第八章 沉淀滴定法
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第八章沉淀滴定法第一节概述沉淀滴定法(precipation titration)又称容量沉淀法(volumetric precipation method)是以沉淀反应为基础的滴定方法。
沉淀反应很多,但能用作沉淀滴定的沉淀方法并不多,应用于沉淀滴定的反应必须满足滴定分析反应的基本条件,为使反应定量完成,对沉淀反应而言沉淀的溶解度必须足够小(约10-6g/ml)。
用于沉淀滴定法的反应,主要是生成难溶性银盐的反应。
如:这种利用生成难溶性银盐反应来进行滴定分析的方法,称为银量法(argentometric method)。
本法可用于测定含Cl-、Br-、I-、SCN-及Ag+等离子的化合物。
本章主要讨论银量法的基本原理及应用。
第二节银量法一、基本原理银量法是用硝酸银标准溶液,测定能与Ag+生成沉淀的物质,它的反应是:其中X-代表Cl-、Br-、I-及SCN-等离子。
(一)滴定曲线沉淀滴定法在滴定过程中溶液中离子浓度的变化情况与酸碱滴定法相似,可用滴定曲线表示。
现以AgNO3溶液(0.1000mol/L)滴定20.00ml NaCl溶液(0.1000mol/L)为例。
1.滴定开始前:溶液中氯离子浓度为溶液的原始浓度[Cl-]=0.1000mol/L pCl=-lg1.000×10-1=1.002.滴定至化学计量点前随着硝酸银溶液的不断滴入,溶液中[Cl-]逐渐减小,此时溶液中氯离子浓度,取决于剩余的氯化钠的浓度。
例如加入AgNO3溶液18.00ml时,溶液中Cl-浓度为:而Ag+浓度则因为同理,当加入AgNO3溶液19.98ml时,溶液中剩余的Cl-浓度为(化学计量点前0.1%):[Cl-]=5.0×10-5pCl=4.30 pAg=5.513.化学计量点时溶液是AgCl的饱和溶液:4.化学计量点后当滴入AgNO3溶液20.02ml时(化学计量点后0.1%),溶液的Ag+浓度由过量的AgNO3浓度决定。
第八章沉淀滴定法第一节概述沉淀滴定法又称容量滴定法,是以沉淀反应为基础的滴定分析方法沉淀反应很多,但是用作滴定法的沉淀反应必须满足下列条件:(1)沉淀的溶解度必须很小(2)反应迅速、定量(3)有适当的指示终点的方法(4)沉淀的吸附现象不能影响终点的确定用于沉淀滴定法的反应,主要是生成难溶性银盐的反应银量法:利用生成难溶性银盐的滴定法,习惯上称为~本法可以用来测定含氯离子、溴离子、碘离子、硫氰酸根离子以及银离子等离子的化合物沉淀滴定法,除了银量法以外,还有利用其他沉淀反应的方法第二节银量法一、基本原理(一)滴定曲线1 滴定开始前溶液中氯离子浓度为溶液的原始浓度2 滴定至化学计量点前溶液中氯离子浓度,取决于剩余的氯化钠的浓度3 化学计量点时溶液是AgCl的饱和浓度4 化学计量点后溶液的银离子浓度由过量的硝酸银浓度决定滴定曲线说明的问题:(1)pX与pAg两条曲线以化学计量点对称随着滴定的进行,溶液中银离子浓度增加时,卤离子以相同的比例减小;而化学计量点时,两种离子浓度相等,及两条曲线在化学计量点相交(二)分布滴定溶液中同时含有氯离子、溴离子和碘离子时,由于AgI,AgBr,AgCl的溶度积差别较大,当浓度差别不太大时,可利用分步沉淀的原理,用硝酸银溶液连续滴定,测出它们各自的含量溶度积最小的AgI将最先沉淀,AgCl最后析出,在滴定曲线上显示三个突跃二、指示终点的方法银量法,根据确定终点所用指示剂不同有三种:铬酸钾指示剂法(Mohr法)、铁铵矾指示剂法(V olhard法)以及吸附指示剂法(Fajan法)(一)铬酸钾指示剂法铬酸钾指示剂法:用硝酸银标准溶液滴定氯化物或溴化物时,采用铬酸钾为指示剂用铬酸钾指示终点的优点:一.因为铬酸银沉淀具有砖红色,能明显地显示滴定终点二.铬酸钾的溶度积常数Ksp=1.1*10-12,使其刚过化学计量点,即银离子稍有过量立刻产生铬酸银沉淀,而定量地指示出银离子与氯离子的化学计量点。
