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适用范围和应注意的问题:
适用于以AgNO3 标准溶液作滴定剂直接滴定Cl或Br-,当两者共存时测得的是两者总量。由于AgI 及AgSCN具有强烈的吸附作用,使终点提前,且终 点变色不明显,误差较大。虽然AgCl、AgBr 也有 吸附作用,但可通过充分摇动使之解吸。莫尔法不 宜用Cl-作滴定剂滴定Ag+,因为终点反应为
突跃范围依次增大。
影响沉淀滴定突跃的因素(比较)
酸碱滴定 与ca和Ka有关:ca ,Ka 滴定突跃
配位滴定
与cM和KM' Y有关:cM
,K
' MY
滴定突跃
沉淀滴定 与cX 和Ksp有关:cX ,Ksp 滴定突跃
分步滴定
例:AgNO3 分别滴定等浓度的Cl , Br , I
K
sp(AgI)最小
沉淀滴定突跃范
围的大小与滴定剂、
被滴定物质的浓度及
沉淀的溶解度有关。
浓度越小,突跃范围
越小;沉淀的溶解度
越小,突跃范围越大。
例如用0.1000 mol·L-
1 AgNO3分别滴定 0.1000 mol·L-1NaCl
、
NaBr 、NaI的滴定
曲线, 因为AgCl 、
AgBr 、AgI的溶解
度依次减小, 故滴定
6 10-6 1381.0 10-6
0.04molL1
0.04mol·L-1Fe3+溶液较深的黄色妨碍终点的观察。 实验证明,终点时Fe3+浓度一般控制在0.015 mol·L-1 为宜。
2.溶液的酸度
滴定一般应在0.1~1mol·L-1稀HNO3介质 中进行。酸度过低时Fe3+易水解,甚至析出 Fe(OH)2沉淀; 酸度过高会降低[SCN-]。
适当增大指示剂浓度,减小滴定误差
[Fe3+]=0.2 mol/L,TE%<0.1% 适用范围:
返滴定法测定Cl-,Br-,I-,SCN-
选择性好
三、吸附指示剂法(Fayans法,法扬司法 )
吸附指示剂法:利用沉淀对有机染料吸 附而改变颜色来指示终点的方法
吸附指示剂:一种有色有机染料,被带 电沉淀胶粒吸附时因结构改变而导致颜 色变化
RX + KOH = ROH + NaX
溶液冷却后,用HNO3酸化,再用佛尔哈德
法测定试样中的卤素离子。溴米那、六六六和对
硝基-2-溴代苯乙酮等均可采用此法进行测定卤素
含量;结合在苯环上或杂环上的卤素原子性质比
较稳定,可采用熔融法或氧化法预处理后,用佛
尔哈德法进行分析。
银量法所用的标准溶液,最好使用与分析样 品时相同的方法进行标定,即用被测定的卤素离 子做基准物质,使用相同的指示剂,在相同的分 析条件下标定标准溶液,以减小误差,提高分析 结果的准确度。
(2) pH的选择:
莫尔法适宜的酸度为pH=6.5~10.5,pH<6.5时, 指示剂的主要存在型体为HCrO-,使CrO42-的浓度 很小,不能正确指示终点;pH>10.5时,Ag+生成 AgOH沉淀进而迅速分解为Ag2O。如果有NH3存在, pH上限还应降低,例如滴定NH4Cl中的Cl-时,pH 应为6.5~7.2,因为pH>7.2时NH易生成NH3,NH3 与Ag+生成[Ag(NH3)2]+而使AgCl 和Ag2CrO4溶解度 增大。
利用上述沉淀反应的滴定分析法称为银量法。根 据所用的指示剂不同,银量法按创立者的名字命名划 分为莫尔(Mohr)法佛尔哈德(Volhard)法和法扬司 (Fajans)法。
原理: Ag+ + X-
AgX↓
过量形成沉淀,指示终点到达
X Cl , Br , I ,SCN
第二节 沉淀滴定曲线 银量法滴定过程中Ag+和X-浓度的变化可用下式 计算:
若要求此时的Ag+浓度满足,则
ceq2 (Ag )ceq (CrO24- ) Ksp (Ag2CrO4 )
ceq
(CrO
24
)
Ksp (Ag2CrO4 ) ceq2 (Ag )
2.0 10-12 (1.310-5 )2
1.2 10-2 molL1
