第四章(3)络合滴定法计算
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络合滴定法络合滴定法是以络合反映为基础的滴定分析方式,本章要紧内容是以EDTA为滴定剂的络合滴定方式。
络合物在分析化学中有普遍的应用,在定性分析、光度分析、分离和掩蔽等方面都涉及到络合物的形成,因此需要了解有关的化学平稳问题及其处置方式。
络合反映也是路易士酸碱反映,它与酸碱滴定反映有许多相似的地方,但更复杂。
这是因为在水溶液中络合反映受到各类因素的阻碍,例如酸度、其它络合剂、共存阳离子等,这些因素直接阻碍了络合反映的完全程度。
为了处置上述因素阻碍络合平稳的复杂关系,并能进行定量的计算,引入了副反映系数及条件稳固常数的计算公式。
如此处置问题的方式使复杂络合平稳关系的计算大为简化,计算的结果与实际的反映情形比较接近。
这种简便的处置方式也普遍地应用于涉及复杂平稳的其它体系,因此本章也是分析化学的重要基础之一。
本章介绍利用反映系数处置平稳的反复法,在此基础上再介绍络合滴定的原理极为应用。
在本章的学习中,要紧解决以下几个方面的问题:⒈弄清概念(如:酸效应系数、络合效应系数、共存离子效应系数及条件稳固常数等);⒉把握副反映系数及条件常数的计算方式并能在络合滴定方式中具体运用;⒊明白得和把握络滴定方式大体原理(滴定曲线、最正确酸度的操纵、别离准确滴定的判据等);⒋运用所学知识解决在络合滴定中所碰到的一样问题。
§6-1 分析化学中经常使用的络合物络合物(亦称配合物),其结构的一起特点是都具有中心体,在中心体周围排列着数量不等的配体。
中心体所键合的配位原子数量称为配位数。
络合物能够是中性分子,能够是络阳离子,如Co(NH3)62+,Cu(H2O)42+等,或是络阴离子,如Fe(CN)63-,CuCl42-等。
络合物具有必然的立体构型。
依照配位体可提供的配位原子数量不同,可将其与金属离子形成的络合物分成两类。
一、简单络合物⒈概念:假设一个配位体只含有一个可提供电子对的配位原子,称其为单基络合体,如CN -,Cl-等。
络合滴定法学习要点1、络合滴定ABC2、络合滴定的条件是什么?3、络合滴定曲线是怎样绘制的?4、络合滴定曲线有什么意义和用途?5、络合滴定突跃如何计算?6、络合滴定误差如何计算?1、络合滴定ABC络合滴定法又叫配位滴定法,是以生成金属络合物为滴定反应基础的容量分析,通常教材中介绍的络合滴定是指以EDTA滴定M(或M滴定EDTA)的反应体系。
络合滴定受到pH值(EDTA酸效应和M的水解效应)、共存的其他络合剂L(M的络合效应)、共存的其他金属离子N(争夺EDTA,对EDTA 的共存离子效应)的四重影响。
分析化学中将各种影响用副反应系数α来表示,计算出各自的α值,再与绝对稳定常数K合并,构成条件稳定常数K’MY,或lgK’MY。
引入条件稳定常数后,原来简单溶液的EDTA-M络合平衡的平衡定律表达式就可替换成用M总浓度M’和EDTA总浓度Y’及MY总浓度MY’(一般情况下忽略MY的副反应)表示的化学平衡定律。
各项副反应系数的定义式和计算式如下:(1)酸效应系数(影响EDTA,使EDTA质子化,降低[Y]浓度):6Y(H)1[Y']1[H ][Y]H ii i αβ+===+∑其中:6EDTA [Y']=[Y]+[HY]+......[H Y]=c(M ’中不含MY 项,络合滴定中必须考虑,可以查表)(2)络合效应系数(影响M ,L 与M 络合,降低[M]浓度):M(L)1[M']1[L][M]n ii i αβ===+∑ 其中:n [M']=[M]+[ML]+......[M L](Y ’中不含MY 项,络合滴定中比较常见的影响,重点)(3)水解效应系数(影响M ,生成羟基络离子,降低[M]浓度):M(OH)1[M']1[OH][M]n ii i αβ===+∑ 其中:n [M']=[M]+[MOH]+......[M OH](不含MY 项,该效应相当于OH 对M 的络合效应,滴定条件下一般可以忽略)(4)共存离子效应系数(对EDTA ):''Y(H)NY NY [Y']1[N]1[N ][Y]K K α==+=+ 其中:[Y']=[Y]+[NY](Y ’中不含MY 项,络合滴定中考虑共存金属离子干扰及消除时要用到,通过加入一种掩蔽剂进去,使干扰的N 生成稳定络离子,就不再干扰M 的滴定了。
分析化学主要计算公式总结第二章误差和分析数据处理(1)误差绝对误差δ=x-μ相对误差=δ/μ*100%(2)绝对平均偏差:△=(│△1│+│△2│+……+│△n│)/n (△为平均绝对误差;△1、△2、……△n为各次测量的平均绝对误差)。