第八章 沉淀滴定法1.什么叫沉淀滴定法?沉淀滴定法所用的沉淀反应应具备那些条件?答:以沉淀反应为基础的滴定分析方法叫沉淀滴定法。
条件(1)沉淀反应按反应方程式定量完成,不易形成过饱和溶液;(2)反应速度快;(3)沉淀的组成恒定,溶解度小,沉淀过程不易发生共沉淀现象:(4)有简单的方法确定滴定终点。
2.写出摩尔法、佛尔哈德法和法扬司法测定Cl -的主要反应,并指出各种方法选用的指示剂和酸度条件。
AgCl242CrO Ag CrO +已知过量)Cl AgCl -+ SCN AgSCN -2FeSCN +(红色AgClAgCl -∙3.用银量法测定下列试样:(1)BaCl 2,(2)KCl ,(3)NH 4Cl 、(4)KSCN ,(5)Na 2CO 3+NaCl ,(6)NaBr ,各选用何种方法确定终点?为什么?4.在下列情况下,测定结果是偏高、偏低,还是无影响?并说明其原因。
(1)在pH =4条件下,用摩尔法沉淀Cl -。
答:偏高;由于酸效应的影响,CrO 42=浓度降低,Ag 2CrO 4出现过迟,滴定终点拖后。
(2)用佛尔哈德法测定Cl -,既没有将AgCl 沉淀滤去或加热使其凝聚,又没有加有机溶剂。
答:偏高;由于AgCl 的溶解度比AgSCN 大,当剩余的Ag +被滴定完毕后,过量的SCN -将与AgCl 发生沉淀转化AgCl +SCN -= AgSCN +Cl -,使本应产生的红色不能及时出现,造成终点拖后。
(3)同(2)的条件下测定Br -。
答:无影响;由于AgBr 的溶解度小于AgSCN ,滴定Br -时,不存在上述情况。
(4)用法扬司法测定Cl -,曙红作指示剂。
答:偏低;由于沉淀对曙红吸附能力大于对Cl -的吸附能力。
曙红离子在化学计量点前即取代被吸附的待测离子而使溶液变色。
终点提前。
(5)用法扬司法测定I -,曙红作指示剂。
答:无影响。
5.称取NaCl 基准试剂0.1173g ,溶解后加入30.00mLAgNO 3标准溶液,过量的Ag +需要3.20mLNH 4SCN 标准溶液滴定至终点,已知20.00mL AgNO 3溶液与21.00mL NH 4SCN 标准溶液完全反应,计算AgNO 3和NH 4SCN 溶液的浓度各为多少?解:加入的AgNO 3与NaCl 反应,剩余的与NH 4SCN 反应3430.020000.11730.0032058.440.021000.03000AgNO NaCl NH SCNAgNO AgNOc n n c V ⨯+⨯+==30.07447/AgNO c mol L =334420.000.074470.07092(/)21.00AgNO AgNO NH SCN NH SCNc V c mol L V ⨯===6.移取NaCl 试液20.00mL ,加入K 2CrO 4指示剂,用0.1023mol/L AgNO 3标准溶液滴定用去27.00mL ,求每升溶液中含有NaCl 若干克?解:题意可知 Cl -+Ag + = AgCl0.10230.0270058.448.071(/)20.001000NaCl g L ⨯⨯==7.称取银合金试样0.3000g ,溶解后加入铁铵矾指示剂,用0.1000mol/L NH 4SCN 标准溶液滴定,用去23.80mL ,计算银的质量分数。
第八章 沉淀滴定法1.什么叫沉淀滴定法?沉淀滴定法所用的沉淀反应应具备那些条件?答:以沉淀反应为基础的滴定分析方法叫沉淀滴定法。
条件(1)沉淀反应按反应方程式定量完成,不易形成过饱和溶液;(2)反应速度快;(3)沉淀的组成恒定,溶解度小,沉淀过程不易发生共沉淀现象:(4)有简单的方法确定滴定终点。
2.写出摩尔法、佛尔哈德法和法扬司法测定Cl -的主要反应,并指出各种方法选用的指示剂和酸度条件。
AgCl242CrO Ag CrO +已知过量)Cl AgCl -+ SCN AgSCN -2FeSCN +(红色AgClAgCl -∙3.用银量法测定下列试样:(1)BaCl 2,(2)KCl ,(3)NH 4Cl 、(4)KSCN ,(5)Na 2CO 3+NaCl ,(6)NaBr ,各选用何种方法确定终点?为什么?4.在下列情况下,测定结果是偏高、偏低,还是无影响?并说明其原因。
