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化學(xué)滴定分析法優(yōu)缺點(diǎn)及操作注意事項(xiàng)整理

2022-10-14 09:51:26 admin
化學(xué)滴定分析法的詳解

滴定分析法,作為一種簡(jiǎn)便、快速和應(yīng)用廣泛的定量分析方法,在常量分析中有較高的準(zhǔn)確度,滴定分析可算是實(shí)驗(yàn)室中最最常用的定量方法了。

 

滴定分析法的優(yōu)點(diǎn)

1、操作簡(jiǎn)單;

2、對(duì)儀器要求不高;

3、有足夠高的準(zhǔn)確度誤差不高于0.2%;

4、方便,快捷;

5、便于普及與推廣。

 

滴定分析的化學(xué)反應(yīng)條件

1、反應(yīng)必須按方程式定量地完成,通常要求在99.9%以上,這是定量計(jì)算的基礎(chǔ)。

2、反應(yīng)能夠迅速地完成(有時(shí)可加熱或用催化劑以加速反應(yīng))。

3、共存物質(zhì)不干擾主要反應(yīng),或用適當(dāng)?shù)姆椒ㄏ涓蓴_。

4、有比較簡(jiǎn)便的方法確定計(jì)量點(diǎn)(指示滴定終點(diǎn))。

 

 常見(jiàn)滴定分析法分類

酸堿滴定法

滴定分析法中,酸堿滴定最基本。

中心問(wèn)題:“酸堿平衡”,本質(zhì)是酸堿之間的質(zhì)子傳遞。

 

配位滴定法

主要是:EDTA的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、配位平衡、穩(wěn)定常數(shù)、滴定曲線、指示劑的選擇及消除干擾的方法。

重點(diǎn):配位平衡。在配位滴定中, 除主反應(yīng)外, 還有各種副反應(yīng)干擾主反應(yīng)的進(jìn)行, 反應(yīng)條件對(duì)配位平衡有很大的影響。

 

氧化還原滴定法

氧化還原滴定法的核心仍然是平衡,是以電子轉(zhuǎn)移為依據(jù)的平衡,反應(yīng)條件對(duì)平衡的影響很大。

 

沉淀滴定法

沉淀滴定法的核心是沉淀平衡。

重點(diǎn)是銀量法, 根據(jù)確定終點(diǎn)的方法不同, 可分為摩爾法、福爾哈德法、吸附指示劑法。

 

滴定方法的聯(lián)系與區(qū)別

滴定分析的共同特點(diǎn)是在滴定過(guò)程中,被測(cè)離子濃度呈現(xiàn)出規(guī)律性變化。只要重點(diǎn)掌握酸堿滴定過(guò)程中pH值計(jì)算,其它幾種滴定方法可依相同的思路加以解決。

 

通常把滴定過(guò)程分成四個(gè)階段,即:

(1)滴定開(kāi)始前;

(2)滴定開(kāi)始至計(jì)量點(diǎn)前;

(3)計(jì)量點(diǎn)時(shí);

(4)計(jì)量點(diǎn)后。

 

要了解滴定過(guò)程被測(cè)離子濃度的變化情況,首先必須弄清滴定各階段溶液組成的變化情況,然后根據(jù)相應(yīng)組成的計(jì)算公式計(jì)算。

 

特別應(yīng)注意的是:

滴定過(guò)程中達(dá)到計(jì)量點(diǎn)時(shí)滴定劑由不足99.9%到過(guò)量0.1%之間pH(PM,PE)的變化范圍,即滴定突躍,這是選擇指示劑的重要依據(jù)。

 

指示劑變色范圍及影響因素

酸堿指示劑的顏色隨溶液PH的改變而變化,其變色范圍越窄越好,在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)附近,PH稍有改變,指示劑立即由一種顏色變?yōu)榱硪环N顏色,指示劑變色敏銳。

 

表:常用的酸堿指示劑及其變色范圍

化學(xué)滴定分析法優(yōu)缺點(diǎn)及操作注意事項(xiàng)整理

 

