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第八章 沉淀滴定法 第一节 概 述 一、沉淀滴定法: 以沉淀反应为基础的 滴定分析方法 二、沉淀滴定法的条件: ( 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. 银量法: 利用生成难溶性银盐反应来进行测定的方法。 例如 : Ag + +Cl - = AgCl↓ Ag + +SCN - = AgSCN↓
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第八章 沉淀滴定法 第一节 概 述 一、沉淀滴定法:以沉淀反应为基础的 滴定分析方法 二、沉淀滴定法的条件: (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
银量法:利用生成难溶性银盐反应来进行测定的方法。银量法:利用生成难溶性银盐反应来进行测定的方法。 例如 : Ag++Cl-=AgCl↓ Ag++SCN-=AgSCN↓ 银量法应用:测定C1—、Br—、I—、Ag+、SCN—等,还可以测定经过处理而能定量地产生这些离子的有机物,如666、二氯酚等有机药物的测定。 银量法分类: 一、直接法 是利用沉淀剂作标准溶液,直接滴 定被测物质。 例如:在中性溶液中用K2CrO4作指示剂,用AgNO3标准溶液直接滴定C1-或Br-。
二、返滴定法 是加入一定过量的沉淀剂标准溶液于被测定物质的溶液中,再利用另外一种标准溶液滴定剩余的沉淀剂标准溶液。 例如:测定C1-时,先将过量的AgNO3标准溶液,加入到被测定的C1-溶液中、过量的Ag+再用KSCN标准溶液返滴定。以铁铵矾作指示剂。在返滴定法中采用两种标准溶液。 银量法主要用于化学工业和冶金工业如烧碱厂、食盐水的测定。电解液中C1-的测定以及农业、三废等方面氯离子的测定。
指示终点的方法 • 铬酸钾指示剂法 • 铁铵钒指示剂法 • 吸附指示剂法
第二节 确定终点的方法 一、莫尔法 (一)原理 指示剂:K2CrO4 滴定剂:AgNO3 滴定反应式( 测C1—): Ag++Cl—=AgCl↓(白色) 2Ag++CrO42—=Ag2CrO4↓(砖红色)
(二)滴定条件 1.指示剂用量 计量点时:[Ag+]sp=[Cl-]sp=K1/2sp(AgCl) [CrO42-]= Ksp(Ag2CrO4)/ [Ag+]sp2 = Ksp(Ag2CrO4)/ Ksp(AgCl) =1.1×10-2 mol·L-1 指示剂CrO42-的用量太大会使终点提前,而且CrO42-本身的颜色也会影响终点的观察,若太小又会使终点滞后,影响滴定的准确度。上述计算浓度太高黄色太深,不利观察。 终点时:CrO42-浓度约为5×10-3 mol/L(实验)
2.溶液的酸度 控制pH = 6.5-10.5(中性或弱碱性) 注意:a.若溶液为酸性: Ag2CrO4+H+=2Ag++HCrO4- b.溶液的碱性太强: 2Ag++2OH-=2AgOH↓Ag2O↓+H2O c.铵盐存在时,则易生成Ag(NH3) 2+; AgCl和Ag2CrO4溶解。 措施:氨存在时,用酸中和(碱性较强,会增大NH3的浓度)。实验证明,当cNH4+>0.05 mol·L-1时,溶液控制pH=6.5-7.2。
3. 滴定时须剧烈摇动:防止沉淀吸附而导 致终点提前 AgC1吸附 C1-,溶液中的Cl—浓度降低,终点提前而引入误差。(AgBr吸附Br—更为严重)。 4.干扰例子,应预先分离 (1)与Ag+能生成沉淀的阴离子。 如PO43-、SO32-、S2-、CO32-、C2O42-等 (2)与CrO42-能生成沉淀的阳离子。 如Ba2+、Pb2+ (3)大量的有色离子。 如Cu2+、Co2+、Ni2+等
(4)易发生水解的离子 如Fe3+、A13+等 (三)应用范围: 可测:Cl-,Br-,Ag+,CN- • 不可测:I- ,SCN-
注意: 用莫尔法测Ag+时,必须采用返滴定法。 先加一定体积过量的NaCl标准溶液滴定剩余的Cl—用莫尔法测定Ag+时,不能直接用NaCl标准溶液滴定,因为先生成大量的Ag2CrO4沉淀凝聚之后,再转化AgCl的反应进行极慢,使终点出现过迟。
二、佛尔哈德法 (一)原理 1.直接滴定法 指示剂:铁铵矾 滴定剂:KSCN(NH4SCN) 反应式: Ag++SCN—=AgSCN↓(白色) Fe3+ +SCN—=FeSCN2+↓(红色) 当滴定达到计量点附近时,Ag+的浓度迅速降低,而SCN—浓度迅速增加,微过量的SCN—与Fe3+反应生成红色FeSCN2+,指示终点。 Fe3+的浓度:一般0.015 mol/L,约为理论值的1/20。
注意:直接法滴定Ag+,防止沉淀吸附而造 成终点提前 预防:充分摇动溶液,及时释放Ag+
2.返滴定法 反应为: X—+Ag+=AgX↓ Ag+(过量)+SCN—=AgSCN↓ Fe3++SCN—=FeSCN2+ 先加入准确过量的AgNO3标准溶液,使卤离子或SCN-生成银盐沉淀,然后再以铁铵矾作指示剂,用NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3。
返滴定法测 Cl- 时注意: 在计量点时,易引起转化反应: AgCl+SCN—=AgSCN↓+Cl- 原因:AgSCN的溶解度(1.0×10-6mol/L)小于AgCl的溶解度(1.3×10-5 mol/L)。 • 措施: 加入AgNO3后,加热(形成大颗粒沉淀) • 加入有机溶剂(硝基苯)包裹沉淀以防接触 思考:测定时即没加热,也未加硝基苯,结果如何?
