cr2O7 ⑤ KMnO4 ⑥ Na2S2O3 ⑦ AgNO3 ⑧ NH4SCN or KSCN 3、滴定分析中,标准溶液浓度一般与被测物质浓度相近,且二 者必须控制在一定范围内,若浓度过小,则______;若浓度 过大,则_______。 将使突跃小,终点不明显,终点误差大; 不易控制终点,且造成浪费
弱酸、弱碱滴定(Ka、Kb)大(sp前)——突跃大
络合滴定
KБайду номын сангаасMY 大(sp后)——突跃大
△E n
氧化还原滴定
大
ER→sp前 ——突跃大 EO→sp后
沉淀滴定Ksp小(sp前)——突跃大
21
8.2.2 四类滴定方法的不同点 强酸强碱滴定(sp前后),c大——突跃大 弱酸弱碱滴定sp后(sp后),c大——突跃大 络合滴定(sp前),c大——突跃大 沉淀滴定(sp前后),c大——突跃大 氧化还原滴定——c无影响
[H ]太小,Ag Ag2O , 测Cl,结果偏高。
当溶液中有 NH -7.2 4 时,pH 6.5
pH较大,NH NH H O Ag ( NH ) ,测 Cl ,结果偏高。 4 3 2 3 2
OH
②K2CrO4用量:0.005mol· L-1,即5%K2CrO4溶液1mL
Ka OH HA H 2O A ,Kt Kw
小于强酸滴定强碱的Kt
M Y MY,Kt KMY
P2O1 P1R 2 P2R1 P1O2,Kt K
1 Ag Cl AgCl ,Kt Ksp
20
8.2.1 四种滴定方法的共同点
Kt大——突跃大
pKsp增大n, 突跃增加n个 pAg单位。
0
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150
200
滴定百分数%
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8.1.2 沉淀滴定终点指示剂和沉淀滴定分析方法
1. 莫尔(Mohr)法——K2CrO4作指示剂 卡尔· 弗雷德里契· 莫尔(Karl Friedrich Mohr,1808-1879) —德国分析化学家。复盐(NH4)2SO4· FeSO4· 6H2O(六水合硫 酸亚铁· 硫酸铵),俗称莫尔盐。以他的名字命名的还有莫尔 滴定法、莫尔天平等。 滴定剂:AgNO3 指示剂:K2CrO4
Ag Cl AgCl (白)
Ksp 1.8 1010
2Ag CrO 2 Ag2CrO 4 (砖红) 4
w Cl
(cV) AgNO 3 MCl 1000 ms
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Ksp 2.0 10
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测定条件
①酸度:pH=6.5-10.0
2 [H ]太大,CrO2 Cr O Ag2CrO4 4 2 7 , 不易形成
9
Mohr法的优缺点
优点:
测Cl-、Br-,直接、 简单、准确。
缺点:
干扰大—生成沉淀AgmAn 、 Mm(CrO4)n、M(OH)n等; 不可测I-、SCN- !
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2. 佛尔哈德(Volhard)法—铁铵钒作指示剂
雅克布· 佛尔哈德(Jamb Volhard,1834-1910) —德国化学家。 他在有机化学、分析化学及教书育人等领域成绩卓著。 直接法:测Ag+ 滴定剂:NH4SCN
(1)滴定前(NaCl):pCl=1.00 (2)sp前(AgCl,Cl-)
cClVCl cAg VAg [Cl ]剩= VAg VCl
[Ag ]
Ksp [Cl ]
pAg pCl pKsp 9.74
设加入19.98mLAgNO3(sp前0.1%处)a=99.9%
0.1000 0.02 [Cl ] 5 10 5 mol L1 39.98 10 1 . 8 10 5.44 1 [Ag ] 10 mol L 5 10 5
pAg 5.44
pCl 4.30
4
(3)sp时
[Ag ] [Cl ] K sp
1 pAg pCl pKsp 4.87 2 (4)sp后(AgCl,Ag+)
cAg VAg cClVCl [Ag ]剩= VCl VAg 设加入20.02 mL AgNO3(sp后0.1%处)a=100.1%
佛尔哈德法是在强酸性介质中进行测 定的,因而选择性较高,用佛尔哈德 法测定Cl-,Br-,I-时的条件是否一致, 为什么? 不一致。因AgCl的溶解度比AgSCN大,在 测Cl-时,加入过量AgNO3生成AgCl沉淀后 应把AgCl过滤或加入硝基苯保护AgCl,使 终点时AgCl不转化为AgSCN。而AgBr、 AgI的溶解度比AgSCN更小,故不必过滤或 保护。
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3. 法扬司(Fajans)法—吸附指示剂法 法扬司(Kazimierz Fajans,1887-1975)
——波兰裔美国物理化学家。他是放射科学的先驱。 指示剂:荧光黄(fluorescein)——有机染料(HFl) 以Ag+滴定Cl-为例 sp前: AgCl▓Cl不吸附Fl-,溶液为指示剂本身的颜色(黄绿色)。 sp后: 其阴离子Fl-易被带相反电荷的 胶状沉淀吸附,吸附后因结构 变形而发生颜色的改变!