(1)在pH =4条件下,用摩尔法沉淀Cl -。
答:偏高;由于酸效应的影响,CrO 42=浓度降低,Ag 2CrO 4出现过迟,滴定终点拖后。
(2)用佛尔哈德法测定Cl -,既没有将AgCl 沉淀滤去或加热使其凝聚,又没有加有机溶剂。
答:偏高;由于AgCl 的溶解度比AgSCN 大,当剩余的Ag +被滴定完毕后,过量的SCN -将与AgCl 发生沉淀转化AgCl +SCN -= AgSCN +Cl -,使本应产生的红色不能及时出现,造成终点拖后。
(3)同(2)的条件下测定Br -。
答:无影响;由于AgBr 的溶解度小于AgSCN ,滴定Br -时,不存在上述情况。
(4)用法扬司法测定Cl -,曙红作指示剂。
答:偏低;由于沉淀对曙红吸附能力大于对Cl -的吸附能力。
曙红离子在化学计量点前即取代被吸附的待测离子而使溶液变色。
终点提前。
(5)用法扬司法测定I -,曙红作指示剂。
答:无影响。
5.称取NaCl 基准试剂0.1173g ,溶解后加入30.00mLAgNO 3标准溶液,过量的Ag +需要3.20mLNH 4SCN 标准溶液滴定至终点,已知20.00mL AgNO 3溶液与21.00mL NH 4SCN 标准溶液完全反应,计算AgNO 3和NH 4SCN 溶液的浓度各为多少?解:加入的AgNO 3与NaCl 反应,剩余的与NH 4SCN 反应3430.020000.11730.0032058.440.021000.03000AgNO NaCl NH SCNAgNO AgNOc n n c V ⨯+⨯+==30.07447/AgNO c mol L =334420.000.074470.07092(/)21.00AgNO AgNO NH SCN NH SCNc V c mol L V ⨯===6.移取NaCl 试液20.00mL ,加入K 2CrO 4指示剂,用0.1023mol/L AgNO 3标准溶液滴定用去27.00mL ,求每升溶液中含有NaCl 若干克?解:题意可知 Cl -+Ag + = AgCl0.10230.0270058.448.071(/)20.001000NaCl g L ⨯⨯==7.称取银合金试样0.3000g ,溶解后加入铁铵矾指示剂,用0.1000mol/L NH 4SCN 标准溶液滴定,用去23.80mL ,计算银的质量分数。
解: 4()100%NH SCN AgAg cV M m ω=⨯0.10000.02380107.9100%85.60%0.3000⨯⨯=⨯=8.称取可溶性氯化物试样0.2266g 用水溶解后,加入0.1121mol/L AgNO 3标准溶液30.00mL 。
过量的Ag +用0.1185mol/L NH 4SCN 标准溶液滴定,用去6.50mL ,计算试样中氯的质量分数。
解:34()100AgNO NH SCN ClCl n n M mω-⨯=⨯%(0.030000.11210.006500.1185)35.45100%40.56%0.2266⨯-⨯⨯=⨯=9.用移液管从食盐液槽中吸取试样25.00mL ,采用摩尔法进行测定,滴定用去0.1013mol/LAgNO 3标准溶液25.36mL 。
往液槽中加入食盐(含NaCl96.61%)4.500kg ,溶解混合均匀,再吸取25.00mL 试样,滴定用去AgNO 3标准溶液28.42mL 。
如吸取试液对液槽中溶液体积对影响忽略不计,计算液槽中食盐溶液对体积。