影響指示劑變色范圍的因素

1、溫度 

溫度改變,指示劑的變色范圍也隨之改變。

例如:

18℃時(shí),甲基橙的變色范圍為3.1-4.4,

100℃時(shí),則為2.5-3.7。

 

2、溶劑 

指示劑在不同溶劑中變色范圍不同

 

3、指示劑用量 

濃度小:顏色變化靈敏;

濃度大:終點(diǎn)顏色變化不敏銳;

指示劑用量少一點(diǎn)為佳。

 

滴定分析具體操作及注意事項(xiàng)

檢漏

儀器的檢漏(滴定管、容量瓶)、洗滌滴定管和容量瓶使用之前應(yīng)當(dāng)先檢漏。檢漏的注意事項(xiàng):

 

1、凡士林不應(yīng)涂太多,否則會(huì)堵塞小孔;

2、旋動(dòng)旋塞時(shí)應(yīng)有一定的向旋塞小頭部分方向擠的力,以免來(lái)回移動(dòng)旋塞,使塞孔受堵;

3、滴定管、容量瓶、移液管(吸量管)、錐形瓶都需洗滌。

 

滴定管

滴定管分為具塞和無(wú)塞兩種,也就是習(xí)慣上所說(shuō)的酸式滴定管和堿式滴定管。

 

酸式滴定管:又稱具塞滴定管,它的下端有玻璃旋塞開(kāi)關(guān),用來(lái)裝酸性、中性與氧化性溶液,不能裝堿性溶液如NaOH等。

 

1、滴定管的使用 

a)洗滌:自來(lái)水→洗液→自來(lái)水→蒸餾水。

 

b)涂凡士林:活塞的大頭表面和活塞槽小頭的內(nèi)壁。

 

c)檢漏:將滴定管內(nèi)裝水至最高標(biāo)線,夾在滴定管夾上放置2分鐘。

酸式滴定管:用濾紙檢查活塞兩端和管夾是否有水滲出,然后將活塞旋轉(zhuǎn)1800,再檢查一次。

堿式滴定管:放置2分鐘,如果漏水應(yīng)更換橡皮管或大小合適的玻璃珠。

 

d)潤(rùn)洗:為保證滴定管內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)溶液不被稀釋,應(yīng)先用標(biāo)準(zhǔn)溶液洗滌滴定管3次,每次5~10mL 。

 

e)裝液:左手拿滴定管,使滴定管傾斜,右手拿試劑瓶往滴定管中倒溶液,直至充滿零刻線以上。

 

f)排氣泡:酸式滴定管尖嘴處有氣泡時(shí),右手拿滴定管上部無(wú)刻度處,左手打開(kāi)活塞,使溶液迅速?zèng)_走氣泡;堿式滴定管有氣泡時(shí),將橡皮塞向上彎曲,兩手指擠壓玻璃珠,使溶液從管尖噴出,排除氣泡。

 

g)調(diào)零點(diǎn):調(diào)整液面與零刻度線相平,初讀數(shù)為“0.00mL”。

 

h)讀數(shù):

· 讀數(shù)時(shí)滴定管應(yīng)豎直放置;

· 注入或放出溶液時(shí),應(yīng)靜置1~2分鐘后再讀數(shù);

· 初讀數(shù)最好為0.00mL;

· 無(wú)色或淺色溶液讀彎月面最低點(diǎn),視線應(yīng)與彎月面水平相切;

· 深色溶液應(yīng)讀取液面上緣最高點(diǎn);

· 讀取時(shí)要估讀一位。

化學(xué)滴定分析法優(yōu)缺點(diǎn)及操作注意事項(xiàng)整理

 

i)滴定操作

將滴定管夾在右邊。

酸式滴定管:活塞柄向右,左手從滴定管后向右伸出,拇指在滴定管前,食指及中指在管后,三指平行的輕輕拿住活塞柄。

注意:不要向外用力,以免推出活塞

 