因K2CrO4本身呈黄色,浓度太大会妨碍终点的观 测。实验证明,浓度以5×10-3 mol·L-1为宜。对0.1000 mol·L-1AgNO3溶液滴定0.1000 mol·L-1Cl-溶液,指示 剂的浓度为5×10-3 mol·L-1时,终点误差仅为+0.06%, 可以认为不影响分析结果的准确度。
先沉淀;K
最大
sp(AgCl)
Байду номын сангаас
后沉淀
结论:溶解度小的沉淀先形成
第三节 银量法滴定终点的确定
一、莫尔(Mohr)法
以K2CrO4作指示剂,用AgNO3标准溶液滴定卤 化物的一种银量法。
1、原理
在被测Cl-溶液中加入K2CrO4指示剂,用AgNO3 标准溶液滴定,由于AgCl的溶解度比Ag2CrO4的溶 解度小,根据分步沉淀原理,在滴定过程中,溶液 首先析出AgCl沉淀。随着滴定的进行,溶液中Cl-离 子浓度逐渐减小,Ag+离子浓度逐渐增大,当接近化 学计量点时,Ag+离子浓度增大到与CrO42-生成砖红 色Ag2CrO4沉淀,从而指示滴定终点。即
调节溶液的酸度时,若碱性太强,可用稀硝酸 中和;酸性太强时可用NaHCO3或Na2B4O7·10H2O 中和。
(3) 干扰离子
与Ag+和生成沉淀或配合物的PO43-、AsO43-、 CO32-、S2-、Pb2+、Ba2+、Hg2+等都干扰测定, 大量的Cu2+、Co2+、Ni2+等有色离子会影响终点 的观察,在中性或微碱性溶液中易水解的离子, 如Al3+、Fe3+、Bi3+、Sn4+等高价金属离子也妨碍 测定,应设法消除可能的干扰。
ceq (Ag )ceq (X- ) Ksp (AgX)
用pAg和pX分别表示Ag+和X-浓度值的负对数, 由上式得
pAg + pX =pKsp(AgX) 化学计量点前, 可根据溶液中剩余的X-浓度计算
pX或pAg。 化学计量点时, X-、Ag+ 两者浓度相等,即
pAg = pX = 1/2pKsp(AgX) 化学计量点后, 由过量的Ag+ 浓度求得pAg或pX。
第六章 沉淀滴定分析法
第一节 沉淀滴定分析法概述
沉淀滴定法:以沉淀反应为基础的滴定分析 方法沉淀滴定法的条件: (1)沉淀的溶解度必须很小; (2)反应迅速、定量; (3)有适当的指示终点的方法; (4)沉淀的吸附现象不能影响终点的确定。
目前,比较有实际意义的是生成难溶性银盐的沉淀 反应:
Ag+ + X-= AgX↓ (X-为Cl-、Br-、I-、CN-和SCN-等)
滴定反应Ag+ +Cl-=AgCl↓(白色) K(AgCl)= 1.8×10-10
终点反应 2Ag+ + CrO42- = Ag2CrO4↓(砖红色) K( Ag 2CrO4)= 2.0×10-12
2、滴定条件: (1) 指示剂用量: 化学计量点时,
ceq (Ag ) ceq (Cl- ) Ksp (AgCl) 1.810-10 1.310-5
例如 用吸A附gN指O示3标剂准,溶荧液光滴黄定是C一l-种时有,机常弱用酸荧:光黄作
HFIn FIn- + H+
荧光黄阴离子FIn-显黄绿色,在化学计量点前, 由于溶液中Cl-离子过量,AgCl的表面只能吸附Cl而带负电荷,即AgCl·Cl-,但不吸附FIn-。当滴定 到化学计量点后,稍过量的Ag+被AgCl吸附而使沉 淀表面带正电荷,形成AgCl·Ag+,这时,带正电 荷的胶粒强烈地吸附FIn-,可能由于在AgCl表面 上形成了荧光黄银化合物,使其结构发生变化而 呈现粉红色,可用下列简式表示:
f) 被测阴离子→阳离子指示剂
被测阳离子→阴离子指示剂
适用范围:
可直接测定Cl-,Br-,I-,SCN-和Ag +
摩尔法
佛尔哈德法 法扬司法
第四节 沉淀滴定分析法的应用
可溶性氯化物中氯的测定
可溶性氯化物中氯的测定,例如天然水中氯
含量的测定、饲料中氯含量的测定等,一般采用
莫尔法。但如果试样含有PO43-、AsO3-、S2-、 CO32-等能与Ag+生成沉淀的阴离子时,那就必须 在酸性条件下,用佛尔哈德法进行测定。
Ag 2
Cr O4 (s) + 2 Cl-
=
2
AgCl(s)
+
CrO
24
沉淀的转化速度较慢。
二、铁铵钒指示剂法
(Volhard法,佛尔哈德法 )
以铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]为指示剂,用 NH4SCN或KSCN作标准溶液滴定含有Ag+的酸性溶 液。
在滴定过程中,首先析出白色AgSCN沉淀,当 接近化学计量点时,NH4SCN标准溶液与Fe3+生成 红色配位化合物,从而指示滴定终点。即: 滴定反应 Ag+ + SCN-AgSCN↓(白色) K= 1.0×10-12 终点反应 Fe3+ + SCN- Fe SCN2+ (红色) K= 138
定,测定前,必须经过适当的预处理,使有机卤
化物中的卤素转变为卤离子形式,才能使用银量
法进行滴定。由于有机卤化物中卤素的结合方式
不同,因而所选用的预处理方法也不同。对于脂
肪族卤化物和卤素结合在芳香环侧链上的芳香化
合物,由于其卤素原子性质较活泼,因此可将试
样与KOH或NaOH的乙醇溶液一起加热回流,按
下式反应,使卤素原子以离子形式转入溶液中
银合金中银含量的测定
用HNO3溶解银合金试样后,加热煮沸除去氮
的低价氧化物,防止发生氮的低价态氧化物氧化
SCN-,如
HNO2 + SCN- + H+ = NOSCN(红色)+ H2O 然后在试样溶液中加入铁铵矾指示剂,用
NH4SCN或KSCN标准溶液滴定。
有机卤化物中卤素含量的测定
有机卤化物中的卤素含量,多数不能直接滴
AgCl·Ag+ + FIn- AgCl·Ag·FIn
(黄绿色) (粉红色)
如果用NaCl滴定Ag+, 则颜色的变化恰好相反。
滴定条件及注意事项 a)防止沉淀凝聚,使胶体具有较大表面积。 措施——加入糊精,保护胶体 b)控制溶液酸度,保证HFL充分解离:pH >pKa,当体系pH低时,荧火黄大多以分子状 态HIF形式存在,就不能被AgX吸附。 例:荧光黄pKa 7.0——选pH 7~10 曙红pKa2.0—— 选pH >2 二氯荧光黄pKa 4.0——选pH 4~10
测定Cl-、Br-、I-、SCN-时,可用返滴定法,即 先加入一定量且过量的AgNO3标准溶液,然后以铁 铵矾为指示剂,用SCN-标准溶液返滴定。
测定Cl-时,因AgCl的溶解度比AgSCN大,近终 点时会发生沉淀的转化:
FeSCN2( 淡棕红色) Fe3 SCN
AgCl(s) + SCN-AgSCN(s) + Cl-
致使溶液出现红色之后, 随着不断摇动, 红色逐渐 消失,以至产生较大误差。
措施:加入AgNO3后,加热(形成大颗粒沉淀),减 少吸附,过滤除去 。
加入过量AgNO3溶液之后再加入有机溶剂(如硝 基苯或1,2-二氯乙烷)1~2mL, 覆盖沉淀表面, 使沉淀 与溶液隔离, 避免沉淀转化
因AgBr、AgI的溶解度都小于AgSCN,故不存在 沉淀转化问题。但是测定I-时,因Fe3+能氧化I-,应 在加入过量AgNO3溶液、使AgI定量沉淀之后加入 Fe3+指示剂。
c)卤化银胶体对指示剂的吸附能力 < 对被测离子 的吸附能力( 反之终点提前 ,差别过大终点拖后) 吸附顺序:I->SCN->Br ->曙红>CL->荧光黄 例: 测Cl-→荧光黄 测Br-→曙红
d) 由于AgX见光分解,应避免强光照射。
e) 溶液中被测离子浓度不能太低,否则,沉淀量太小, 不易观察终点。
1.指示剂用量 为使终点时能观察到FeSCN2+明显的红色,所需 FeSCN2+的最低浓度为6×10-6,据此可计算Fe3+的浓 度: 化学计量点时:
ceq (SCN- ) ceq (Ag ) Ksp (AgSCN) 1.0 10-12 1.0 10-6 molL1
ceq (Fe3 )
ceq (FeSCN2 ) Ks (FeSCN2 )ceq (SCN- )
注意:防止沉淀吸附而造成终点提前 预防:充分摇动溶液,及时释放Ag+
佛尔哈德法的优点是可在酸性介质中滴定,在此 酸度下,许多弱酸根离子,如均不干扰测定。用莫尔 法不能测定的含卤试样可用此法测定,并且对Br-、I-、 SCN-均能获得准确结果。因此,佛尔哈德法的应用更 加广泛。但是,一些强氧化剂,氮的低价氧化物以及 铜盐、汞盐能与SCN-作用而干扰测定。