分析化学基础知识

3、 配位平衡
4、滴定方法
5）金属指示剂 ①金属指示剂变色原理 A、金属指示剂：一种有机染料，能与某些金属离子生成 有色配合物，此配合物的颜色与金属指示剂的颜色不同。 B、变色原理 M + HIn ↔ MIn （A色）+ H MIn + H2Y ↔ MY + HIn (B色） + H ②金属指示剂应具备的条件 （P234） ③常用金属指示剂 （P 表7-10）
5、EDTA标准溶液的配制和标定
配制（P244） 标定 1）基准物：纯金属、金属氧化物、盐 2）注意事项：标定条件尽量和测定时相同
6、应用示例
水总硬度的测定 1）测定意义 A、水硬度：水中含有钙盐和镁盐的多少。 B、分类：暂时硬水，永久硬水。 C、硬水造成的影响。（P246） 2）水硬度的表示方法 mmol/L或mg/L（CaCO3）
2、滴定方法
2、滴定方法
④混合指示剂 A、组成：两种指示剂按一定比例混合；一种 指示剂和另一种染料混合而成。 B、作用：使颜色变化更加敏锐 ⑤常用的酸碱指示剂（P207 表7-3） ⑥常用的混合酸碱指示剂（P208 表7-4）
2、滴定方法
3）酸碱滴定曲线和指示剂的选择 ①滴定曲线：以滴定剂加入量为横坐标，溶液pH值为纵坐标， 描述滴定过程溶液pH值变化的曲线。 ②选择指示剂的依据：指示剂的变化范围全部或大部分落在 滴定突跃范围内。 ③影响突跃范围的因素：溶液的溶度c；溶液的电离常数Ka 或Kb。 ④弱酸（碱）能被准确滴定的判别式
6、应用示例
3）水总硬度的测定原理 A、加入指示剂（铬黑T）
Mg + HIn = MgIn （红色） + H Ca + HIn = CaIn （红色） + H
B、滴定
CaIn + H2Y= CaY （无色）+ HIn （蓝色）+ H（先） MgIn + H2Y= MgY + HIn （无色）（蓝色）+ H（后）
1、酸碱平衡
1、酸碱平衡
④缓冲溶液的选择和配制 A、选择原则 （P204） B、配制方法 （P415 附录二）
酸碱溶液中[H+]的计算式汇总 （P204 表7-2）
1）方法概述（P206） 2）酸碱指示剂 ①变色原理 A、酸碱指示剂：结构复杂的有机弱酸或弱碱，其酸式和 共轭碱式具有不同的颜色。 B、变色原理：溶液pH值改变时，指示剂或给出质子由酸 式变为共轭碱式；或接受质子由碱式变为共轭酸式，导 致颜色改变。 ②变色范围：指示剂开始变色至变色终了时所对应的pH范 围。 ③滴定指数pT：在变色范围内指示剂颜色变化最明显的那 点pH值。
P192
酸碱分析、配位分析、氧化还原分析、沉淀分析
二、酸碱滴定法
1、酸碱平衡
1）酸碱质子理论 ① 酸碱定义 A、酸：凡是能给出质子的物质 B、碱：凡是能接受质子的物质 ②共轭酸碱对 A、共轭关系：酸失去质子后变成共轭碱；或碱接受 质子后变成共轭酸的相互依存的关系 B、共轭酸碱对：酸-共轭碱；碱-共轭酸 C、共轭酸碱对的特点（见书上P194）
C、滴定终点（化学计量点） 溶液组成：CaY、MgY、HIn D、滴定过程颜色变化情况： 红→ 紫（红+蓝）→蓝
6、应用示例
铝盐的测定 1）铝离子与EDTA的反应特点：反应速度慢，不适宜直接 滴定。 2）测定原理 A、Al3+与EDTA的反应 Al + H2Y（过量） = AlY + 2H（加热煮沸） B、加入指示剂（二甲酚橙） 溶液组成：AlY、H2Y（剩余）、HIn（黄色） C、用Pb标准溶液返滴定 Pb + H2Y（剩余） = PbY + 2H D、滴定终点 Pb（稍过量） + HIn（黄色）= PbIn（红色）+ H
2）酸碱的强度 ①水溶液中酸碱的强度 Ka越大，酸越强，Kb越大，碱越强 ②共轭酸碱对Ka与Kb的关系 A、一元弱酸碱 Ka + Kb = Kw B、二元弱酸碱 Ka1 + Kb2 = Kw Ka2 + Kb1 = Kw C、三元弱酸碱 Ka1 + Kb3 = Kw Ka2 + Kb2 = Kw Ka3 + Kb1 = Kw
1）氧化还原滴定法（P248） 2）分类（根据所用的标准溶液不同） A、高锰酸钾法（KMnO4标准溶液） B、重铬酸钾法（K2Cr2O7标准溶液） C、碘量法（I2、Na2S2O3标准溶液） D、溴酸钾法（KBrO3-KBr标准溶液） 3）特点（P248）
