分析化学中等化学物质的量量规则到底怎么用

主题:为什么使用物质的量浓度时要指明基本单元,基本单元又是怎么去理解,基本单元又有什么用处
浏览 |回复12
<p class="orgred oe jinghua_
<p class="orgred oe tiezi_
<p class="orgred oe huitie_
ID:v2649312
行业:石油行业―校长油行业―校长油行..
积分:<span class="gray0 userintegral_升级还需100积分
声望:<span class="gray0 userrenown_升级还需100声望
注册时间:
最后登录时间:<span class="gray0 userlastl_00-00-00
结帖率:<div class="loading jietielv_2649312 jietielvname_v0%
关注: |粉丝:
新手级:&新兵
发表于: 11:14:23
悬赏金额:13积分 状态:
为什么使用物质的量浓度时要指明基本单元,基本单元又是怎么去理解,基本单元又有什么用处呢
最佳答案:回复于
举个例子吧。0.1 mol/L 的 H2SO4 水溶液,可以写成 c(H2SO4)= 0.1 mol/L,也可以写成 c(1/2 H2SO4)= 0.2 mol/L。当用于酸碱滴定的计算的时候,显然用 c(1/2 H2SO4)= 0.2 mol/L 进行计算更方便,因为这样表示的是酸碱反应的基本单位(氢离子)的当量浓度。同样,氧化还原滴定,采用氧化还原反应的基本单位(电子)的当量浓度更方便计算。例如:重铬酸钾溶液的浓度用 c(1/6 K2Cr2O7)就比用 c(K2Cr2O7)更方便,因为直接可以看出每毫升滴定剂含有的能够参与反应(得到/给出)的电子数量。
该帖子作者被版主
云☆飘☆逸 加 2 积分,
2经验,加分理由:话题
<p class="orgred oe jinghua_
<p class="orgred oe tiezi_
<p class="orgred oe huitie_
ID:lihuimei
行业:石油行业―校长油行业―校长油行..
积分:<span class="gray0 userintegral_升级还需100积分
声望:<span class="gray0 userrenown_升级还需100声望
注册时间:
最后登录时间:<span class="gray0 userlastl_00-00-00
结帖率:100%
关注: |粉丝:
新手级:&新兵
初高中的化学知识啊
<p class="orgred oe jinghua_
<p class="orgred oe tiezi_
<p class="orgred oe huitie_
ID:tiger4628
行业:石油行业―校长油行业―校长油行..
积分:<span class="gray0 userintegral_升级还需100积分
声望:<span class="gray0 userrenown_升级还需100声望
注册时间:
最后登录时间:<span class="gray0 userlastl_00-00-00
结帖率:<div class="loading jietielv_1830553 jietielvname_tiger%
关注: |粉丝:
新手级:&新兵
看高中课本
<p class="orgred oe jinghua_
<p class="orgred oe tiezi_
<p class="orgred oe huitie_
ID:nphfm2009
行业:石油行业―校长油行业―校长油行..
积分:<span class="gray0 userintegral_升级还需100积分
声望:<span class="gray0 userrenown_升级还需100声望
注册时间:
最后登录时间:<span class="gray0 userlastl_00-00-00
结帖率:<div class="loading jietielv_2166779 jietielvname_nphfm%
关注: |粉丝:
新手级:&新兵
化学定量分析常涉及溶液的配制和溶液浓度的计算,利用化学反应进行定量分析时,用物质的量浓度来表示溶液的组成更为方便。溶质(用字母B表示)的物质的量浓度(molarity)是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量,用符号 CB(B是小字)表示,常用单位为mol/L.
<p class="orgred oe jinghua_
<p class="orgred oe tiezi_
<p class="orgred oe huitie_
ID:nphfm2009
行业:石油行业―校长油行业―校长油行..
积分:<span class="gray0 userintegral_升级还需100积分
声望:<span class="gray0 userrenown_升级还需100声望
注册时间:
最后登录时间:<span class="gray0 userlastl_00-00-00
结帖率:<div class="loading jietielv_2166779 jietielvname_nphfm%
关注: |粉丝:
新手级:&新兵
化学分析的计算可以运用等物质的量规则,根据反应中物质的基本单元,不需写出化学方程式,即可计算被测物质的含量。
<p class="orgred oe jinghua_
<p class="orgred oe tiezi_
<p class="orgred oe huitie_
ID:v2699371
行业:石油行业―校长油行业―校长油行..
积分:<span class="gray0 userintegral_升级还需100积分
声望:<span class="gray0 userrenown_升级还需100声望
注册时间:
最后登录时间:<span class="gray0 userlastl_00-00-00
结帖率:<div class="loading jietielv_2699371 jietielvname_v0%
关注: |粉丝:
新手级:&新兵
基本单元可以是原子、分子、电子、离子、光子等一切物质的粒子或者人为的规定的作为计量的小对象。选基本单元要选常用,否则会让人不易理解!
qianguiyun1
<p class="orgred oe jinghua_
<p class="orgred oe tiezi_
<p class="orgred oe huitie_
ID:qianguiyun1
行业:石油行业―校长油行业―校长油行..
