杜雪文
摘要:滴定分析法又叫容量分析法,是一种重要的定量分析方法。运用滴定分析法测定产品纯度是近几年浙江化学选考的必考内容,滴定的类型除了酸碱中和滴定以为,还会涉及氧化还原滴定、沉淀滴定、配位滴定等,考查方式涉及滴定的基本操作、终点的判断、指示剂的选择、误差分析、化学计算等。本文例析滴定分析法中学生常见错误,指导学生运用正确的分析方法,以期能提高解题的准确率。
关键词:滴定;标准液;待测液;误差分析
1 滴定分析法该理清的两个问题
滴定分析法是将已知准确浓度的标准溶液,滴加到被测溶液中(或者将被测溶液滴加到标准溶液中),直到所加的标准溶液与被测物质按化学计量关系定量反应为止,然后测量标准溶液消耗的体积,根据标准溶液的浓度和所消耗的体积,算出待测物质的含量。运用滴定分析法必须明确两个问题,否则结果就完全不一样。
例(节选)KMnO4溶液常用做氧化还原反应滴定的标准液,由于KMnO4的强氧化性,它的溶液很容易被空气中或水中某些少量还原性物质还原,生成难溶性物质MnO(OH)2,因此配制KMnO4标准溶液的操作是:
I.称取稍多于所需量的KMnO4固体溶于水,将溶液加热并保持微沸1 h;
II.用微孔玻璃漏斗(无需滤纸)过滤除去难溶的MnO(OH)2;
III.过滤得到的KMnO4溶液贮存于棕色试剂瓶放在暗处;
IV.利用氧化还原滴定方法,在70℃-80℃条件下用HCO溶液测定KMnO浓度。
已知:MnO4 (H)→Mn 、HCO→CO反应中其他元素没有得、失电子,则:
若准确称取W g草酸晶体(HCO·2HO)溶于水配成500 mL水溶液,取25.00 mL置于锥形瓶中,用高锰酸钾溶液滴定至终点,滴定终点标志应为______,若多次平行滴定测得需要消耗KMnO溶液的平均体积为vmL,计算c(KMnO)= _____mol·L;
第一个要弄清的问题是:用什么溶液滴定什么溶液?这直接关系到终点的现象的描述。上述例题中是用高锰酸钾溶液滴定草酸溶液,高锰酸钾为紫红色的溶液,能被草酸还原而褪色,当草酸被反应完再滴入的高锰酸钾溶液能使溶液变成紫红色而从指示反应的终点。终点现象为:当滴入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液颜色由无色变为紫红色且在半分钟内不褪色。但如果将草酸溶液滴入高锰酸钾溶液中,终点现象则为:当滴入最后一滴草酸溶液,溶液颜色由紫红色褪为无色且在半分钟内不恢复。
第二个要弄清的问题是:谁是标准溶液,谁是待测溶液?大多数情况下滴定分析是用标准液滴定待测液,在这种情况下,待测液的量是一定的,所以标准液的用量越多测得的待测液的浓度也就越大。但有时候根据实际需要也需要用待测液来滴定标准溶液,由于标准液的量是一定的,所以待测液滴得越多,待测液的浓度反而就越小。在误差分析的题目中如果没有弄清这个问题显然得到的结果是相反的。
所以在滴定分析中弄清谁是标准溶液,谁是待测溶液?谁滴定谁?是我们准确做题的基础。
2 滴定分析法测定样品含量的计算分析步骤
滴定分析法是根据标准液的量来测定待测物的量,计算时要仔细审题,看清测定的是待测液的浓度?还是带测定物质的纯度?或是某些特定的物理量?然后分层次列出式子,最后化简求解。以以上例题为例,列式可分为三步走:
第一步:计算滴定分析中标准液的用量(通常算其物质的量,以方便其与待测物之间量的换算)
标准液为草酸溶液,n(HCO)=×
第二步:根据标准溶液和待测溶液恰好反应的物质的量之比换算成待测物的物质的量
根据:2MnO+5 HCO+ H=2Mn+10CO↑+8 HO
n((KMnO)=n(HCO)=×
第三步:根據题目要求最后要求的是KMnO4物质的量浓度
c ((KMnO)==×
最后化简为:c ((KMnO)= mol·L
从计算结果也可以看出,用待测液滴定标准溶液,消耗的待测液KMnO的体积(V值)越大,则测得的c ((KMnO)反而会越小。
例(节选)NaSO可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中NaSO残留量时,取50.00mL葡萄酒样品,用0.01000mol·L的碘标准液滴定至终点,消耗10.00mL。滴定反应的离子方程式为,该样品中NaSO的残留量为g·L。
解析:滴定反应的离子方程式为3HO+SO+2I=2SO+4I+5H。碘为标准液,NaSO为待测液,该滴定分析法是用标准液滴定待测液。第一步确定标准液n(I)=0.01000×50.00×10mol;第二步根据反应的物质的量比得出葡萄酒中n(NaSO)=n(I)=×0.01000×50.00×10mol;第三步看NaSO的残留量单位,将n(NaSO)转化成每升葡萄酒中NaSO的质量,即×0.01000×50.00×10×190×20=0.95g·L。从计算步骤中也可以看出,用标准液滴定待测溶液,消耗的标准液越多,待测样品含量越大。
滴定分析法测定产品纯度是选考考查学生能力的一种综合性试题,有一定的难度,但笔者认为不管是那种类型的滴定只要明确标准液和待测液、滴加的顺序,根据反应方程式建立标准物和待测物的量比就能解决好此类试题。
参考文献:
[1] 王祖浩.普通高中课程标准实验教科书:实验化学[M].江苏教育出版社,2014.
[2] 李丽敏,顾慰中.滴定分析法重点难点剖析[J].昌潍师专学报,2000(10).
(作者单位:浙江省金华市第六中学)