又稱滴定分析。是一種重要的定量分析方法,此法將一種已知濃度的試劑溶液滴加到被測物質的試液中,根據(jù)完成化學反應所消耗的試劑量來確定被測物質的量。容量分析所用的儀器簡單,還具有方便、迅速、準確(可準確至0.1%)的優(yōu)點,特別適用于常量組分測定和大批樣品的例行分析。

外文名

analysis by measure

學科

化學

定義

一種重要的定量分析方法

正文

簡史?

 容量分析是古老的分析方法,1729年法國C.J.日夫魯瓦最早使用容量分析,用純碳酸鉀測定乙酸的濃度,他將乙酸逐滴加到一定量的碳酸鉀溶液中,直到不再發(fā)生氣泡為止。到了19世紀,由于成功地合成了各類指示劑,容量分析得到廣泛的應用。

滴定反應?

 能用于容量分析的化學反應必須符合一定條件,其中最重要的是反應物間有確定的化學計量關系,以氫氧化鈉滴定乙酸(AcOH,Ac為乙酰)為例;

AcOH+OH-─→AcO-+H2O

AcOH與NaOH按1:1的摩爾比反應,這就是反應的化學計量關系,它是計算的依據(jù)。當加入的NaOH與被測的AcOH的摩爾比正好是1:1的這一點稱為化學計量點,也稱等當點,滴定應當?shù)酱私Y束。但這時往往沒有可被覺察的外部特征,于是,常常需要加入一種指示劑,它能在等當點附近發(fā)生顏色變化,以指示滴定終了,這一點稱為滴定終點。因此,作容量分析時就必須要有適當?shù)姆椒ù_定終點。為使測定準確,化學反應應該進行得比較完全。另外,化學反應的速率還必須足夠快,否則就失去迅速的特點。

分類?

 酸堿滴定法? 例如用氫氧化鈉滴定乙酸以測定食醋的濃度(見酸堿滴定法):

AcOH+OH-─→AcO-+H2O

絡合滴定法? 例如用乙二胺四乙酸的二鈉鹽Na2H2Y(Y為乙二胺四乙酸根)為絡合劑滴定 Ca2+和Mg2+(見絡合滴定法),以測定水的硬度:

Ca2++H2Y2-─→CaY2-+2H+

氧化還原滴定法? 例如用重鉻酸鉀K2Cr2O7滴定Fe2+(見氧化還原滴定法),以測定鐵礦中的鐵含量:

容量分析

沉淀滴定法? 例如用硝酸銀 AgNO3滴定Cl-(見沉淀滴定法),以測定針劑中NaCl的含量:

容量分析

非水滴定? 對于不溶于水或在水溶液中反應進行得不完全的物質,在有機溶劑(如冰醋酸、乙醇)中常能夠準確滴定(見非水滴定)。

以上都是目視滴定,即利用肉眼觀察指示劑在等當點附近的顏色變化以確定終點。如果溶液有顏色或渾濁,或者滴定反應的完全度不高,就要用儀器來檢測終點,即用儀器測定滴定過程中體系物理性質的變化來確定終點。例如測定電位、電導、光度的電位滴定(見電位分析法)、電導滴定(見電導分析法)、光度滴定。這些方法的優(yōu)點是易于實現(xiàn)滴定自動化。

滴定方式?

 直接滴定? 如果反應有確定的計量關系,完全度高,速度快,又有適當方法確定終點,最好采用直接滴定。

置換滴定? 以K2Cr2O7與硫代硫酸鈉Na2S2O3的反應為例:由于K2Cr2O7的氧化性較強,它不但能把S2O娫 氧化為S4O婇,還能將S2O娫 部分氧化為SO娸,這樣反應就沒有確定的計量關系,不能直接測定。如果在酸性的K2Cr2O7溶液中加入過量的KI,就可定量地置換出氧化性弱的I2:

容量分析

I2與S2O娫 反應時有確定的計量關系:

容量分析

就可以用 Na2S2O3 滴定置換出來的 I2,總的效果仍是Cr2O崻 氧化了S2O娫。

返滴定? 鹽酸HCL能與碳酸鈣CaCO3反應:

CaCO3+2HCl─→CaCl2+CO2+H2O

但恰好加入反應所需的HCl時,CaCO3溶解不完全,因而不能直接滴定。如果先加入過量HCl,加熱使CaCO3完全溶解,再用NaOH返滴定HCL,就可測定碳酸鈣。

間接滴定? Ca2+在溶液中沒有價態(tài)變化,不能用氧化還原滴定法直接滴定,如果經(jīng)以下處理,就可以間接滴定:將Ca2+沉淀為CaC2O4:

容量分析

沉淀洗滌后溶于鹽酸,生成H2C2O4,用高錳酸鉀滴定。

置換滴定、返滴定、間接滴定的應用大大地擴大了容量分析的應用范圍。

進行容量分析時,必須有標準溶液和容量儀器,如果試樣中還含有別的能與試劑發(fā)生反應的物質,必須在滴定前除去(見隱蔽和解蔽)。

測定結果的計算? 根據(jù)滴定中所用標準溶液的濃度和體積就可計算測定結果。以重鉻酸鉀法測定鐵礦中的鐵含量為例:試樣為W克,K2Cr2O7溶液的濃度為Μ,消耗的K2Cr2O7溶液的體積為V毫升,根據(jù)Fe2+與Cr2O崻 按6:1摩爾比反應,則鐵的含量為:

容量分析

式中A為鐵的原子量。