解:液槽中原溶液对浓度为0.025360.10130.1028(/)0.02500NaCl c mol L ⨯==加入4.500kg 食盐后溶液的浓度为0.028420.10130.02500NaCl c ⨯'=0.1152/mol L =()/NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl m M c c V '-=;(45000.9661)/58.440.11520.1028NaCl V ⨯=-36.0010()L =⨯ 或44.581000500.4%61.96⨯⨯=0.1013(28.4225.36)/100025.00/1000⨯-VV = 6.00×103 L10.称取KIO x 试样0.5000g ,将碘还原成碘化物后,用0.1000mol/LAgNO 3标准溶液滴定,用去23.36mL 。
计算分子式中的x 。
解: Ag I AgI +-+=3x AgNO KIO I n n n -==0.10000.023360.002336(/)I n mol L =⨯=0.50000.00233639.10126.916.00x=++3x =11.取0.1000mol/L NaCl 溶液50.00mL ,加入K 2CrO 4指示剂,用0.1000mol/LAgNO 3标准溶液滴定,在终点时溶液体积为100.0mL ,K 2CrO 4的浓度为5×10-3mol/L 。
生成可观察Ag 2CrO 4红色沉淀,需消耗Ag +的物质的量为2.6×10-6mol ,计算滴定误差。
解:滴定绝对误差 24[][][][][]ep ep ep Ag CrO ep TE Ag Cl Ag Ag Cl -++-'=-=+-24[][]2[]ep ep Ag Ag Ag CrO +'=+62.610100/1000-⨯=54.610(/)mol L -=⨯[][][]spep ep ep K Cl Cl Ag -+'==10651.810910(/)2.010mol L ---⨯==⨯⨯ ,[][]100%ep ept NaCl epAg Cl E c ''-=⨯564.610910100%0.05--⨯-⨯=⨯0.07%= 12.取0.1000mol/L NaCl 溶液30.00mL ,加入0.1000mol/LAgNO 3溶液50.00mL ,以铁铵矾作指示剂,用0.1000mol/L NH 4SCN 溶液滴定过量的Ag +,在终点时Fe 3+的浓度为0.015mol/L 。
因为没有采取防止AgCl 转化成AgSCN 的措施,滴定至稳定的红色不再消失作为终点,此时FeSCN 2+的浓度为6.4×10-6mol/L 。
计算滴定误差。
已知FeSCN 2-的形成常数K=138.解 :滴定绝对误差等于 TE = [Ag +] - [SCN -] - [FeSCN 2+] - [Cl -]26[] 6.410/ep FeSCN mol L +-=⨯; 3[]0.015/ep Fe mol L += 263[] 6.410[][]1380.015ep ep epFeSCN SCN K Fe +--+⨯==⨯⨯63.110(/)mol L -=⨯ 滴定至稳定的红色不再消失作为终点时10212[] 1.810 1.810[] 1.010ep sp AgCl ep sp AgSCN K Cl SCN K ----⨯===⨯⨯()()264[] 1.810 3.110 5.610(/)ep Cl mol L ---=⨯⨯⨯=⨯10()741.810[] 3.210(/)[] 5.610sp AgCl ep K Ag mol L Cl -+---⨯===⨯⨯ 12761.010[] 3.210(/)[] 3.110spK Ag mol L SCN -+---⨯===⨯⨯或 若滴定至恰好为反应的计量点时-2-[][][][]ep ep ep ep Ag SCN FeSCN Cl ++=++由计算可知[Ag +]ep 远远小于[SCN -]ep +[FeSCN 2+]ep + [Cl -]ep ,-2-.[][][][]100%ep ep ep ept NaCl epAg SCN FeSCN Cl E c ++---=⨯7-6-643.210 3.110 6.410 5.610100%0.030--⨯-⨯-⨯-⨯=⨯1.9%=-。