(二)滴定条件 1.酸度: 0.1-1.0 mol/L HNO3溶液 碱性或中性溶液内Fe3+将产生Fe(OH)2+沉淀,而影响终点的确定。 2.指示剂: [Fe3+]≈ 0.015 mol/L 3.强氧化剂、氮的低价氧化物、铜盐、汞盐等能与SCN—起反应,干扰测定,必须预先除去。
适用范围: • 直接滴定法测定:Ag+ • 返滴定法测定:CL-,Br-,I-,SCN-
三、法扬斯法(吸附指示剂法) 吸附指示剂法:利用沉淀对有机染料吸附而改变颜色指示终点的方法 吸附指示剂:一种有色有机染料,被带电沉淀胶粒吸附时因结构改变而导致颜色变化 • 原理:(AgNO3测Cl-,荧光黄作指示剂) SP前:HFIn=FIn-+H+ • AgCL:CL- - - - - 吸附过量CL- SP时:AgCl·Ag++ FIn—=AgCl·Ag·FIn (黄绿色) (粉红色)
滴定条件及注意事项: a)控制溶液酸度 保证指示剂充分解离:pH>pKa 例:荧光黄pKa 7.0——选pH 7-10 曙红pKa2.0—— 选pH >2 二氯荧光黄pKa 4.0—选pH 4-10 b)防止沉淀凝聚 措施——加入糊精,保护胶体 c)卤化银胶体对指示剂的吸附能力 < 对被测离子的吸附能力( 反之终点提前 ,差别过大终点拖后)
吸附顺序: I->SCN->Br ->曙红>CL->荧光黄 例: 测CL-→荧光黄 测Br-→曙红
d)避免阳光直射 e)被测物浓度应足够大 (三)适用范围 可直接测定:CL-,Br-,I-,SCN-和Ag +、 SO42-等离子。
思考题: 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。 • 在pH=4的条件下,用莫尔法测定Cl-; • 用佛尔哈德法测定Cl-既没有将AgCl沉淀滤去或加热促其凝聚,有没有加有机溶剂; • 同(2)的条件下测定Br-; • 用法扬斯法测定Cl-,曙红作指示剂; • 用法扬斯法测定I-,曙红作指示剂。
(1)偏高。因部分CrO42- 转变成Cr2O72-,指示剂剂浓度降低,则终点推迟出现。 • (2)偏低。因有部分AgCl转化成AgSCN沉淀,返滴定时,多消耗硫氰酸盐标准溶液。 • (3)无影响。因AgBr的溶解度小于AgSCN,则不会发生沉淀的转化作用。 • (4)偏低。因AgCl强烈吸附曙红指示剂,使终点过早出现。 • (5)无影响。因AgI吸附I-的能力较曙红阴离子强,只有当[I-]降低到终点时才吸附曙红阴离子而改变颜色。
思考题: 写出莫尔法、佛尔哈德法和法扬斯法测定Cl-的主要反应,并指出各种方法选用的指示剂和酸度条件。
主要反应指示剂酸度条件 莫尔法Cl-+Ag+=AgCl↓铬酸钾pH=6.0∽10.5 佛尔Cl-+Ag+(过量)=AgCl↓ 哈德法Ag+(剩余)+SCN-=AgSCN↓ 铁铵矾0.1∽1 mol/LHNO3 法扬斯法Cl-+Ag+=AgCl↓荧光黄 pH=7∽10.5
10-3 沉淀滴定法应用实例 一、可溶性氯化物中氯的测定 1.莫尔法:注意控制溶液的 pH=6.5-10.5 2.佛尔哈德法:试样中含有PO43-、AsO43-等离子,中性或微碱性条件下,能和Ag+生成沉淀,干扰测定。宜采用佛尔哈德法。 为什么?
二、银合金中银的测定 1.制样:将银合金溶于HNO3,制成溶液 Ag+NO3-+2H+=Ag++NO2↑+H2O 煮沸除去氮的低价氧化物 为什么? HNO2+H++SCN—=NOSCN十H2O (红色) 它能与SCN—作用生成红色硫氰亚硝酰,影响终点现察 2.佛尔哈德法:加入铁铵矾指示剂,用标准NH4SCN溶液滴定。
三、有机卤化物中卤素的测定 有机卤化物经过适当的处理,使有机卤素转变为卤离子再用银量法测定。