堿式滴定管:左手拇指在前,食指在后,捏住橡皮管中玻璃珠的上方,使其與玻璃珠之間形成一條縫隙,溶液即可流出。

注意:不要捏玻璃珠下方的橡皮管,也不可使玻璃珠上下移動(dòng),否則空氣進(jìn)入形成氣泡。

 

j)邊滴邊搖瓶:

滴定操作可在錐形瓶或燒杯內(nèi)進(jìn)行。在錐形瓶中進(jìn)行滴定,用右手的拇指、食指和中指拿住錐形瓶,其余兩指輔助在下側(cè),使瓶底離滴定臺(tái)高約2~3cm,滴定管下端深入瓶口內(nèi)約1cm。左手控制滴定速度,便滴加溶液,邊用右手搖動(dòng)錐形瓶,邊滴邊搖配合好。

 

2、滴定操作的注意事項(xiàng) 

①滴定時(shí),最好每次都從0.00 mL開(kāi)始。

 

②滴定時(shí),左手不能離開(kāi)旋塞,不能任溶液自流。

 

③搖瓶時(shí),應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)腕關(guān)節(jié),使溶液向同一方向旋轉(zhuǎn)(左旋、右旋均可)。不能前后振動(dòng),以免溶液濺出。搖動(dòng)還要有一定的速度,一定要使溶液旋轉(zhuǎn)出現(xiàn)一個(gè)漩渦,不能搖得太慢,影響化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。

 

④滴定時(shí),要注意觀察滴落點(diǎn)周圍顏色變化,不要去看滴定管上的刻度變化。

 

⑤滴定速度控制方面

連續(xù)滴加:開(kāi)始可稍快,呈“見(jiàn)滴成線”,這時(shí)為10mL/min,即,每秒3~4滴左右。注意不能滴成“水線”,這樣,滴定速度太快。

間隔滴加:接近終點(diǎn)時(shí),應(yīng)改為一滴一滴的加入,即加一滴搖幾下,再加再搖。

半滴滴加:最后是每加半滴,搖幾下錐形瓶,直至溶液出現(xiàn)明顯的顏色使一滴懸而不落,沿器壁流入瓶?jī)?nèi),并用蒸餾水沖洗瓶頸內(nèi)壁,再充分搖勻。

 

⑥半滴的控制和吹洗:

用酸管時(shí),可輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)旋塞,使溶液懸掛在出口管嘴上,形成半滴,用錐形瓶?jī)?nèi)壁將其沾落,再用洗瓶吹洗。

對(duì)于堿管,加上半滴溶液時(shí),應(yīng)先松開(kāi)拇指和食指,將懸掛的半滴溶液沾在錐形瓶?jī)?nèi)壁上,再放開(kāi)無(wú)名指和小指,這樣可避免出口管尖出現(xiàn)氣泡。

滴入半滴溶液時(shí),也可采用傾斜錐形瓶的方法,將附于壁上的溶液涮至瓶中,這樣可以避免吹洗次數(shù)太多,造成被滴物過(guò)度稀釋。

 

容量瓶

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容量瓶是常用的測(cè)量所能容納液體體積的量入式玻璃量器,主要用途是配制準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液或定量地稀釋溶液。常見(jiàn)的規(guī)格有10、25、50、100、250、500、1000mL。

 

(1)檢驗(yàn)瓶塞是否漏水;

(2)檢查標(biāo)度刻線位置距離瓶口是否太近;

(3)固定瓶塞;

(4)洗滌:用洗滌劑水浸泡、自來(lái)水沖凈、蒸餾水潤(rùn)洗干凈;

(5)配制溶液:

(6)不宜長(zhǎng)期保存試劑溶液;

(7)使用完畢立即用水沖洗干凈。

 

滴定管校準(zhǔn)的基本方法

 

 

