主题:温度滴定分析方法能不能算上是热分析的一种呢?

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HCl中H2O2的添加量                17Ox

在这个实验中,证明了向HCl中添加30%的H2O2既不会增加也不会影响HCl的精确度和准确度。

步骤
滴定剂:0.985N NaOH,Aldrich标准。

样  品:0.2N HCl,分别取5、10、15mL进行滴定(结果A)。
       
往100 mL 0.2N HCl中加入10 mL 30%H2O2,分别取5、10、15mL进行滴定(结果B)。

结果
结果A:未加H2O2
        5mL  = 1.317mL NaOH
10mL = 2.505mL NaOH
15mL = 3.692mL NaOH
    相关系数  = 0.9999997
    Y轴截距  = 0.13

结果A:添加H2O2*
5mL  = 1.252mL NaOH
10mL = 2.353mL NaOH
15mL = 3.455mL NaOH
    相关系数  = 0.9999997
    Y轴截距  = 0.15

*因为添加了H2O2,读数与结果A相比有轻微的改变,但是没有观察到附加酸度。



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HNO3中的H2O2                  18Ox

在用硫酸高铈(Ce(SO4)2)温度滴定H2O2的分析中,结果精度极高。而无需添加指示剂,也不依赖个人对颜色变化的判断。反应方程式如下:
2Ce4++H2O2=2Ce3++O2+2H+

步骤
滴定剂:0.25N Ce(SO4)2溶于2-3N硫酸中,Aldrich标准。

样  品:每个样品1mL(相当于1.143g),30mL蒸馏水。

结  果:
滴定1:  2.1094g/L
滴定2:  2.1290g/L
滴定3:  2.1292g/L
滴定4:  2.1281g/L
滴定5:  2.1287g/L
平均值:  2.125g/L    报告值:2.3g/L
标准偏差:0.009
相关系数:1


(图)