1、酸碱平衡
②物料平衡、电荷平衡和质子条件 A、物料平衡：溶液处于平衡状态时，某组分的分析 浓度等于该组分各种形态的平衡浓度之和。 B、电荷平衡：溶液处于平衡状态时，溶液中带正电 荷离子的总浓度必等于带负电荷离子的总浓度， 整个溶液呈电中性。 C、质子条件：酸碱反应达到平衡时，酸失去质子数 与碱得到质子数必然相等。
A、一元弱酸（碱）
c酸·Ka≥10-8； c碱·Kb≥10-8
B、多元弱酸（碱） c 酸· Kai≥10-8； c碱· Kbi≥10-8 可被准确滴定至i级； Ka2/Kai-1 ≥10-5： Kbi /Kbi-1 ≥10-5 能部分滴定。
Hale Waihona Puke Baidu、滴定方法
4）酸碱标准溶液的配制和标定 ①氢氧化钠标准溶液的配制和标定 A、配制（P218） B、标定 基准物：邻苯二甲酸氢钾；指示剂 ：酚酞。 ②盐酸标准溶液的配制和标定 A、配制（P219） B、标定 基准物 ：无水碳酸钠；指示剂 ：溴甲酚绿-甲基红 ③比较（P220）
2、 EDTA及其分析应用方面的特性
EDTA与金属离子配合的特点 1）配合物结构稳定。 2）无色金属离子与EDTA生成的配合物无色， 有色金属离子与EDTA生成的配合物比原金 属离子颜色更深。 3）配合物易溶于水，配合反应迅速。 4）配合能力与溶液酸度有关。 5）配合比多为1:1，计量关系简单
3、 配位平衡
1、酸碱平衡
③ 强酸（碱）溶液pH值的计算
当c≥10-6moI/L时，[H+]=c(酸) [OH-]=c(碱)
④一元弱酸（碱）溶液pH值的计算
当Ka·c ≥20Kw,c/Ka ≥500时，[H+]=（ Ka1· c ）1/2 当Kb·c ≥20Kw,c/Kb ≥500时，[H+]=（ Kb2· c ）1/2
化学分析法基础
目录
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一、概述 二、酸碱滴定法 三、配位滴定法 四、氧化还原滴定法 五、沉淀滴定法 六、重量分析法
一、概述
一、概述
• 1、滴定分析
用已知准确浓度的滴定剂滴加到待测物质溶液中，直到 按化学计量关系定量反应完全，根据滴定剂的浓度和消耗 的体积计算被测物质的含量
• 2、滴定分析中的名词术语 • 3、滴定分析法的要求 • 4、滴定分析法的分类
4、滴定方法
6）配位曲线 ①滴定曲线的绘制 V（EDTA）为横坐标，pM为纵坐标。 ②影响滴定突跃大小的主要因素 A、条件稳定常数 K’ MY ↑ ，突跃↓ B、被测离子浓度 [M] ↑ , 突跃↑
4、滴定方法
7）提高配位滴定选择性的方法 ①金属离子间无干扰的条件 lgc MK’ MY － lgc NK’NY ≥5 ②消除干扰的方法 A、控制溶液酸度，分步滴定 B、利用掩蔽和解蔽 配位掩蔽法 （P234表7-12） 沉淀掩蔽法、氧化还原掩蔽法、解蔽法
1）配合物的稳定常数 ①配合反应 M + Y = MY ②绝对稳定常数 KMY越大，配合物越稳定 ③常见金属离子与EDTA形成配合物的 lg KMY 值（P229 表7-8） 2）配位反应中主反应与副反应 ①主反应 金属离子M与EDTA离子Y之间的反 应 ②副反应 金属离子M与氢离子H之间的反应
3）酸效应与酸效应系数 ①酸效应：由于氢离子的存在，使M与Y主反应 的配位能力下降的现象。 ②酸效应系数：lgαY（H）越大，配合物能力下降。 ③酸效应系数与溶液pH值关系 pH值 ↑ lgαY（H） ↓。 4）配合物的条件稳定常数 ①条件稳定常数：将副反应的影响考虑后的实际 稳定常数。 ② lgK’ MY= lgK MY － lg αY（H） 5）准确滴定的判别式 lgcK’ MY ≥ 10-6 6）EDTA酸效应曲线 （P232 图7-12）