0.1000 0.02 [Ag ] 5.0 10 5 mol L1 40.02
pAg 4.30
pCl 5.44
5
突跃范围:5.44-4.30
pAg
AgI
AgCl
影响突跃范围的因素
(1)c反应物(sp前后)大,突跃大 (2)Ksp小,突跃范围大(sp前)
浓度增大10倍, 突跃增加2个 pAg单位。
第8章 沉淀滴定法和滴定分析小结
8.1 沉淀滴定法
8.2 滴定分析小结
1
8.1 沉淀滴定法
用作滴定分析的沉淀反应很少! 无固定组成; 对构晶离子的吸附及与其他离子共沉淀; 某些沉淀溶解度大导致sp时反应不完全; 沉淀反应速率慢导致过饱和; 缺乏指示剂… 银量法 沉淀滴定法产 生的年代?顶 峰时期? 沉淀滴定要求 沉淀反应应具 备什么条件?
1.0×10-12
1.8×10-10
12
改进方法:
过滤除去AgCl↓(煮沸、凝聚、滤、洗)
加入有机溶剂如硝基苯(有毒),包住AgCl↓ 提高Fe3+的浓度(如0.2mol· L-1)以减小[SCN-]ep ! 测I-时,须先加AgNO3, 后加指示剂!? 2Fe 3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2
Volhard法—返滴定法
滴定剂:NH4SCN或AgNO3 指示剂:NH4Fe(SO4)2—通常加40%溶液1mL 被测物:X-(Cl-、Br-、I-、SCN-) X- (HNO3介质)
Ag+ (一定量过量)
AgX↓+Ag+
Fe3+ SCN-
AgSCN↓ FeSCN2+
测定Cl-时,到达ep后,振荡,红色褪去!? —沉淀转化! AgCl(s) FeSCN2+ Ag+ + Cl+ SCN- + Fe3+ AgSCN(s) Ksp(AgSCN)<Ksp(AgCl)
指示剂:NH4Fe(SO4)2—通常加40%溶液1mL
Ag+ + SCN-(滴定剂)
Fe3+ K=200 HNO3介质 Fe3+指示剂
AgSCN↓(白色)
FeSCN2+(红色)
—[FeSCN2+]=6×10-6mol· L-1即显色 [SCN-]ep =2.0×10-6mol· L-1
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通常[Fe3+]ep≈0.0015mol·L-1
AgCl▓Ag+Fl优先吸附Ag+,Fl-作为抗衡离子被吸附,吸附后结构 变形而表现为粉红色。
14
sp前 滴定前 白色AgCl(s) 黄绿色Fl-
Sp后 白色AgCl(s) 无色Cl黄绿色Fl15
粉红色Fl-
糊精
溶胶 状态
Cl-:>0.005mol· L-1 浓度不 能太小 Br- 、I- 、 SCN- : >0.001mol· L-1
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银量法标准溶液的配制与标定 NaCl(工作基准或优级纯,直接配制) 高温电炉中于550º C干燥2h; 置于瓷坩埚中,在石棉网上用天然气灯加热。 AgNO3: (棕色瓶中保存)
纯品直接配制(贵);
粗配后用NaCl标液标定其浓度。 NH4SCN 以AgNO3标液, Volhard法标定。
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8.2.3 滴定曲线
c=0.1M c=0.01M c=0.001M
相同条件下,络合和氧化还原滴定曲线的突跃大 于酸碱和沉淀滴定曲线的突跃。
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课堂练习
1、以下滴定中,当反应物c增加时,突跃范围变化最大的是 A ,其次是_____ BC ,不变的是_____ D 。 _____
A. AgNO3→Cl- B. NaOH→HAc C. EDTA→Zn2+ D. Ce4+→Fe2+
避免 强光
测定 要求 酸度 适当
指示剂 吸附性
指示剂应保持 离子状态: pH=pKa~10
沉淀应略优先吸附被测离子, 然后才吸附指示剂!? 测Cl-能否 用曙红?