(3)标准偏差相对标准偏差(RSD)或称变异系数(CV) RSD=S/X*100% (4)平均值的置信区间:*真值落在μ±1σ区间的几率即置信度为68.3%*置信度——可靠程度*一定置信度下的置信区间——μ±1σ对于有限次数测定真值μ与平均值x之间有如下关系:s:为标准偏差n:为测定次数t:为选定的某一置信度下的几率系数(统计因子) (5)单个样本的t检验目的:比较样本均数所代表的未知总体均数μ和已知总体均数μ0。
计算公式:t统计量:自由度:v=n - 1适用条件:(1) 已知一个总体均数;(2) 可得到一个样本均数及该样本标准误;(3) 样本来自正态或近似正态总体。
例1 难产儿出生体重n=35, =3.42, S =0.40,一般婴儿出生体重μ0=3.30(大规模调查获得),问相同否?解:1.建立假设、确定检验水准αH0:μ = μ0(无效假设,null hypothesis)H1:(备择假设,alternative hypothesis,)双侧检验,检验水准:α=0.052.计算检验统计量,v=n-1=35-1=343.查相应界值表,确定P值,下结论查附表1,t0.05 / 2.34= 2.032,t< t0.05 / 2.34,P >0.05,按α=0.05水准,不拒绝H0,两者的差别无统计学意义(6)F检验法是英国统计学家Fisher提出的,主要通过比较两组数据的方差 S^2,以确定他们的精密度是否有显著性差异。
至于两组数据之间是否存在系统误差,则在进行F检验并确定它们的精密度没有显著性差异之后,再进行t 检验。
样本标准偏差的平方,即(“^2”是表示平方):S^2=∑(X-X平均)^2/(n-1)两组数据就能得到两个S^2值,S 大^2和S 小^2 F=S 大^2/S 小^2由表中f 大和f 小(f 为自由度n-1),查得F 表, 然后计算的F 值与查表得到的F 表值比较,如果 F < F 表 表明两组数据没有显著差异; F ≥ F 表 表明两组数据存在显著差异(7)可疑问值的取舍: G 检验法 G=Sxx -第4章 酸碱滴定法(1)共轭酸碱对Ka 与Kb 间的关系:KaKb=Kw(2)酸碱型体平衡浓度([ ]),分析浓度(c )和分布系数(δa )之间的关系(3)一元强酸溶液的pH 的计算 [H +]=24w2K c c ++ 精确式pH=-lg c 近似式 (4)一元弱酸溶液pH 的计算 [H +]=wa ]HA [K K + 精确式(5-11)(关于[H +]的一元三次方程)其中 [HA]=c [H +]/([H +]+K a )·若[A -]>20[OH -](即cK a >20K w ),可以忽略因水解离产生的H +PBE 简化为 [H +]≈[A -]∴ [H +]=a a])H [(]HA [K c K +-= (5-12)·若不但cK a >20K w ,而且c /K a >400(即c >20[A -]或c >20[H +]),也就是弱酸的解离度[A -]/c <0.05,就可以忽略因解离对弱酸浓度的影响,于是[HA]≈c∴ [H +]=acK最简式·若cK a >20K w ,c /K a <400,由式(5-12)可得[H +]=24a2a a cK K K ++- 近似式(1)·若cK a <20K w ,C/K a >400(适用于酸极弱、且浓度极小的情况,此时[HA]≈c ),由式(5-11)可得 [H +]=wa K cK +近似式(2)(5)多元酸溶液pH 的计算最简式 ][H A][H 1a 2cK c =∴≈+(6)两性物质(NaHA )溶液pH 的计算最简式][H 21a a K K =+(7)缓冲溶液pH 值的计算 最简式:[H+]=ca/cb*Ka第五章 络合滴定法 (1)酸效应系数:)(H Y α==][][][][][][][62'Y Y H Y H HY Y Y Y ++++= ==1/Y δ在副反应中分布分数Y δ与)(H Y α互为倒数⑴)(H Y α==621621211456][][][a a a a a a a a a K K K K K K H K K H K H ++++++++==1+4556][][][2a a a a K H K K H K H ++++++6534][aa a K K K H ++6534][a a a K K K H ++6534][a a a K K K H +(2)共存离子效应系数αY (N ))(N Y α==][][][Y NY Y + 因为[NY]==K NY [N][Y] 故:)(N Y α==1+ K NY [N](3)EDTA 与H+及N 同时发生副反应的总的副反应系数αY ,Y α==)(H Y α+1)(-N Y α(4)被测金属离子M 的副反应系数αM :][][][][][][][2')(M ML ML ML M M M n L M ++++==== α= 