②缓冲溶液pH值的计算 A、酸性缓冲溶液 pH=pKa+lg[c(盐)/c(碱)] B、碱性缓冲溶液 pH=pKw-pKb+lg[c(碱)/c(盐)] ③缓冲容量和缓冲范围 A、缓冲容量β：使1L缓冲溶液pH值增加1个pH单位 所需加入强碱的量，或使pH值减少1个pH单位所 需加入强酸的量。 B、影响缓冲容量的因素：缓冲物质的总浓度越大， β 越大；组成缓冲溶液组分的浓度比越接近， β 越大。 C、缓冲范围：缓冲溶液组分的浓度比在10:1和1:10 之间。
四、氧化还原滴定法
• 1、方法简介 • 2、氧化还原平衡 1）氧化还原反应 2）电极电位和能斯特方程式 3）标准电极电位 4）条件电位 5）氧化还原反应进行的方向和速度
四、氧化还原滴定法
• 3、滴定方法 1）滴定曲线 2）氧化还原指示剂 3）高锰酸钾法 4）重铬酸钾法 5）碘量法 6）溴酸钾法
1、方法简介
1、酸碱平衡
3）溶液中氢离子浓度的计算 ①分析浓度、平衡浓度和酸碱度 A、分析浓度：溶液中溶质的各种型体的总浓度，c， mol/L。 B、平衡浓度：溶液达到平衡时，溶液中各种形态的 物质的浓度，用“ [ ]” 表示。 C、酸碱度 酸度：溶液中H+的平衡浓度，常用pH表示 碱度：溶液中OH-的平衡浓度，常用pH表示
甲基橙变色 n（HCl）2 = 1/2 n（Na2CO3）+ n（NaHCO3 ） ③草酸纯度测定 氢氧化钠标准溶液、酚酞指示剂
三、配位滴定法
1、方法简介 2、EDTA及其分析应用方面的特性 3、配位平衡 1）配合物的稳定常数 2）配位反应中主反应和副反应 3）酸效应和酸效应系数 4）配合物的条件稳定常数 5）准确滴定的判别式 6）EDTA酸效应曲线
2、滴定方法
5）应用示例 ①铵盐中氮含量测定 A、蒸馏法 蒸馏：铵盐+氢氧化钠（加热蒸馏）→ 氨 吸收：氨+硼酸 → 硼酸二氢铵 滴定：盐酸标准溶液、溴甲酚绿-甲基红指示剂 B、甲醛法 甲醛+铵盐 → 六亚甲基四胺+氢离子 滴定：氢氧化钠标准溶液、酚酞指示剂
2、滴定方法
②混合碱的测定（双指示剂法） A、NaOH和Na2CO3 酚酞变色 n（HCl）1 = n（NaOH）+ 1/2 n（Na2CO3） 甲基橙变色 n（HCl）2 = 1/2 n（Na2CO3） B、 Na2CO3和NaHCO3 酚酞变色 n（HCl）1 = 1/2 n（Na2CO3）
⑤多元弱酸（碱）溶液pH值的计算
当Ka1·c ≥20Kw,c/Ka 1≥500时，[H+]=（ Ka1· c ）1/2 当Kb1·c ≥20Kw,c/Kb 1≥500时，[H+]=（ Kb2· c ）1/2
⑥两性物质溶液pH值的计算
当Ka2·c ≥20Kw,c＞20Ka1时，[H+]=（ Ka1· Ka2）1/2
1、酸碱平衡
4）酸碱缓冲溶液 ①缓冲溶液的作用原理
A、缓冲溶液：能对溶液的酸碱度起稳定作用的溶液。 B、缓冲作用：向缓冲溶液加入少量强酸或强碱，或将溶液 稍加稀释，溶液的酸度基本保持不变的作用。 C、作用原理：缓冲溶液既有质子的接受者，又有质子的供 给者，当溶液中氢离子增加时，质子的接受者与之结合， 当溶液中氢离子减少时，质子的供给者提供质子加以补充， 使溶液的酸度基本保持不变。 D、缓冲溶液的组成 弱酸及其共轭碱，弱碱及其共轭酸，两性物质，高浓 度 强酸或强碱。
1、酸碱平衡
③水溶液中的酸碱反应：两个共轭酸碱对共 同完成的质子转移。 HA+H2O H3O+AA-+H2O HA+OH④水的质子自递反应及平衡常数 H2O+H2O H3O++OHKw=[H+][OH-]=1.00 × 10-14 (25 ℃) pKw=pH+pOH=14.00 (25 ℃)
1、酸碱平衡
三、配位滴定法
4、滴定方法 1）金属指示剂 2）配位滴定曲线 3）提高配位滴定选择性的方法 5、EDTA标准溶液的配制和标定 6、应用示例
1、方法简介
1）配位滴定反应的条件（P225） 2）常用方法 氨羧配位剂
2、 EDTA及其分析应用方面的特性
EDTA的性质 1）乙二胺四乙酸 H4Y 2）乙二胺四乙酸二钠 Na2H2Y ·2H2O 3）EDTA的物理性质（P226） 4）EDTA的化学性质 六元酸，水溶液中总是以七种形态同时存 在；各种形态的分布与溶液的pH值有关； 在pH ＞10.26溶液中，以Y4-形态存在。