容量分析有效数字的概念

《容量分析有效数字的概念》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、容量分析有效数字的概念【竞赛要求】在化学计算和化学实验中正确使用有效数字。定量仪器（天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等等）测量数据的有效数字。运算结果的有效数字。常见容量分析的基本概念（被测物、基准物质、标准溶液、指示剂、滴定反应等）。酸碱滴定的滴定曲线（酸碱强度、浓度、溶剂极性对滴定突跃影响的定性关系）。酸碱滴定指示剂的选择。高锰酸钾、重铬酸钾、硫代硫酸钠、EDTA为标准溶液的基本滴定反应。常见容量分析的基本操作、基本反应及分析结果的计算。容量分析的误差分析。【知识梳理】一、容量分析的基本概念和原理待测物质中有关组分含量的测定

2、是定量分析要作的工作。测定的化学原理是化学反应：待测组分X+试剂R=产物P容量分析是通过消耗试剂体积从而知道物质的量，按以上反应的化学计量关系求算待测量的。作滴定分析时，将一定体积的待测溶液置于锥形瓶中，将已知浓度的试剂通过滴定管滴加到锥形瓶中，当达到滴定终点时，准确读得所加试剂的体积，求得所加试剂的物质的量，从而求出待测组分的物质的量浓度。也可以倒过来把待测溶液从滴定管中滴入锥形瓶中的标准溶液中。那么，滴定终点如何确定呢？这是在滴定反应中最为关心的问题——指示剂地选择。滴定终点即指示剂的变色点。由于指示剂的变色点和化学反应的计量

3、点往往不一致，由此造成的误差称为终点误差或系统误差。由于滴定分析中要测体积，故把滴定分析又叫容量分析。滴定分析的方法通常有：直接滴定法、返滴定法、间接滴定法。二、常见容量分析方法及其应用（一）酸碱滴定法1、酸碱滴定法的基本原理酸碱滴定法是以酸碱反应为基础的滴定分析方法。其中，常用的标准溶液是浓度为0.1mol·L－1的HCl和NaOH溶液。盐酸是由基准物碳酸钠标定的，碳酸钠的量是由称量而来的，标定反应为：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑NaOH是用称得的邻苯二甲酸氢钾标定的，反应是：COOHCOOK+NaOH=

4、COONaCOOK+H2O在酸碱滴定中，最重要的是选择最合适的指示剂来指示滴定终点。为此，必须了解滴定过程中溶液pH的变化情况，特别是化学计量点前后一定准确度范围内（如相对误差为32--0.1%）溶液pH的变化情况。下面通过实例来说明滴定原理，并说明滴定曲线。（1）强碱滴定强酸（或强酸滴定强碱）用标准NaOH溶液滴定HCl，滴定反应为：H++OH–=H2O滴定常数Kt=1/Kw=1014.00。根据质子条件：[H+]=cHCl+[OH–]－cb（19-1）（19-1）式中cHCl为滴定过程中盐酸的浓度，cb为NaOH加入到被滴溶液

5、后的瞬时浓度，cHCl和cb均随滴定反应的进行而不断变化着，可用滴定分数a来衡量滴定反应进行的程度，在酸碱滴定中a===（19-2）将a代入（19-1）式，并使用[OH–]=，可推导强碱滴定强酸的滴定曲线方程为：Kt[H+]2+KtcHCl(a－1)[H+]－1=0（19-3）或[H+]=（19-4）为简便起见，设标准NaOH的浓度0.1000mol·L－1，其滴入的体积Vb在0mL~40mL之间变动，又设被滴定的HCl的浓度与NaOH相同，其体积VHCl为20.00mL，于是式（19-3）中的a就转化体积之比a===（19-5）

6、令a在0~2范围内取值，步长0.001，根据式（19-3）可解出对应每个a值的[H+]，并绘出滴定曲线。注意在用式（19-3）解出[H+]后，还需除以一个反映体积变化的因子，才是实际滴定过程中的[H+]或pH。把最终pH计算结果列入表19-1，并绘成图19-1。表19-1用0.1000mol·L－1的NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L－1HCl溶液的pH加入的NaOH/mL滴定百分数剩余盐酸/mL过量的NaOH/mLH+/mol·L–1pH0.000.0020.001.0×10–11.0018.0090.002.

7、005.26×10–32.2819.8.99.000.205.02×10–43.3032--19.9699.800.041.00×10–44.0019.9899.900.025.00×10–54.3020.00100.00.001.00×10–77.0020.02100.10.022.00×10–109.7020.04100.20.041.00×10–1010.0020.20101.00.202.00×10–1110.7022.00110.020.002.10×10–1211.7040.00200.020.003.00×10–13

8、12.50由表19-1和图19-1可以看出，从滴定开始到加入19.98mLNaOH溶液，即99.9%的HCl被滴定，溶液pH总共只变化了3.30个pH单位，pH变化比较缓慢。从加入19.98mL到20.02mLNaOH溶液，相对误差从不足0.1%到