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一. 酸碱滴定法的应用

1.混合碱的测定(双指示剂法)
NaOH ,Na2CO3 ,NaHCO3 , 判断由哪两种组成(定性/定量计算).Na2CO3能否直接滴定, 有几个突跃
H2CO3 = H+ + HCO3- pKa1=6.38
HCO3- = H+ + CO32- pKa2=10.25
V1>V2:NaOH(V1 – V2),Na2CO3 (V2)
V1=V2:Na2CO3
V1V2:
NaOH
Na2CO3
V1=V2:
Na2CO3
V1
Na2CO3
NaHCO3
V1=0:
NaHCO3
V2=0:
NaOH
2.化合物中氮含量的测定
(1)蒸馏法
将铵盐试液置于蒸馏瓶中,加入过量浓NaOH溶液进行蒸馏,用过量的H3BO3溶液吸收蒸发出的NH3:
NH3+ H3BO3 = NH4++ H2BO3-
用HCl标准溶液滴定反应生物的H2BO3- ,
H+ + H2BO3- = H3BO3
终点时的pH=5,选用甲基红作指示剂.
(2)甲醛法
反应式:
6HCHO+4 NH4+ =(CH2)6N4H+ +3H + +6H2O
利用NaOH标准溶液滴定反应生成的4个H+ 。
六次甲基四胺(CH2)6N4是一种极弱有机碱,应选用酚酞作指示剂.
(3)克氏(Kjeldahl)定氮法
氨基酸、蛋白质、生物碱中的氮常用克氏法测定。
将适量浓硫酸加入试样中加热,使C、H转化为CO2和H2O,N元素在铜盐或汞盐催化下生成NH4+,消化分解后的溶液中加入过量NaOH溶液,再用蒸馏法测定NH3。
3. 硅含量的测定
SiO2→ K2SiO3→ K2SiF6↓→ 4HF
KOH
试样处理过程:
6HF
热H2O
滴定生成的强酸 HF
4. 硼酸的测定
硼酸是极弱酸(pKa=9.24)不能用标准碱直接滴定,但能与多元醇作用生成酸性较强的络合酸(pKa=4.26),可用标准碱溶液直接滴定,化学计量点的pH值在9左右,用酚酞等碱性指示剂指示终点。
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二. 配位滴定法及其应用
1.提高测定选择性的方法
(1) 控制溶液的酸度
例:在Fe3+ 和Al3+ 离子共存时,假设其浓度均为0.01mol/L,
滴定Fe3+ 最低pH:1.2,
滴定Al3+ 最低pH:4.0,
实现共存离子的分步测定(或称连续测定).
在相同pH,当cM=cN时,ΔlgKMY ≥6 可分步测定.
(2) 利用掩蔽法对共存离子进行分别测定
a. 配位掩蔽法
通过加入一种能与干扰离子生成更稳定配合物的掩蔽剂来消除干扰.
b. 氧化还原掩蔽法
例如:Fe3+干扰Zr+的测定,加入盐酸羟胺等还原剂使Fe3+还原生成Fe2+,达到消除干扰的目的.
c. 沉淀掩蔽法
例如:为消除Mg2+对Ca2+测定的干扰,利用pH≥12时,Mg2+与OH-生成Mg(OH)2沉淀,可消除Mg2+对Ca2+测定的干扰.
2.配位滴定法的应用
( 1 ) EDTA标准溶液的配制与标定
用二钠盐Na2H2Y·H2O配制;浓度:0.01~0.05mol/L
水及其他试剂中常含金属离子,故其浓度需要标定(贮存在聚乙烯塑料瓶中或硬质玻璃瓶中).
( 2 ) 配位滴定法的应用
a. 直接滴定
水的硬度测定
b. 间接滴定
PO43-的测定;
例:PO43-的测定可利用过量Bi3+与其反应生成BiPO4沉淀,用EDTA滴定过量的Bi3+,可计算出PO43-的含量。
c. 置换滴定
Ag+测定(不能直接滴定Ag+),为什么?
例:在Ag+试液中加入过量Ni(CN)42-,发生置换反应:
Ag+ + Ni(CN)42- = 2Ag(CN)2-+ Ni2+
用EDTA滴定被置换出的Ni2+,便可求得Ag+的含量。
d. 返滴定
Al3+ 测定。
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三. 氧化还原滴定法应用
