滴定分析是將已知準確濃度的標準溶液滴加到被測物質的溶液中直至所加溶液物質的量按化學計量關系恰好反應完全,然后根據(jù)所加標準溶液的濃度和所消耗的體積,計算出被測物質含量的分析方法。由于這種測定方法是以測量溶液體積為基礎,故又稱為容量分析。
一、滴定分析法分類
1.直接滴定法(酸堿滴定法):凡能滿足滴定分析要求的反應都可用標準滴定溶液直接滴定被測物質。例如用NaOH標準滴定溶液可直接滴定HCl、H2SO4等試樣。
2.返滴定法(配位滴定法):返滴定法(又稱回滴法)是在待測試液中準確加入適當過量的標準溶液,待反應完全后,再用另一種標準溶液返滴剩余的第一種標準溶液,從而測定待測組分的含量。這種滴定方式主要用于滴定反應速度較慢或反應物是固體,加入符合計量關系的標準滴定溶液后,反應常常不能立即完成的情況。例如,鋁離子與EDTA(一種配位劑)溶液反應速度慢,不能直接滴定,可采用返滴定。
3.置換滴定法(氧化還原滴定法):置換滴定法是先加入適當?shù)脑噭┡c待測組分定量反應,生成另一種可滴定的物質,再利用標準溶液滴定反應產(chǎn)物,然后由滴定劑的消耗量,反應生成的物質與待測組分等物質的量的關系計算出待測組分的含量。這種滴定方式主要用于因滴定反應沒有定量關系或伴有副反應而無法直接滴定的測定。例如,用重鉻酸鉀標定硫代硫酸鈉溶液的濃度時,就是以一定量的重鉻酸鉀在酸性溶液中與過量的KI作用,析出相當量的碘,以淀粉為指示劑,用硫代硫酸鈉溶液滴定析出的碘,進而求得硫代硫酸鈉溶液的濃度。
4.間接滴定法(沉淀滴定法):某些待測組分不能直接與滴定劑反應,但可通過其它的化學反應,間接測定其含量。例如,溶液中鈣離子幾乎不發(fā)生氧化還原的反應,但利用它與草酸根離子作用形成草酸鈣沉淀,過濾洗凈后,加入硫酸使其溶解,用高錳酸鉀標準滴定溶液滴定草酸根離子,就可間接測定鈣離子含量。
滴定分析法的優(yōu)點:操作簡單;對儀器要求不高;有足夠高的準確度,誤差不高于0.2%;方便,快捷;便于普及與推廣。
二、滴定分析具體操作
滴定分析是以標準溶液滴定被測定的物質含量的化學分析法。所以要準確給出分析結果,就要對儀器、操作、標準溶液及試劑等方面加以注意:
1.測量儀器合格:(1)分析天平要按照規(guī)定進行計量檢定;(2)滴定管需要進行校準,檢測不漏液、清洗干凈;(3)移液管、容量瓶要進行體積校準;
2.標準溶液濃度準確:(1)標準物質有證書;稱量操作規(guī)范、準確;定容操作規(guī)范準確,保證濃度準確;(2)標定標準溶液時,要操作規(guī)范、濃度準確;
3.操作條件:被測定樣品溶液的滴定條件要嚴格控制,符合要求;
4.滴定操作規(guī)范:(1)滴定管加裝標準溶液出口管段無氣泡,零點體積觀察記錄準確;(2)滴定操作按照規(guī)范,搖瓶不損失瓶內(nèi)溶液,控制好滴定速度,滴定終點前的1/2滴的準確滴定控制的操作熟練規(guī)范;(3)準確控制指示劑滴定終點(顏色觀察敏銳)。
5.滴定記錄準確,既定結果計算準確;
6.人員操作的前提條件:滴定操作人員,必須經(jīng)培訓考核合格,做檢測項目的雙人比對試驗合格;同時質控樣考核合格。
7.影響指示劑變色范圍的因素
(1)溶液溫度:溫度改變,指示劑的變色范圍也隨之改變。例如:18℃時,甲基橙的變色范圍為3.1~4.4,100℃時,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,終點顏色變化不敏銳;指示劑用量少一點為佳。
8.滴定管和容量瓶的使用
滴定管分為具塞和無塞兩種,也就是習慣上所說的酸式滴定管和堿式滴定管。通用型滴定管,它是帶有聚四氟乙烯旋塞的。酸式滴定管:又稱具塞滴定管,它的下端有玻璃旋塞開關,用來裝酸性、中性與氧化性溶液,不能裝堿性溶液,如NaOH等。
使用之前應先檢漏:凡士林不應涂太多,否則會堵塞小孔;旋動旋塞時應有一定的向旋塞小頭部分方向擠的力,以免來回移動旋塞,使塞孔受堵;滴定管、容量瓶、移液管(吸量管)、錐形瓶都需洗滌。
a)洗滌:自來水→洗液→自來水→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1800,再檢查一次。
堿式滴定管:放置2分鐘,如果漏水應更換橡皮管或大小合適的玻璃珠。
d)潤洗:為保證滴定管內(nèi)的標準溶液不被稀釋,應先用標準溶液洗滌滴定管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,右手拿滴定管上部無刻度處,左手打開活塞,使溶液迅速沖走氣泡;堿式滴定管有氣泡時,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: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)時滴定管應豎直放置;注入或放出溶液時,應靜置1~2分鐘后再讀數(shù);初讀數(shù)最好為0.00mL;無色或淺色溶液讀彎月面最低點,視線應與彎月面水平相切;深色溶液應讀取液面上緣最高點;讀取時要估讀一位。
i)滴定操作:將滴定管夾在右邊。使用酸式滴定管,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,不要向外用力,以免推出活塞。使用堿式滴定管,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,否則空氣進入形成氣泡。
j)邊滴邊搖瓶:滴定操作可在錐形瓶或燒杯內(nèi)進行。在錐形瓶中進行滴定,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,使瓶底離滴定臺高約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,邊用右手搖動錐形瓶,邊滴邊搖配合好。
三、滴定操作的注意事項
滴定時,最好每次都從0.00 mL開始。滴定時,左手不能離開旋塞,不能任溶液自流。搖瓶時,應轉動腕關節(jié),使溶液向同一方向旋轉(左旋、右旋均可)。不能前后振動,以免溶液濺出。搖動還要有一定的速度,一定要使溶液旋轉出現(xiàn)一個漩渦,不能搖得太慢,影響化學反應的進行。滴定時,要注意觀察滴落點周圍顏色變化,不要去看滴定管上的刻度變化。
滴定速度控制 連續(xù)滴加:開始可稍快,呈“見滴成線”,這時為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:接近終點時,應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,沿器壁流入瓶內(nèi),并用蒸餾水沖洗瓶頸內(nèi)壁,再充分搖勻。
半滴的控制和吹洗:用酸管時,可輕輕轉動旋塞,使溶液懸掛在出口管嘴上,形成半滴,用錐形瓶內(nèi)壁將其沾落,再用洗瓶吹洗。對于堿管,加上半滴溶液時,應先松開拇指和食指,將懸掛的半滴溶液沾在錐形瓶內(nèi)壁上,再放開無名指和小指,這樣可避免出口管尖出現(xiàn)氣泡。滴入半滴溶液時,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,造成被滴物過度稀釋。配制的標準溶液不宜長期保存;使用完畢立即用水將滴定管沖洗干凈。
(檢驗分析中心)
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