积分:<span class="gray0 userintegral_升级还需100积分
声望:<span class="gray0 userrenown_升级还需100声望
注册时间:
最后登录时间:<span class="gray0 userlastl_00-00-00
结帖率:100%
关注: |粉丝:
新手级:&新兵
有的物质是几价的,基本单元不一样,浓度就不一样。
<p class="orgred oe jinghua_
<p class="orgred oe tiezi_
<p class="orgred oe huitie_
ID:yzulcl
行业:石油行业―校长油行业―校长油行..
积分:<span class="gray0 userintegral_升级还需100积分
声望:<span class="gray0 userrenown_升级还需100声望
注册时间:
最后登录时间:<span class="gray0 userlastl_00-00-00
结帖率:100%
关注: |粉丝:
新手级:&新兵
举个例子吧。0.1 mol/L 的 H2SO4 水溶液,可以写成 c(H2SO4)= 0.1 mol/L,也可以写成 c(1/2 H2SO4)= 0.2 mol/L。当用于酸碱滴定的计算的时候,显然用 c(1/2 H2SO4)= 0.2 mol/L 进行计算更方便,因为这样表示的是酸碱反应的基本单位(氢离子)的当量浓度。同样,氧化还原滴定,采用氧化还原反应的基本单位(电子)的当量浓度更方便计算。例如:重铬酸钾溶液的浓度用 c(1/6 K2Cr2O7)就比用 c(K2Cr2O7)更方便,因为直接可以看出每毫升滴定剂含有的能够参与反应(得到/给出)的电子数量。
该帖子作者被版主
云☆飘☆逸 加 5 积分,
2经验,加分理由:交流
云☆飘☆逸
<p class="orgred oe jinghua_
<p class="orgred oe tiezi_
<p class="orgred oe huitie_
ID:denx5201314
行业:石油行业―校长油行业―校长油行..
积分:<span class="gray0 userintegral_升级还需100积分
声望:<span class="gray0 userrenown_升级还需100声望
注册时间:
最后登录时间:<span class="gray0 userlastl_00-00-00
结帖率:<div class="loading jietielv_1607403 jietielvname_denx0%
关注: |粉丝:
新手级:&新兵
原文由 化学小组(v2649312) 发表:为什么使用物质的量浓度时要指明基本单元,基本单元又是怎么去理解,基本单元又有什么用处呢因为物质的量的单位可以是原子、离子、分子、分子式,络合物等等。不指名单元将无法对应出相应的摩尔数量。基本单元可以是反应的生成物,反应物等,按照你的要求去设定,可以是分子,离子、原子等基本单元可以简化计算,直接得到物质的含量关系。
<p class="orgred oe jinghua_
<p class="orgred oe tiezi_
<p class="orgred oe huitie_
ID:lljzwj
行业:石油行业―校长油行业―校长油行..
积分:<span class="gray0 userintegral_升级还需100积分
声望:<span class="gray0 userrenown_升级还需100声望
注册时间:
最后登录时间:<span class="gray0 userlastl_00-00-00
结帖率:100%
关注: |粉丝:
新手级:&新兵
好像初中物理上,有基本单元这个概念。
<p class="orgred oe jinghua_
<p class="orgred oe tiezi_
<p class="orgred oe huitie_
ID:guojingyi-2010
行业:石油行业―校长油行业―校长油行..
