容量分析 又稱滴定分析。是一種重要的定量分析方法,此法將一種已知濃度的試劑溶液滴加到被測物質的試液中,根據完成化學反應所消耗的試劑量來確定被測物質的量。容量分析所用的儀器簡單,還具有方便、迅速、準確(可準確至0.1%)的優點,特別適用於常量組分測定和大批樣品的例行分析。
容量分析是古老的分析方法,1729年法國C.J.日夫魯瓦最早使用容量分析,用純碳酸鉀測定乙酸的濃度,他將乙酸逐滴加到一定量的碳酸鉀溶液中,直到不再發生氣泡為止。到了19世紀,由於成功地合成了各類指示劑,容量分析得到廣泛的應用。
滴定反應 能用於容量分析的化學反應必須符合一定條件,其中最重要的是反應物間有確定的化學計量關係,以氫氧化鈉滴定乙酸(AcOH,Ac為乙醯)為例:
AcOH+OH-—→AcO-+H2O
AcOH與NaOH按1:1的摩爾比反應,這就是反應的化學計量關係,它是計算的依據。當加入的NaOH與被測的AcOH的摩爾比正好是1:1的這一點稱為化學計量點,也稱等當點,滴定應當到此結束。但這時往往沒有可被覺察的外部特徵,於是,常常需要加入一種指示劑,它能在等當點附近發生顏色變化,以指示滴定終了,這一點稱為滴定終點。因此,作容量分析時就必須要有適當的方法確定終點。為使測定準確,化學反應應該進行得比較完全。另外,化學反應的速率還必須足夠快,否則就失去迅速的特點。
分類 酸鹼滴定法 例如用氫氧化鈉滴定乙酸以測定食醋的濃度(見酸鹼滴定法):
絡合滴定法 例如用乙二胺四乙酸的二鈉鹽Na2H2Y(Y為乙二胺四乙酸根)為絡合劑滴定 Ca2+和Mg2+(見絡合滴定法),以測定水的硬度:
Ca2++H2Y2-—→CaY2-+2H+
氧化還原滴定法 例如用重鉻酸鉀K2Cr2O7滴定Fe2+(見氧化還原滴定法),以測定鐵礦中的鐵含量:
沉澱滴定法 例如用硝酸銀 AgNO3滴定Cl-(見沉澱滴定法),以測定針劑中NaCl的含量:
非水滴定 對於不溶於水或在水溶液中反應進行得不完全的物質,在有機溶劑(如冰醋酸、乙醇)中常能夠準確滴定(見非水滴定)。
以上都是目視滴定,即利用肉眼觀察指示劑在等當點附近的顏色變化以確定終點。如果溶液有顏色或渾濁,或者滴定反應的完全度不高,就要用儀器來檢測終點,即用儀器測定滴定過程中體系物理性質的變化來確定終點。例如測定電位、電導、光度的電位滴定(見電位分析法)、電導滴定(見電導分析法)、光度滴定。這些方法的優點是易於實現滴定自動化。
滴定方式 直接滴定 如果反應有確定的計量關係,完全度高,速度快,又有適當方法確定終點,最好採用直接滴定。
置換滴定 置換滴定法是先加入適當的試劑與待測組分定量反應,生成另一種可滴定的物質,再利用標準溶液滴定反應產物,然後由滴定劑的消耗量,反應生成的物質與待測組分等物質的量的關係計算出待測組分的含量。
這種滴定方式主要用於因滴定反應沒有定量關係或伴有副反應而無法直接滴定的測定。例如,用K2Cr2O7標定Na2S2O3溶液的濃度時,就是以一定量的K2Cr2O7在酸性溶液中與過量的KI作用,析出相當量的I2,以澱粉為指示劑,用Na2S2O3溶液滴定析出的I2,進而求得Na2S2O3溶液的濃度。
返滴定 鹽酸HCL能與碳酸鈣CaCO3反應:
CaCO3+2HCl—→CaCl2+CO2+H2O
但恰好加入反應所需的HCl時,CaCO3溶解不完全,因而不能直接滴定。如果先加入過量HCl,加熱使CaCO3完全溶解,再用NaOH返滴定HCL,就可測定碳酸鈣。
間接滴定 Ca2+在溶液中沒有價態變化,不能用氧化還原滴定法直接滴定,如果經以下處理,就可以間接滴定:將Ca2+沉澱為CaC2O4:
沉澱洗滌後溶於鹽酸,生成H2C2O4,用高錳酸鉀滴定。
置換滴定、返滴定、間接滴定的應用大大地擴大了容量分析的應用範圍。
進行容量分析時,必須有標準溶液和容量儀器,如果試樣中還含有別的能與試劑發生反應的物質,必須在滴定前除去。
測定結果的計算 根據滴定中所用標準溶液的濃度和體積就可計算測定結果。以重鉻酸鉀法測定鐵礦中的鐵含量為例:試樣為W克,K2Cr2O7溶液的濃度為Μ,消耗的K2Cr2O7溶液的體積為V毫升,根據Fe2+與Cr2O7^2- 按6:1摩爾比反應,則鐵的含量為:
Fe%=100%*0.001VM*6A/ W
式中A為鐵的原子量。