將待校準(zhǔn)的滴定管充分洗凈,裝入蒸餾水至刻度零處,記錄水的溫度。然后由滴定管放出10ml 水至預(yù)先稱過(guò)質(zhì)量的具塞瓶中,蓋上瓶塞,再稱出它的質(zhì)量(精確到0.01g)。兩次質(zhì)量之差即為放出水的質(zhì)量。用同樣的方法稱出滴定管從0到20ml,0到30ml,0到40ml ,0到50ml刻度間水的質(zhì)量,用實(shí)驗(yàn)溫度時(shí)1ml水的質(zhì)量來(lái)除每次得到水的質(zhì)量,即可得到相當(dāng)于滴定管各部分容積的實(shí)際毫升數(shù)。

 

例如在15℃由滴定管中放出10.03ml水,其質(zhì)量為10.04g,又此算出水的實(shí)際體積為:10.04/0.99793=10.06(ml)  故滴定管這段容積的誤差為10.06-10.03=+0.03ml。使用時(shí)應(yīng)將視容量為10.03 ml,加上校正值+0.03ml,才等于真實(shí)容量(10.03+0.03=10.06ml)。

 

附 在不同溫度下1ml純水的質(zhì)量

 

滴定分析結(jié)果超出誤差范圍

總的來(lái)說(shuō),對(duì)于任何滴定分析,都要首先了解什么樣的精度要求才是有意義的并且是必須的,之后如果發(fā)現(xiàn)一些結(jié)果還是超出了誤差范圍,你就要從以下幾點(diǎn)去找原因:

 

待測(cè)樣品是否具有代表性

分析結(jié)果僅代表實(shí)際被分析的樣品的結(jié)果。也許在實(shí)際測(cè)量前,樣品可能來(lái)自于一個(gè)沒(méi)有混合均勻的容器。亦或在取樣后,樣品暴露在不同的環(huán)境條件下。例如樣品在滴定前放置不同的時(shí)間段,就會(huì)吸收不同量的空氣中的二氧化碳。在樣品轉(zhuǎn)換器上用敞開(kāi)式的滴定容器時(shí),就應(yīng)考慮到這一點(diǎn)。因此我們建議先將滴定容器密閉起來(lái),再在滴定開(kāi)始之前,用一種特殊裝置將其打開(kāi)(Cover- UpTM),就象Rondo樣品轉(zhuǎn)換器上的那種。

 

極少量的樣品的分析

用多少樣品來(lái)做分析?對(duì)于極少量的樣品的分析,天平的性能就至關(guān)重要。

那么進(jìn)行一次最小稱樣量的測(cè)試就可以了解天平是否符合要求。

 

滴定儀自身的問(wèn)題

如果是滴定儀自身的問(wèn)題,可從以下幾個(gè)方面來(lái)做檢查:

a) 液管的末端是否有虹吸滴定頭,并且工作是否正常?該滴定頭是為了防止滴定劑擴(kuò)散到樣品中去。如果失去滴定頭,滴定劑就會(huì)流入到滴定池中,并和樣品反應(yīng)。但這部分的消耗量是不被計(jì)算在內(nèi)的,因此就能導(dǎo)致比較大的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

 

b) 滴定管應(yīng)檢查是否漏氣。如果接頭沒(méi)有擰緊或閥的工作不正常,就可能出現(xiàn)漏液。在這種情況下,并不是所有滴定儀饋送的滴定劑都加入到樣品中去。由于這種影響不具有重復(fù)性,就會(huì)導(dǎo)致較大的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

 

c) 滴定管中存在有氣泡。這通常是由滴定劑中所溶解的氣體如CO2、SO2或O2造成的。因此滴定劑在使用前應(yīng)有個(gè)脫氣過(guò)程,如放置在超聲波水浴中。滴定瓶托架作為滴定儀的一個(gè)附件可以將滴定瓶提升至與滴定管一樣的高度,這就確保在充滿滴定管時(shí)不會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓而造成脫氣。卡爾菲休滴定所用試劑由于溶解有SO2,對(duì)此極為敏感,因此,在DL31/DL38卡爾菲休滴定儀中,可以適當(dāng)降低其充液速度。

 


  
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