积分:<span class="gray0 userintegral_升级还需100积分
声望:<span class="gray0 userrenown_升级还需100声望
注册时间:
最后登录时间:<span class="gray0 userlastl_00-00-00
结帖率:<div class="loading jietielv_2397801 jietielvname_guojingyi-%
关注: |粉丝:
新手级:&新兵
我觉得就是方便计算分析化学实验_化学书籍《分析化学实验》_希赛网图书
客服热线:400-777-1218
当前位置: >
> 分析化学实验
分析化学实验
价  格:16.00&元
所属类别:
作  者:李楚芝
出版时间:
所属学科:
页  数:0
出 &版 社:化学工业出版社
本书包括定性分析、定量分析、化学分离法3部分共9章、61个实验。全书采用法定计量单位,并以“等物质的量规则”作为滴定分析计算的依据,各实验均附有思考题,书后附有参考书。本书为全国化工中等专业学校工业分析专业的实验教材。
《分析化学实验》书籍目录
第一章 分析化学实验室基础知识第一节 实验室安全守则第二节 纯水的制备和质量检验第三节 化学试剂的应用第四节 常用致冷剂和干燥剂第五节 常用器皿第六节 常用洗涤液第二章 半微量定性分析基本操作第一节 半微量定性分析常用仪器及设备第二节 半微量定性分析基本操作技术第三节 定性分析实验要求第三章 阳离子分析第一节 组阳离子分析实验第二节 组阳离子分析实验第三节 组阳离子分析实验第四节 组阳离子分析实验第五节 组阳离子分析实验第四章 阴离子及一般物质分析第一节 阴离子分析实验第二节 一般物质分析实难.第五章 分析天平第一节 分析天平的种类第二节 分析天平的构造……第六章 滴定分析仪器和基要操作第七章 测定分析法第八章 称量分析仪器和基本操作第九章 化学分离法附录主要参考书目
本图书名称:
本图书地址:第二章滴定分析概论
第一节滴定分析概述
一、滴定分析(titrimetric analysis, titrimetry)的基本概念
&&滴定分析也称容量分析,是在被测溶液中,滴加可以和被测物作用的已知准确浓度的试剂溶液,直到所加试剂与被测物质按化学计量关系完全反应为止。根据所加试剂溶液的浓度和体积,计算被测物质的含量。
&&这种已知准确浓度的试剂溶液称为标准溶液,或滴定剂(titrant)。将标准溶液从滴定管滴加到待测物质溶液中的操作过程为滴定(titration)。滴入的标准溶液与待测物恰好按化学计量关系完全反应的这一点称为理论终点或化学计量点(stoichiometric point)(sp)。一般来说,由于在计量点时试液的外观并无明显变化,因此,还需加入适当的指示剂,使滴定进行至指示剂的颜色发生突变时而终止(或用仪器进行检测)。此时称为滴定终点(titration end point(ep)),简称终点。由于理论终点是根据化学反应的计量关系所计算得理论值,而滴定终点是实验测定得测定值,两者不一定完全相符,由此引起测定结果的误差称为终点误差(end point error),又称滴定误差(titration error)。终点误差的大小,不仅取决于滴定反应的完全程度,还与所用指示剂的性质和用量有关,它是滴定分析中误差的主要来源之一。
&&滴定分析法因其主要操作是滴定故而得名,又因为它是以测量溶液体积为基础的分析方法,因此称为容量分析法(volumetric analysis, volumetry)。
&&滴定分析法是化学分析中很重要的一类分析方法。它所需要的仪器简单,价廉,操作简便,测定快速:主要用于含量在1%以上的常量组分的测定,不适于微量和痕量组分的测定:该法准确度比较高,相对误差一般在±0.1~0.2%左右;并且可应用于多种化学反应类型,因此在工农业生产和科学实验中,都被广泛地应用。
二、滴定分析法的分类与滴定反应的条件
化学分析法是以化学反应为基础的,滴定分析法是化学分析法中重要的一类分析方法。根据所利用的化学反应不同,滴定分析一般可分为下列四种:
(一)酸碱滴定法(acid-base titration)
这是一种以质子传递反应为基础的一种滴定分析法,可用来测定酸、碱,其反应实质可用下列简式表示:
(二)酸位滴定法(complexometric titration)
这是以配位反应为基础的一种滴定分析法,可用于对金属离子进行测定,其方法常用EDTA作为配位剂(即标准溶液),其反应为:
(三)氧化还原滴定法(redox titration)
是以氧化还原反应为基础的滴定分析法。可用于测定各种氧化剂或还原剂,以及一些能与氧化剂或还原剂发生定量反应的物质。其方法可分为高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法等,它们的反应为:
(四)沉淀滴定法(precipitation titration)
这是以沉淀反应为基础的一种滴定分析法,可用以对、、及卤素等离子进行测定,如银量法,其反应如:
滴定分析法是以化学反应为基础的,但并不是所有的化学反应都可用于滴定分析,但是适用于滴定分析法的化学反应必须具备下列条件:
1.反应必须定量地完成,即化学反应必须按一定的化学反应方程式进行,无副反应发生,而且进行完全(≥99.9%),这是定量计算的基础。
2.必须具有较快的反应速度。对于速度较慢的化学反应,可通过加热或加入催化剂来加速反应的进行。
3.必须能用简便的方法确定终点。
三、滴定方式
滴定分析常用的滴定方式有以下四种:
(一)直接滴定法(direct titration )
&&凡是能够满足滴定分析对化学反应要求的一类反应,都可以用标准溶液直接滴定被测物质,这类滴定方式称为直接滴定法。例如:以HCl滴定NaOH,以KMnO4标准溶液滴定等等,都属于直接滴定法。直接滴定法是滴定分析中最常用和最基本的滴定方式。当标准溶液与被测物质之间的反应不符合滴定分析对化学反应的要求时,无法直接滴定,可采用下述几种方式进行滴定。
(二)返滴定法(back titration)
&&当试液中被测物质与滴定剂反应速度较慢或者由于缺乏合适的指示剂等原因不能采用直接滴定方式时,可采用返滴定方式。即先向被测物质溶液中准确地加入已知量且过量的标准溶液,与被测物质反应,待反应完全后,再用另一种标准溶液滴定剩余的第一种标准溶液。这种滴定方式,就称为返滴定法,例如,与EDTA的配位的反应速度很慢,测定时不宜采用直接滴定方式,但可以先加入一定量过量的EDTA标准溶液,待反应完全后,剩余的EDTA再用标准溶液返滴定,根据两种标准溶液的体积和浓度,就可求出待测物的含量。又如在酸性溶液中,用标准溶液滴定时,若缺乏合适的指示剂,可先加过量标准溶液,再以三价铁盐作指示剂,用标准溶液返滴定过量的,出现的淡红色即为终点。反应式如下:
(三)置换滴定法(replacement(displacement) titration)
&&对于不按确定的反应式进行(伴有副反应)的反应,可以不直接滴定被测物质,而是先用适当试剂与被测物质起反应,使其定量置换出另一生成物,再用标准溶液滴定此生成物,这种滴定方式称为置换滴定法。例如,不能直接滴定及其它强氧化剂,因为这些强氧化剂不仅能将氧化为,还会将一部分氧化为,因此没有一定的计量关系。但是,可先在酸性溶液中加入过量,置换出一定量的从而就可以用标准溶液滴定生成的。其反应式如下:
(四)间接滴定法(indirect titration)
&&有时,被测物质并不能直接与标准溶液作用,但却能和另一种可以与标准溶液直接作用的物质起反应,这时便可采用间接滴定法进行滴定。例如,既不能直接用酸或碱滴定,也不能直接用氧化剂或还原剂滴定,但可采用间接滴定法测定。先利用使其沉淀为,再加溶解沉淀便得到与等物质量的草酸。最后用标准溶液滴定生成的草酸,达到间接地测定的含量。其反应如下:
由于可以采用返滴定、置换滴定和间接滴定等方式,这就大大扩宽了滴定分析的应用范围。
第二节滴定分析的标准溶液
一、标准溶液的浓度表示方法
滴定分析中所用标准溶液的浓度必须是准确、已知的,标准溶液的浓度表示方法有以下二种:
(一)物质的量浓度
物质的量浓度指单位体积溶液所含溶质的物质的量(n)。如B物质的浓度以符号c(B)表示,即
式中表示溶液中物质的物质的量,其单位为或;为溶液的体积,单位为、等,在分析化学中,最常用的体积单位为或。溶液c的常用单位为。
物质的物质的量与物质的质量的关系为:
式中为物质的摩尔质量,与所选用的基本单元有关。基本单元不同,基本单元的摩尔质量也不同,以B或bB为基本单元,它们摩尔质量的关系为或,即,基本单元越小,基本单元的摩尔质量越小,基本单元越大,基本单元的摩尔质量越大。
物质的量的单位为摩尔()。摩尔是一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元数与碳的原子数目相等,如果系统中物质B的基本单之数目与碳的原子数目一样多,则物质的物质的量就是.
基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子,或是这些粒子的某种特定组合。例如硫酸的基本单元可以是,也可以是。当用作基本单元时,的硫酸,其基本单元数与碳的原子数目相等,因而为;而用作基本单元时,的硫酸,其基本单元数是碳的原子数目的两倍,因而为。可见,同样质量的物质,其物质的量随所选用的基本单元不同而不同,因此在说到系统中物质的物质的量和使用单位摩尔时,必须注明基本单元,否则就没有明确的意义。若教材中提到某物质的浓度而未指明基本单元时,均以物质的分子式(或化学式)为基本单元。
由于物质的量的数值取决于基本单元的选择,因此表示物质的量浓度时,必须指明基本单元。如某硫酸溶液的浓度,由于选择不同的基本单元,其摩尔质量就不同,浓度亦不相同:
由此得出:或
其通式为:
例2-1已知硫酸密度为,其中含量约为,求每升硫酸中含有的,及其和。
(二)滴定度
当分析对象固定(如生产单位对某些组分的例行分析),为简化计算,常采用滴定度来表示标准溶液的浓度。滴定度是指滴定剂相当于待测物质的质量(),用符号表示。例如用标准溶液滴定铁,表示每毫升标准溶液相当于铁。如果一次滴定中消耗标准溶液,很快就可算出溶液中铁含量,即。在写的(基本单元)时,将滴定剂写在前面,待测物质写在后面,中间的斜线表示“相当于”。
如果固定分析试样的重量,那么滴定度也可直接表示每毫升标准溶液相当于被测物质的质量分数。例如:表示当试样重量固定时,每毫升标准溶液相当于试样中的质量分数为。测定时,如用去标准溶液,则该试样中质量分数为:
这种浓度表示方法,对于工厂等生产单位来讲,由于经常分析同一种样品,所以能省去很多计算,很快就可
以得出分析结果,使用起来非常方便。
二、标准溶液的配制和标定
(一)直接法配制与基准物质
准确称取一定质量的纯物质,溶于适量水后,完全转移至容量瓶中,用水稀释至刻度,根据称取物质的质量和配得溶液的体积,计算出该标准溶液的准确浓度。这种标准溶液的配制方法称为直接配制法。溶液浓度的计算式为:
直接法配得的标准溶液可直接用于滴定分析。
例2-2欲用直接法配制,的重铬酸钾溶液,应称取多少克?如何配制?