1. 高锰酸钾法
    在强酸性溶液中氧化性最强E=1.51V,产物为Mn2+;在弱酸性至弱碱性中E=0.58V,产物为MnO2;在强碱性中E=0.56V,产物为MnO4-,可直接或间接测定许多无机物和有机物。
(1) 标准溶液的配制与标定(间接法配制)
加热煮沸 → 暗处保存(棕色瓶)→ 滤去MnO2 → 标定
基准物:Na2C2O4,H2C2O4·2H2O,As2O3和纯铁等。
例:标定反应:
2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
标准溶液标定时的注意点:
注意点:(三度一点)
③速度:该反应室温下反应速度极慢,利用反应本身所产生的Mn2+起自身催化作用加快反应进行;
③温度:常将溶液加热到70~80℃,反应温度过高会使C2O42-部份分解,低于60℃反应速度太慢;
③酸度:保持一定的酸度(0.5~1.0mol/L H2SO4),为避免Fe3+诱导KMnO4氧化Cl-的反应发生,不使用HCl提供酸性介质;
④滴定终点:微过量高锰酸钾自身的粉红色指示终点(30秒不退)。
(2)应用示例
例1:高锰酸钾法测钙
试样处理过程:
Ca2++C2O42- → CaC2O4↓→ 陈化处理 → 过滤,洗涤 → 酸解(热的稀硫酸)→ H2C2O4 → 滴定(KMnO 4标液)
均相沉淀:先在酸性溶液中加入过量(NH4)2C2O4,然后滴加稀氨水使pH值逐渐升高,控制pH在3.5~4.5,使CaC2O4沉淀缓慢生成,避免生成Ca(OH)C2O4和Ca(OH)2.得纯净粗大的晶粒。
应用示例2 :返滴定法测定甲酸
有些物质不能用KMnO4溶液直接滴定,可以采用返滴定的方式.例如在强碱性中过量的KMnO4能定量氧化甘油,甲醇,甲醛,甲酸,苯酚和葡萄糖等有机化合物.测甲酸的反应如下:
MnO4-+ HCOO - + 3OH-= CO3 - + MnO42-+ 2H2O
反应完毕将溶液酸化,用亚铁盐还原剂标准溶液滴定剩余的MnO4 - .根据已知过量的KMnO4和还原剂标准溶液的浓度和消耗的体积,即可计算出甲酸的含量.
2.重铬酸钾法
重铬酸钾可直接配制标准溶液,氧化性不如KMnO4,但可在盐酸介质中测铁.K2Cr2O7还原产物为Cr3+(绿色).
(1)重铬酸钾法测铁
试样→热HCl溶解→SnCl2还原→钨酸钠(指示剂)→TiCl3还原(过量)→加Cu2+(催化剂)→加水→加入H2SO4+H3PO4混酸→加二苯胺磺酸钠(滴定指示剂)→用K2Cr2O7标准溶液滴定→终点(绿色→紫色)
加入H3PO4的主要作用:
(1)Fe3+生成无色Fe(HPO4)2-络离子,使终点容易观察;
(2)降低铁电对电位,使指示剂变色点电位更接近等当点电位
重铬酸钾法测定铁是测定矿石中全铁量的标准方法.
(2) 废水中有机物的测定
化学耗氧量(COD) 是衡量水污染程度的一项指标,反映水中还原性物质的含量,常用K2Cr2O7法测定.
测定方法:在水样中加入过量K2Cr2O7溶液,加热回流使有机物氧化成CO2,过量K2Cr2O7用FeSO4标准溶液返滴定,用亚铁灵指示滴定终点.
本方法在银盐催化剂存在下,直链烃有85~95%被氧化,芳烃不起作用,因此所得结果不够严格.
3.碘量法
(1) 碘量法的特点
碘量法是基于I2氧化性及I-的还原性所建立起来的氧化还原分析法.
I3-+ 2e = 3I-, EI2 /I-= 0.545 V
I2是较弱的氧化剂,I-是中等强度的还原剂;
用I2标准溶液直接滴定还原剂的方法是直接碘法;
利用I-与强氧化剂作用生成定量的I2,再用还原剂标准溶液与I2反应,测定氧化剂的方法称为间接碘法(亦称碘量法).
(2) 碘量法的基本反应
I2 + 2S2O32-= S4O62-+2I-
反应在中性或弱酸性中进行,pH过高,I2会发生岐化反应:
3I2+6OH- = IO3-+5I-+3H2O
在强酸性溶液中,Na2S2O3会发生分解, I-容易被氧化.通常pH<9.