1+nn L L L ][][][221βββ+++若有P 个络合物与金属发生副反应,则:)(N Y α=)(1N Y α+)(2NY α+…+)(n N Y α-(n-1)化学计量点pM ’的计算 pM ’=1/2[p cM(sp)+lgK’MY](7)金属离子指示剂颜色转变点(变色点)pM t 值的计算 pM t =lgK MIn -lg αIn(H) (8)滴定终点误差%1001010',''⨯-==∆-∆MYSP M pM pM t KC E(9)直接准确滴定金属离子的可行性判据:6lg ',≥MYsp M KC第六章 氧化还原滴定法(1)氧化还原电对的电极电位——Nernst 方程式)Red ()Ox (lg0.059)Ox /Red ()Ox /Red (θa a n E E +=(2)以浓度替代活度,且考虑到副反应的影响,则电对在25C 时的条件电位lg059.0/OR RO n E Eαγαγθθ+=(3)氧化还原反应的条件平衡常数K ’(25C 时)059.0)n'E ' (E K' Lg 21︒-︒=(4)氧化还原滴定化学计量点时的电位值φsp212211sp n n 'E n 'E n E +︒+︒=(5)氧化还原滴定突跃范围计算式 φ2‘+0.59*3/n 2(V)—φ1‘+0.59*3/n 1(V) (6)氧化还原指示剂变色的电位范围 φ‘±0.059/n(V)第7章沉淀滴定法和重量滴定法主要计算公式(1)沉淀溶解积 pKsp=pAg+pX(2)化学计量点 pAg=pX+1/2pKsp(3)质量分数计算ω=(CV*M/1000)/m s*100%(4)1:1型的MA沉淀溶解度的计算S='Ksp=KspaMaA(4)化学因数(或称换算因数)Fm’=mF (m为称量形式的质量,m’为被测成分的质量) (6)被测成分的质量分数ωω=mF/me*100%第八章电位分析法及永停分析法主要计算公式(1)电池电动势: E电池=φ(+)-φ(-)(2)直接电位法测定溶液pHpH x=PH s+(E x-E s)/0.059(25C)(3)离子选择电极的电位φφ=K±2.303RT/F*lg ai= K’±2.303RT/F*lg ciK’=K±2.303RT/nF*lg(f i/a i)(5)离子选择电极两次测量法计算待测溶液中离子的浓度 Ex-Es=±2.303RT/nF*(lg cx -lg cs ) (6)标准加入法计算待测溶液的离子浓度XS E S X SS X V V V V C C ⋅⋅+=⇒∆10)(nFRTS 303.2)1()2(=-式,且令式(7)直接电位法测量误差的计算式 △c/c=nF/RT*△E ≈39n △E第9章 光学分析法概论 主要计算公式(1)光的波动性用波长λ,波数σ和频率υ作为表征 λ是在波的传播路线上具有相同振动相位的相邻两点之间的线性距离,常用nm 作为单位。
络合滴定计算公式络合滴定是一种常用的化学分析方法,通过形成络合物来测定溶液中金属离子的浓度。
在这个过程中,涉及到一些重要的计算公式,咱们今天就来好好唠唠。
我记得有一次在实验室里,我带着一群学生做络合滴定的实验。
那场景,可真是热闹非凡。
学生们一个个既兴奋又紧张,都想把实验做好。
其中有个叫小李的同学,特别积极,一双大眼睛紧紧盯着滴定管,手里还不停地记录着数据。
咱们先来说说络合滴定中的一个关键公式——条件稳定常数(K')的计算公式。
这公式是K' = K / αM(αY) 。
其中 K 是稳定常数,αM是金属离子的副反应系数,αY 是 EDTA 的副反应系数。
这个公式就像是一把钥匙,能帮咱们打开准确测定金属离子浓度的大门。
比如说,在测定钙离子浓度的时候,如果溶液中有其他离子会与钙离子发生反应,影响测定结果,这时候就要通过计算副反应系数来修正,从而得到更准确的条件稳定常数。
再来讲讲络合滴定的终点误差计算公式。
这可是判断咱们实验结果准不准的重要依据。
终点误差(TE)的计算公式是TE = [ 10^ΔpM' -10^(-ΔpM') ] / √(cMsp·K') 。
这里的ΔpM' 是终点时金属离子浓度的对数差值,cMsp 是计量点时金属离子的浓度。
举个例子,如果在滴定锌离子时,终点时的ΔpM' 计算有误,那最终得出的终点误差就会偏差很大,可能导致整个实验结果都不靠谱。
还有一个很重要的公式,就是金属离子能被准确滴定的判别式。
当cM·K' ≥ 10^6 时,金属离子才能被准确滴定。
这个判别式就像是一个门槛,达不到的话,实验结果的准确性可就没保障啦。
就像那次实验中的小王同学,因为没搞清楚这个判别式,着急忙慌地就开始实验,结果可想而知,数据乱七八糟,还得重新来过。
在实际应用中,咱们要根据具体的实验条件和要求,灵活运用这些公式。
可别死记硬背,得理解其中的原理。