在分析天平上准确称取纯,放入干净小烧杯中,加适量蒸馏水使之完全溶解后,将溶液定量转移至容量瓶中,定容后充分摇匀即可。
能够用以直接配制成标准溶液的纯物质叫基准物质(primary matter)。它必须具备以下条件:
1.试剂纯度应足够高(以上),杂质含量应少到不致影响分析结果的准确度。
2.试剂的化学组成应与它的化学式完全相符,若含结晶水,如,等,结晶水的含量也应与化学式完全相符。
3.试剂的化学性质应稳定,在配制和贮存中不会发生变化。如在烘干时不分解,称量时不吸湿,不吸收,也不易被空气氧化。
4.应具有较大的摩尔质量,使称量时误差较小。
凡是基准物质,都可以用来直接配成标准溶液。现将一些常用的基准物质及其干燥温度和应用范围列入表2-1
表2-1常用基准物质的干燥条件和应用范围
干燥后组成
干燥条件/℃
Na2CO3·10H2O
Na2B-4O7·10H2O
Na2B-4O7·10H2O
放在含NaCl和蔗糖饱和水溶液的干燥器中
H2C2O4·2H2O
H2C2O4·2H2O
室温空气干燥
邻苯二甲酸氢钾
室温干燥器中保存
三氧化二砷
室温干燥器中保存
室温干燥器中保存
900~1 000
(二)间接法配制(又称标定法配制)
实际工作中,许多化学试剂是不符合基准物质条件的,如固体,很容易吸收空气中的水分和,因此称得的质量不能代表纯净的质量,盐酸(除恒沸溶液外)也很难知道其中的准确含量;、等均不易提纯,且见光易分解,均不宜用直接法配制成标准溶液。对于这类物质,可先大致配制成接近所需浓度的溶液,再用基准物质或另一种标准溶液来确定它的准确浓度,这个操作过程称为标定。
(三)标准溶液浓度的标定
1.用基准物质标定
称取一定量的基准物质,溶解后用待标定的溶液滴定。根据基准物质的质量及待标定溶液所消耗的体积,即可算出该溶液的准确浓度。如称取,溶于水,粗配得溶液后,称取一定量的邻苯甲酸氢钾(基准物质),溶解后用溶液滴定。由邻苯二甲酸氢钾的质量和消耗的体积,即可计算出氢氧化钠标准溶液的准确浓度。
2.与标准溶液进行比较
准确吸取一定量的待标定溶液,用已知准确浓度的另一种标准溶液滴定,反之也可。根据两种溶液所消耗的体积及已知标准溶液的浓度就可以计算出待标定溶液的准确浓度,这个操作过程称“比较滴定”。如上述标准溶液的浓度已准确知道后,就可以比较滴定的方法来确定标准溶液的准确浓度。
显然,直接采用基准物质进行标定,有利于提高测定结果的准确度。
在常量组分的测定中,标准溶液的浓度一般为至(指大致溶液范围);而浓度为的溶液用于微量组分的测定,通常根据待测组分含量的高低来选择标准溶液浓度的大小。
为了提高标定的准确度,一般应注意以下几点:
(1)标定时应平行测定次,至少次,并要求测定结果的相对偏差不大于。
(2)为了减小测量误差,称取基准物质的量不应太少;滴定时消耗标准溶液的体积(用毫升计)也不应太少。例如草酸为二元酸,其摩尔质量也不很大,使用中为减小称量误差,可以事先称取一定量的草酸,于容量瓶中配成已知准确浓度的溶液,再分取部分溶液用于标定。
(3)配制和标定溶液时使用的量器,如滴定管、容量瓶和移液管等,在必要时应校正其体积,并考虑温度的影响。
(4)标定后的标准溶液应妥善保存。有些标准溶液若保存得当,其浓度可以长期保持不变或改变极小。保存在瓶中的溶液由于蒸发,瓶内壁上常有水珠凝聚,致使溶液的浓度发生变化,因而在每次使用前都应将其摇匀。有些溶液不够稳定,如见光易分解的和等标准溶液应贮存于棕色瓶中,并置于暗处保存。强碱溶液能吸收空气中的并腐蚀玻璃容器,最好装在塑料瓶中,并在瓶口装上碱石灰管用于吸收空气中的和水。对于性质不稳定的溶液,久置后,在使用前还需要重新标定其浓度。
第三节&滴定分析中的计算
有关滴定分析的计算(如溶液的配制、标定、稀释、分析结果的计算等),主要依据的是等物质的量规则或物质的量比规则。下面分别予以介绍。
一、等物质的量规则
对于具体的滴定反应,如果选取特定组合作为反应物的基本单位,则滴定到达理论终点(化学计量点)时,各反应物基本单元的物质的量彼此相等。这就是等物质的量规则。
例如:以滴定剂滴定待测物质,滴定反应为:
式中、分别为反应物和在该反应中的化学计量数。若以和分别作为滴定剂和待测组分的基本单元,则到达理论终点时,按照等物质的量规则,有下列关系式:
无论是溶液物质的量浓度还是待测组分含量计算,均涉及到物质的基本单元的确定,物质基本单元的确定原则有有两点:一是物质的基本单元与特定反应相联系,反应不同,基本单元不一定相同;二是确定基本单元后,物质刚好完全反应条件是等物质的量。
(一)基本单元的确定方法
计量系数法
正确书写滴定反应方程式,根据各物质前的计量系数确定基本单元。
设滴定反应为:
则A的基本单元为,B的基本单元为。
则HCl基本单元为HCl,基本单元为
则基本单元为,基本单元为。
其余反应依次类推
2.特定反应方程式法
依据基本单元的确定原则,正确书写反应方程式,根据反应确定基本单元。
滴定反应中物质基本单元,可用或表示,其中:对于酸碱反应是指物质在反应中给出或接受的物质的量;对于氧化还原反应则是指物质在反应中得到或失去电子的物质的量。
例如:中,提供,则其基本单元为;而接受,则其基本单元为。
例如:反应中,得到电子,则其基本单元为,;而失去电子,则其基本单元为,。
即,酸碱滴定中,各物质的基本单元是以该物质在酸碱反应中给出或接受一单位质子()的特定组合作基本单元,酸碱物质基本单元的摩尔质量可按下式计算:
氧化还原滴定中,各物质的基本单元是以该物质在氧化还原滴定反应中得失一单位电子的特定组合作基本单元。计算氧化剂或还原剂基本单元的摩尔质量时,按下式计算:
对于配位滴定反应和沉淀滴定反应,反应比较简单,一般是以和为基本单元的,并由此确定与之反应的其它物质的基本单元或摩尔质量。
3.最小公倍数法
求出滴定反应中滴定剂和待测物质系数的最小公倍数,然后以相应物质的系数除以最小公倍数所得值即为相应物质的基本单元。
设滴定反应为:
求、最小公倍数为,则的基本单元为,的基本单元为。该方法前提是反应式书写正确且必须先配平后方可求解。
,,则,则基本单元为,即;基本单元为.
,,,则基本单元为,即为;基本单元为,即为。
其余反应可依此类推。
(二)分析结果的表示方法
对样品中被测组分进行滴定分析时,根据实验结果需要计算被测成分的含量。含量的多少常用以下几种方法表示。
1.质量分数
物质的质量分数定义为“物质的质量与混合物的质量之比”,用符号表示。
式中,为组分的质量,为混合物的总质量。
2.体积分数
物质的体积分数定义为“在相同温度和压力下,物质的体积与混合物的体积之比”,用符号表示。
式中,为组分的体积,为混合物的总体积。
3.质量浓度
物质的质量浓度定义为“物质的质量与溶液的总体积之比”,用符号表示。
式中:为溶液中组分的质量,为溶液的总体积。
(三)滴定分析结果的计算
根据滴定反应计量关系确定各物质基本单元后,即可进行一系列滴定分析的计算,分述如下:
1.标准溶液浓度的计算:
(1)若采用直接法配制标准溶液,物质的量浓度计算公式为:
式中:——物质的量浓度;
——基准物质的准确质量()
——基准物质基本单元的摩尔质量()
——所配溶液的准确体积()
(2)若采用间接配制法配制标准溶液,物质的量浓度计算公式为:
式中:——标定用基准物质的准确质量()
——滴定时消耗的待标定溶液的体积()
——基准物质参加反应基本单元的摩尔质量()
c(B) ——待标定溶液基本单元的物质的量浓度
例2-3称取硼砂标定盐酸,滴定至终点时用去,求。
2.待测组分质量分数的计算:
(1)直接、间接、置换滴定方式的计算:
称取克试样,经处理后用浓度为的标准溶液滴定,达终点时消耗标准溶液,依据(T为标准溶液的基本单元,S为待测组分的基本单元),则有
在置换滴定法和间接滴定法中,涉及到两个以上的反应,此时应从总的反应找出实际参加反应的量之间的关系。例如在酸性溶液中以为基准物质,标定溶液的浓度时,其中包括了两个反应:首先是在酸性溶液中与过量的反应析出,
然后用溶液滴定析出的。
在反应(1)中,被氧化为,但在反应(2)中,又被还原为。因此,实际上总反应相当于氧化了。将反应(2)的系数乘以,再与反应(1)合并,得到与在反应中的计量数为,即
若按等物质的量规则计算,确定作为基本单元,则的基本单元为。故
又如:以间接法测定,先将沉淀为,过滤,洗涤后,将纯净的沉淀溶解于酸中,再以标准溶液滴定生成的。反应式为:
由反应式可得出:与反应的化学计量数比为1∶1;与的基本单元分别为,,因此的基本单元也应为,即可得到
(2)返滴定方式的计算
称取克试样,经处理后先加入浓度为的标准溶液,充分反应后再用浓度为的标准溶液返滴定至终点消耗,依据,则有
例2-4测定不纯草酸试样时,标准试样,溶解于适量水中,用的标准溶液滴定,消耗溶液,求试样中的质量分数?
