化工分析(第二版)
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第一节 滴定分析的条件和方法

滴定分析是将已知准确浓度的标准滴定溶液通过滴定管滴加到试样溶液中,与待测组分进行定量的化学反应,达到化学计量点时根据消耗标准滴定溶液的体积和浓度计算待测组分的含量。如反应

aA+bB cC+dD

这种已知准确浓度的标准滴定溶液称为标准溶液,也称为滴定剂。用滴定管将标准滴定溶液滴加到待测溶液中的操作过程称为滴定。把滴入的标准滴定溶液恰与待测组分的物质的量相当时的作用点称为化学计量点。为了确定化学计量点,常在被滴定溶液中加入一种辅助试剂,由它的颜色变化作为达到化学计量点的信号而终止滴定,这种辅助试剂称为指示剂。在滴定过程中,指示剂发生颜色变化停止滴定时称为滴定终点,简称终点。由于指示剂不一定恰好在化学计量点时变色,所以滴定终点与化学计量点也时常不一致,由此引起的误差称为终点误差。终点误差是滴定分析误差的主要来源之一。因此,只有选择合适的指示剂,才能使滴定终点尽可能接近化学计量点。

一、滴定分析的基本条件

能够直接用于滴定分析的化学反应必须具备:滴定反应按化学式计量关系定量进行;滴定反应必须进行完全;滴定反应速率快并有能显示滴定终点到达的方法。具备此条件的反应均可以用标准滴定溶液直接滴定被测物质,此种滴定方式称为直接滴定。当滴定分析的基本条件不能同时具备时,可以采用其他滴定方式来继续完成滴定。这将在后续课程内容中介绍。

二、滴定分析方法

按照标准滴定溶液与被测组分之间发生化学反应类型的不同,滴定分析方法可分为以下四种。

1.酸碱滴定法

酸碱滴定法以酸碱间的质子传递反应为基础,测定碱和碱性物质或测定酸和酸性物质。其反应实质可表示为:

滴定剂常用HCl和NaOH溶液。

2.配位滴定法

配位滴定法以生成配位化合物的反应为基础,测定的是金属离子。滴定剂常用乙二胺四乙酸二钠盐(缩写为EDTA)溶液。如:

式中 Mn+——金属离子;

W4-——EDTA的阴离子。

3.氧化还原滴定法

氧化还原滴定法以氧化还原反应为基础,测定各种还原性和氧化性物质含量,以及一些能与氧化剂或还原剂起定量反应的物质含量。如用高锰酸钾标准滴定溶液滴定二价铁离子,其反应式如下:

4.沉淀滴定法

沉淀滴定法以生成难溶物质的反应为基础,测定卤化物的含量。滴定剂为硝酸银溶液。例如:

滴定分析通常适用于常量组分(含量≥1%)测定,有时也用于测定微量组分。滴定分析具有简便、快速、准确、应用范围广等特点,测定的相对误差通常为0.1%~0.2%。因此,沉淀滴定法在企业生产和科学实验中具有广泛的实用性。