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沉淀对卤离子及指示剂的吸附能力:
I->SCN->Br->曙红>Cl->荧光黄、二氯荧光素
Fajans法常用吸附指示剂
指示剂 pKa 滴定条件 测定对象 滴定剂 颜色变化 (pH) Cl-,Br-,I-, Ag+ 黄绿 — 粉红 7~10 黄绿 — 粉 Cl-,Br-,IAg+ 4~10 红 Ag+ 粉红 — 红紫 Cl红—紫 2~10 酸性
Ag+ + X- →AgX↓
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Mohr法: K2CrO4 作指示剂
+
Volhard法: NH4Fe(SO4)2 作指示剂
银量法
+
Fajans法: 吸附指示剂
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8.1.1 滴定曲线 以0.1000mol.L-1AgNO3滴定20.00mL0.1000mol.L-1NaCl为 例,计算pAg~a或pCl~a
太大,终点提前,结果偏低
太小,终点拖后,结果偏高
2CrO2 2 H 4
2 Cr2O7 H 2O,K 4.3 1014
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应用
直接测定Cl-,Br-、CN返滴法测Ag+ 为何直接法一般不 能测I-、SCN-? 为何不能直 接滴定Ag+ 如何用返滴 法滴Ag+ AgI,AgSCN沉淀强烈吸附I-, SCN- ,使终点提前 Cl-滴定Ag+,sp附近 Ag2CrO4 → AgCl转化慢,终点拖后。 能否用莫尔法测定BaCl2 或 AlCl3中的Cl-?
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银量法应用
测定卤离子、Ag+!
天然水、海水、生理盐水;
有机卤化物中的X; 醇类药物、磺胺类药物(含X);
银合金(如银币)中的Ag。
作业,P280,3、4T
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8.2 滴定分析小结
H OH H 2O,Kt 1 Kw
H B HB ,Kt
Kb kw
荧光黄 ~7 二氯荧光 ~4 黄 曙红 甲基紫
~2 Br-,I-, SCNAg+
4. Cl-和I-的连续电位滴定
Ksp(AgI) [I ] 7 5 10 Ksp(AgCl) [Cl ]
银离子选择性指示电极,第1个 突越点对应的是滴定I-所耗滴定 剂体积,第2个突越点对应的是 滴定I-和Cl-消耗滴定剂总体积。
①②⑤⑥⑧ 。 2、以下标准溶液必须用间接方法配制的是_______________ ① NaOH ② HCl ③ EDTA ④ K2Cr2O7 ⑤ KMnO4 ⑥ Na2S2O3 ⑦ AgNO3 ⑧ NH4SCN or KSCN 3、滴定分析中,标准溶液浓度一般与被测物质浓度相近,且二 者必须控制在一定范围内,若浓度过小,则______;若浓度 过大,则_______。 将使突跃小,终点不明显,终点误差大; 不易控制终点,且造成浪费
弱酸、弱碱滴定(Ka、Kb)大(sp前)——突跃大
络合滴定
KБайду номын сангаасMY 大(sp后)——突跃大
△E n
氧化还原滴定
大
ER→sp前 ——突跃大 EO→sp后
沉淀滴定Ksp小(sp前)——突跃大
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8.2.2 四类滴定方法的不同点 强酸强碱滴定(sp前后),c大——突跃大 弱酸弱碱滴定sp后(sp后),c大——突跃大 络合滴定(sp前),c大——突跃大 沉淀滴定(sp前后),c大——突跃大 氧化还原滴定——c无影响
[H ]太小,Ag Ag2O , 测Cl,结果偏高。
当溶液中有 NH -7.2 4 时,pH 6.5
pH较大,NH NH H O Ag ( NH ) ,测 Cl ,结果偏高。 4 3 2 3 2
OH
②K2CrO4用量:0.005mol· L-1,即5%K2CrO4溶液1mL
Ka OH HA H 2O A ,Kt Kw
小于强酸滴定强碱的Kt
M Y MY,Kt KMY
P2O1 P1R 2 P2R1 P1O2,Kt K
1 Ag Cl AgCl ,Kt Ksp
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8.2.1 四种滴定方法的共同点
Kt大——突跃大