解:滴定反应为
理论终点时,根据等物质的量规则有
m(H2C2O4.2H2O) = c(NaOH) . V(NaOH) . M
例2-5用法测定不纯样品的含量时,不能用溶液直接滴定,但可采用间接滴定法进行测定。称取试样,溶于溶液中,加入过量溶液,使转化为沉淀,将沉淀过滤、洗涤后溶解于溶液,此溶液中的用的标准溶液滴定至终点,所消耗。计算样品中的质量分数。
解:这是一个间接滴定法的例子,根据题意,写出有关的反应方程式:
滴定反应:↑
根据上述反应式可知有
例2-6称取样品,酸化后使其与过量反应,生成的用溶液滴定,终点时消耗溶液,求试样的纯度,。
解:这属置换滴定法,反应式为
例2-7称取试样,准确加入标准溶液,待与反应完全后,再用标准溶液滴定过量的,消耗标准溶液,计算试样中的质量分数。
解:这是一个返滴定法的实例,反应式为
返滴定至终点时,与反应的的物质的量:
3.物质的量浓度与滴定度间的换算
根据滴定度的定义,可推导出它和物质的量浓度间的关系为:
式中,为滴定剂标准溶液基本单元的物质的量浓度,
为被测物质基本单元的摩尔质量。
例2-8计算溶液分别滴定和时的滴定度。
解:根据式(2-12)有
二、物质的量比规则
不论是什么物质,也不论是何种类型反应,如果一律以其分子式(或化学式)作为基本单元,则到达理论终点时,各反应物的物质的量之比,等于滴定反应方程式中化学计量系数之比。这一规则称为物质的量比规则。
对于滴定反应:
式中、分别代表滴定剂和待测组分的分子式,则反应到达理论终点时,按照物质的量比规则,应有下列关系式:
以上各式是按照物质量比规则进行滴定分析计算的基本关系式。这种计算方法适用于容量分析的各类滴定方法,要求是反应必须配平且书写正确无误。
(一) 计算实例
例2-9为标定溶液,称取硼砂,用溶液滴定至化学计量点,消耗。求溶液的浓度。
解:反应式为
例2-10在稀溶液中,用溶液滴定某溶液,如欲两者消耗的体积相等则溶液的浓度为多少?若需配制该溶液,应称取多少克?
解:已知,标定反应为
由式(4-5)
依题意,欲使,则
若配制溶液,根据上式,应称取的质量为
例2-11称取含铝试样,溶解后加入标准溶液,控制条件使与配位完全。然后以标准溶液返滴定,消耗溶液,计算试样中的质量分数。
解:滴定的反应式为
2.物质的量浓度与滴定度之间的换算
滴定度是指每毫升标准溶液相当于被测物质的质量,即
式中为标准溶液(滴定剂)中溶质的化学式,为被测物质的化学式,的单位为、的单位为。根据滴定度的定义可得:
例2-12要加多少毫升纯水到溶液中,才能使稀释后的标准溶液对的滴定度?