容量分析 又稱滴定分析。是一種重要的定量分析方法,此法將一種已知濃度的試劑溶液滴加到被測物質的試液中,根據完成化學反應所消耗的試劑量來確定被測物質的量。容量分析所用的儀器簡單,還具有方便、迅速、準確(可準確至0.1%)的優點,特別適用於常量組分測定和大批樣品的例行分析。
容量分析是古老的分析方法,1729年法國C.J.日夫魯瓦最早使用容量分析,用純碳酸鉀測定乙酸的濃度,他將乙酸逐滴加到一定量的碳酸鉀溶液中,直到不再發生氣泡為止。到了19世紀,由於成功地合成了各類指示劑,容量分析得到廣泛的應用。
滴定反應 能用於容量分析的化學反應必須符合一定條件,其中最重要的是反應物間有確定的化學計量關係,以氫氧化鈉滴定乙酸(AcOH,Ac為乙醯)為例:
AcOH+OH-—→AcO-+H2O
AcOH與NaOH按1:1的摩爾比反應,這就是反應的化學計量關係,它是計算的依據。當加入的NaOH與被測的AcOH的摩爾比正好是1:1的這一點稱為化學計量點,也稱等當點,滴定應當到此結束。但這時往往沒有可被覺察的外部特徵,於是,常常需要加入一種指示劑,它能在等當點附近發生顏色變化,以指示滴定終了,這一點稱為滴定終點。因此,作容量分析時就必須要有適當的方法確定終點。為使測定準確,化學反應應該進行得比較完全。另外,化學反應的速率還必須足夠快,否則就失去迅速的特點。
分類 酸鹼滴定法 例如用氫氧化鈉滴定乙酸以測定食醋的濃度(見酸鹼滴定法):
AcOH+OH-—→AcO-+H2O
絡合滴定法 例如用乙二胺四乙酸的二鈉鹽Na2H2Y(Y為乙二胺四乙酸根)為絡合劑滴定 Ca2+和Mg2+(見絡合滴定法),以測定水的硬度:
Ca2++H2Y2-—→CaY2-+2H+
氧化還原滴定法 例如用重鉻酸鉀K2Cr2O7滴定Fe2+(見氧化還原滴定法),以測定鐵礦中的鐵含量:
沉澱滴定法 例如用硝酸銀 AgNO3滴定Cl-(見沉澱滴定法),以測定針劑中NaCl的含量:
非水滴定 對於不溶於水或在水溶液中反應進行得不完全的物質,在有機溶劑(如冰醋酸、乙醇)中常能夠準確滴定(見非水滴定)。
以上都是目視滴定,即利用肉眼觀察指示劑在等當點附近的顏色變化以確定終點。如果溶液有顏色或渾濁,或者滴定反應的完全度不高,就要用儀器來檢測終點,即用儀器測定滴定過程中體系物理性質的變化來確定終點。例如測定電位、電導、光度的電位滴定(見電位分析法)、電導滴定(見電導分析法)、光度滴定。這些方法的優點是易於實現滴定自動化。
滴定方式 直接滴定 如果反應有確定的計量關係,完全度高,速度快,又有適當方法確定終點,最好採用直接滴定。
置換滴定 置換滴定法是先加入適當的試劑與待測組分定量反應,生成另一種可滴定的物質,再利用標準溶液滴定反應產物,然後由滴定劑的消耗量,反應生成的物質與待測組分等物質的量的關係計算出待測組分的含量。
這種滴定方式主要用於因滴定反應沒有定量關係或伴有副反應而無法直接滴定的測定。例如,用K2Cr2O7標定Na2S2O3溶液的濃度時,就是以一定量的K2Cr2O7在酸性溶液中與過量的KI作用,析出相當量的I2,以澱粉為指示劑,用Na2S2O3溶液滴定析出的I2,進而求得Na2S2O3溶液的濃度。
返滴定 鹽酸HCL能與碳酸鈣CaCO3反應:
CaCO3+2HCl—→CaCl2+CO2+H2O
但恰好加入反應所需的HCl時,CaCO3溶解不完全,因而不能直接滴定。如果先加入過量HCl,加熱使CaCO3完全溶解,再用NaOH返滴定HCL,就可測定碳酸鈣。
間接滴定 Ca2+在溶液中沒有價態變化,不能用氧化還原滴定法直接滴定,如果經以下處理,就可以間接滴定:將Ca2+沉澱為CaC2O4:
沉澱洗滌後溶於鹽酸,生成H2C2O4,用高錳酸鉀滴定。
置換滴定、返滴定、間接滴定的應用大大地擴大了容量分析的應用範圍。
進行容量分析時,必須有標準溶液和容量儀器,如果試樣中還含有別的能與試劑發生反應的物質,必須在滴定前除去。
測定結果的計算 根據滴定中所用標準溶液的濃度和體積就可計算測定結果。以重鉻酸鉀法測定鐵礦中的鐵含量為例:試樣為W克,K2Cr2O7溶液的濃度為Μ,消耗的K2Cr2O7溶液的體積為V毫升,根據Fe2+與Cr2O7^2- 按6:1摩爾比反應,則鐵的含量為:
Fe%=100%*0.001VM*6A/ W
式中A為鐵的原子量。