(3) 碘法中的主要误差来源
①I2易挥发;
②I-在酸性条件下容易被空气所氧化.
措施:加入过量KI,生成I3-络离子;氧化析出的I2立即滴定;避免光照;控制溶液的酸度.
碘法中常用淀粉作为专属指示剂;
硫代硫酸钠溶液为标准溶液.
(4)Na2S2O3标准溶液的配制与标定
① 含结晶水的Na2S2O3·5H2O容易风化潮解,且含少量杂质,不能直接配制标准溶液.
② Na2S2O3化学稳定性差,能被溶解O2,CO2和微生物所分解析出硫.因此配制Na2S2O3标准溶液时应采用新煮沸(除氧,杀菌)并冷却的蒸馏水.
③ 加入少量Na2CO3使溶液呈弱碱性(抑制细菌生长),溶液保存在棕色瓶中,置于暗处放置8~12天后标定.
④ 标定Na2S2O3 所用基准物有K2Cr2O7,KIO3等.采用间接碘法标定.在酸性溶液中使K2Cr2O7与KI反应,以淀粉为指示剂,用Na2S2O3 溶液滴定.
⑤ 淀粉指示剂应在近终点时加入,否则吸留I2使终点拖后.
⑥ 滴定终点后,如经过五分钟以上溶液变兰,属于正常,如溶液迅速变兰,说明反应不完全,遇到这种情况应重新标定.
(5)碘量法的应用
a.间接碘法测铜
2 Cu2+ + 4I- = 2CuI +I2
I2+ 2S2O32-= S2O32-+2I-
n Cu 2+ / n Na 2S2O3= 1 / 1
可逆反应,应加入过量KI.CuI沉淀表面吸附I2导致结果偏低,加入KSCN使CuI转化成溶解度更小的CuSCN可减小对I2的吸附,KSCN应在近终点时加入,否则SCN-也会还原I2,使结果偏低.
b.卡尔·弗休(Karl Fisher)法测微量水
基本原理:I2氧化SO2时需定量水参加
SO2 +I2 +2H2O == H2SO4+2HI
反应是可逆的,有吡啶存在时,能与反应生成的HI化合,使上述反应定量完成,加入甲醇可以防止副反应的发生.测定过程的总的反应式为:
C5H5N·I2 +C5H5N·SO2 +C5H5N+H2O +CH3OH
==2C5H5N·HI+ C5H5NHOSO2 ·OCH3
弗休试剂是I2,SO2,C5H5N和CH3OH混合溶液.
微库仑滴定法:电解产生I2与H2O反应,由消耗的电量计算水的含量.
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四,沉淀滴定法的应用
1. 摩尔(Mohr)法
a. 用AgNO3标准溶液滴定氯化物,以K2CrO4为指示剂
Ag+ + Cl- = AgCl
终点时: [Ag+]=(KspAgCl )1/2=1.25×10-5
CrO42-+2 Ag+ = Ag2CrO4 (砖红色)
此时指示剂浓度应为:
[CrO42-]=KspAg2CrO4 /[Ag+]2=5.8× 10-2 mol/L
实际上由于CrO42-本身有颜色,指示剂浓度保持在
0.002~0.005 mol / L较合适.
摩尔(Mohr)法
b.测定的pH应在中性弱碱性(6.5~10.5)范围
酸性太强,[CrO42-]浓度减小,
碱性过高,会生成Ag2O沉淀,
c.不能用返滴定法
2. 佛尔哈德(Volhard)法
a.直接滴定法( 测Ag+)
在酸性介质中,铁铵矾作指示剂,用NH4SCN标准溶液滴定Ag+,当AgSCN沉淀完全后,过量的SCN-与Fe3+反应:
Ag++ SCN- = AgSCN↓(白色)
Fe3++ SCN- = FeSCN2+(红色络合物)
b. 返滴定法(测卤素离子)
在含有卤素离子酸性试液中加入已知过量的AgNO3标准溶液,以铁铵矾为指示剂,用NH4SCN标准溶液返滴过量的AgNO3.
测定Cl-时终点判定比较困难,原因是AgCl沉淀溶解度比AgSCN的大,近终点时加入的NH4SCN会与AgCl发生转化反应:
AgCl+SCN- = AgSCN↓+Cl-
使测定结果偏低,需采取避免措施.
避免措施:
沉淀分离法: 加热煮沸使AgCl沉淀凝聚,过滤后返滴滤液.
加入硝基苯1~2mL,把AgCl沉淀包住,阻止转化反应发生.
适当增加Fe3+浓度,使终点SCN-浓度减小,可减少转化造成的误差.
返滴定法测Br-,I-离子时,不会发生转化反应.
zhentianzi
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偶的神!好歹俺也是做这一行的,都没怎么听说过!惭愧惭愧!
顶!
zhentianzi
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仔细看了原理,觉得副反应在这个仪器里面貌似影响很大!不过没见过,还是少说为妙!
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