解:已知,与的反应为
∴稀释后标准溶液的浓度为
设稀释时加入纯水为,依题意
第四节化学试剂的一般知识
化学试剂是指具有一定纯度标准的各种单质和化合物,对于某些用途来说,也可以是混合物。
随着化合物数目的增多,化学试剂的数量和品种正与日俱增。化学试剂基本上可分为无机化学试剂(无机物)与有机化学试剂(有机物)两大类。根据其用途,可分为通用试剂与专用试剂两类。对于化学试剂的名称,我国目前使用的是“系统命名原则”。
化学试剂的等级规格是根据不同的纯度来决定的,在科学实验中,可根据实验要求选用不同纯度的化学试剂。
随着科学和工业的发展,对化学试剂的纯度要求也愈加严格,愈加专门化,因而出现了了具有特殊用途的专用试剂(规定只有一种级别),如高纯试剂(超纯、特纯和光谱纯等)、色谱纯试剂、分光纯试剂、放化纯试剂、微量分析试剂、有机分析标准试剂、生化试剂、生物染色剂、指示剂、闪烁纯试剂、层析试剂、测折光试剂及基准试剂等。
化学试剂的纯度级别及其类别和性质,一般在标签的左上方用符号注明,规格则在标签的右端,并用不同颜色的标签加以区别。
表2-2列出了通用化学试剂的规格和标志。
表2-2通用化学试剂的规格和标志
(一级、优级纯)
(二级、分析纯)
(三级、化学纯)
(四级、实验试剂)
GUARANTEED
ANALYTICAL
LABORATORY
关于试剂的纯度标准,我国共分五种:国家标准,化学工业部标准、化学工业部暂行标准、地方企业标准、厂订标准。一般在标签的上端用符号标明。例如“”表示符合国家标准:“”表示符合化学工业部标准:“”表示化学工业部暂行标准。这些符号分别表示化学试剂的技术条件(杂质及其最高含量)符合国家规定的某种标准。
通常,一级品试剂适用于最精密的分析工作和研究工作,其纯度最高,杂质最少;二级品适用于较精密的分析研究工作,其纯度较高,杂质含量较少,三级品适用于一般的化学制品以及配制分析实验室中的普通试剂等,其质量略低于分析纯,四级品适用于一般的定性分析,质量较低。
在滴定分析中的基准物质至少应是二级品。用来确定滴定终点的指示剂其纯度往往不太明确,经常遇到的标签为蓝色的化学纯试剂。另外,生物化学中使用的生物试剂,其纯度的表示与化学试剂不同。例如:蛋白类试剂,经常以某种提纯方法来表示其纯度,如层析纯、电泳纯等。此外,相对于通用试剂,还有一些具有特殊用途的试剂,即专用试剂,如光谱纯试剂、色谱纯试剂、放射化学纯试剂及荧光试剂等。
应该注意,使用哪种纯度的化学试剂,需要有相应的纯水及容器与之配合,才能发挥试剂纯度的作用。比如在精密分析试验中常选用优级纯试剂或分析纯试剂,这就需要用二次蒸馏水或去离子水以及硬质硼硅玻璃器皿或聚乙烯器皿。
化学试剂通常按其性质、纯度、用途及价格来包装。一般的固体试剂以为一瓶,液体以为一瓶,作为基本包装单位;价格昂贵,用量较少的试剂以、和为包装单位。原装瓶的标签上都注明试剂的名称、化学式、分子量、等级、纯度以及不纯物质的最高含量等。
化学试剂一般都要避光贮存。对于具有挥发性、吸湿性的试剂要加塞密封,易受热分解和低沸点易挥发的试剂,应保存在阴凉处或放在冰箱内;对于易燃、易爆炸、剧毒以及强腐蚀性的试剂,应采用特殊方法妥善贮存。
应熟知最常用的试剂的性质,如市售酸碱的浓度、试剂在水中的溶解性、有机溶剂的沸点,试剂的毒性及化学性质等,有危险性的试剂可分为易燃易爆危险品、毒品,强腐蚀剂三类。
要注意保护试剂瓶的标签,它表明试剂的名称、规格、重量,万一掉失应照原样贴牢,分装或配制试剂后应立即贴上标签,绝不可在瓶内装不是标签指明的物质。无标签的试剂可取小样检定,不能用的慎重处理,不应乱倒。
为保证试剂不受沾污,应当用清洁的牛角勺从试剂瓶中取出试剂,绝不可用手抓取。如试剂结块,可用洁净的粗玻璃棒或瓷药铲将其捣碎后取出。液体试剂可用洗干净的量筒倒取,不要用吸管伸入原瓶试剂中吸取液体,取出的试剂不可倒回原瓶。打开易挥发的试剂瓶塞时,不可把瓶口对准脸部。夏季室温高,试剂瓶中很易冲出气液,最好把瓶子在冷水中浸段时间,再打开瓶塞。取完试剂后应盖紧塞子,不可换错瓶塞。放出有毒、有味气体的瓶子还应该用蜡封口。
不可用鼻子对准试剂瓶口猛吸气,如果必须嗅试剂的气味,可将瓶口远离鼻子,用手在试剂瓶上方扇动,使空气流吹向自己而闻其味,绝不可用舌头品尝试剂。
总之,分析工作者必须了解化学试剂的分类、规格、标准、性质及贮存方法和使用时的注意事项等,做到合理地使用化学试剂。既不超规格造成浪费,又不随意降低规格而影响分析结果的准确度。
关于我们 - 联系我们 - 网站地图
主办单位:天津农学院}

我要回帖

更多关于 化学必修一物质的量 的文章

更多推荐

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。

点击添加站长微信