‘壹’ 何为金属离子指示剂的僵化和封闭现象
了.”我跑了过去,一只手撑住刘子阳的背祥手派,大声说:“刘子阳,我们不打了行不行.”刘子阳气喘吁吁地说:“好吗,那你放开我吧,”于是我把刘子阳放开了.我们又怕被生活老师发现,就连忙悄悄地上床睡觉了.
第二天,我们在校运会彩排的时候, 祝老师看见刘子阳的脸上有许多的伤.于是就奇怪的问刘子阳:“你脸上的伤是谁薯雹给你抓的呀!”刘子阳慢慢地说:“昨天我和刘伯桐打架抓伤的.”然后,祝老师严厉的批评了我和刘子阳,并让我给刘子阳道了歉.
从这件事我体会到,打架是最愚蠢的解决问题的方法,只能使谨贺问题变得越来越糟糕,而不能
‘贰’ 为了分析化学,我已经歇斯底里(四)
可以这么说,在分析化学(化学分析)中络合滴定是最麻烦,同时也是最常用的一种滴定分析。它对于滴定反应考虑的相当周全,对于滴定可能发生的诸多干扰因素都考虑在内,所以会有很多副反应系数的计算。本章的中心就是 条件稳定常数 的计算。
1.副反应系数
在讲副反应系数之前,先要知道无机配位体存在下的逐级稳定常数,K1,K2……,它们的渐次相乘称之为累积稳定常数β的关系。也就是:
其中的关系为何这样,可以看看书本和课件。副反应系数其实是分布系数的倒数,用α表示。如αY(H)就是溶液中Y的所有与氢离子有关型体总浓度(七种型体)与游离Y的比值。
在本章中,我们关心的副反应主要是发生在金属离子和滴定剂EDTA上,对于产物的副反应我们这里不作讨论。对于水溶液中的金属离子可能存在两类副反应,即水解效应和络合效应。用αM(OH), αM(L)表达。αM=αM(OH)+αM(L)-1。水解效应与pH有关,书后附录可以查表。而αM(L)则需要计算,必须掌握!对于EDTA,它也有两类副反应,酸效应和干扰离子效应,分别用αY(H), αY(N)表达。αY=αY(H)+αY(N)-1。其中酸效应系数可以查表,它的意义必须明白。干扰离子效应要好好掌握,这与后面讨论的掩蔽、多离子分步滴定判断都有关系。
注:在计算副反应系数逗芹时,公式中的浓度是平衡浓度(游离浓度),而不是总浓度。
2.条件稳定常数
知道了副反应系数,就可以推出本章的关键角色,条件稳定常数。
根据误差分析(林邦公式)可以推出在一定误差要求下,满足滴定分析的判据是:
在条件稳定常数基础上进行简化,一般只考虑酸效应系数的场合比较多见。即只考虑EDTA的酸效应,满足滴定分析所允许的最高酸度就可以通过查表得知。
由此绘出一条线,称之为酸效应曲线,也称之为林邦曲线。从这线上可以得到很多信息,最基本的就是可以看出金属离子准确滴定的最高酸度(最小pH值)。其他相关用途可以翻看笔记或课件。滴定条件中的最小酸度(最大pH值)可利用金属离子生成氢氧化物沉淀时的溶度积常数进行计算,从而可以得出不同金属离子准确滴定的酸度范围。
3.滴定曲线、金属指示剂和终点误差
(1)滴定曲线
络合滴定的滴定曲线比酸碱滴定曲线简单。它没有强滴定弱那样的曲折离奇,滴定曲线的绘制也相当简单。滴定过程也分为四个过程,与酸碱滴定类似。滴定开始时溶液中金属离子浓度的负对数,pM'。滴定开始到化学计量点前,pM'就是来自于溶液中剩余的金属离子总浓度。化学计量点与条件稳定常数有关,计量点后根据过量的EDTA类似于同离子效应那样计算溶液中的pM'。
滴定曲线中的关键点就是要会计算化学计量点时的pM',也就是pM'sp。有了这个也可以根据与αM的关系,求出pMsp。这些计算为后面的终点误差中林邦公式运用有丛指吵关系。但如果利用代数法,就可以避开这些计算,具体实例可以参看教材和课件。
终点误差计算公式:
(2)金属指示剂
络合滴定中的指示剂比较特殊。首先它的应用必须考虑到滴定分析时的酸度范围,不同酸度范围的指示剂显色也渗侍不同。几种常见指示剂希望大家了解,铬黑T(EBT)、二甲酚橙(XO)、磺基水杨酸(Sal)、钙指示剂(NN)。
终点时的反应:MIn + Y = In + MY ,其中MIn是指示剂与金属离子螯合的颜色,In是指示剂自身的颜色。
滴定开始的颜色是指示剂与金属离子螯合的颜色(MIn),终点时是指示剂游离的颜色(In)和络合物(MY)组成的颜色。如果MY不显色,那么终点时的颜色就是指示剂游离的颜色。就是因为这个原理,所以对于指示剂有着特殊要求。
使用金属指示剂时会出现三种问题,对于滴定分析有些很重要的影响。分别是封闭、僵化和氧化变质。有关具体内容和实例,可参看书本和课件,在这里不再赘述。
(3)终点误差
前已述及,薛老师推荐用代数法求终点误差。在公式中,条件稳定常数应该都会算,主要是这个pMep为何方神圣。它就是滴定终点时的金属离子浓度的负对数。当然与金属指示剂有关。它和酸碱指示剂不同,它的变色点和酸度以及金属离子的副反应系数有关。在附表中查阅的都是只考虑了酸度影响,没有考虑配位效应。所以一旦有问题中出现金属离子的副反应,那就需要再求pMt。可以参考书本和课件相关例题。
对于每个指示剂对不同的金属离子在不同酸度下都有自己的pMt,一般情况下这个pMt就是pMep。但需要注意的是,表格中的pMt只是考虑的酸的影响(忽略了金属离子的副反应),和真正的pMt的本质有些许不同。
滴定终点pMep的本质
所以,如果滴定体系只考虑酸影响时,终点误差的计算还是比较容易的。只要利用已知的pMt和计算所得条件稳定常数就可以用代数法计算终点误差。(公式见前)
林邦终点误差公式中的ΔpM=pMep - pMsp,或者 ΔpM'=pM'ep - pM'sp,注意要一致,不要把总浓度和平衡浓度混着写,也不要把终点和计量点浓度写反。
4.多种金属离子的络合滴定
首先考虑能否利用控制酸度法来分步滴定。其判据就是
如果不能满足,那就需要考虑各种掩蔽剂的使用。其中沉淀掩蔽,氧化还原掩蔽是定性(一些实例书上、课件有描述,供参考),而 配位掩蔽是定量,可以通过计算表明是否成功掩蔽 。它的计算就是利用前面述及的各种副反应系数的实际应用。可参考书上例题。
这部分内容另外一个用途就是学会方案设计,涉及到各种滴定方式,诸如直接法、置换法、返滴定法等等。通过这些方法在多种金属离子共存下,如何把它们逐个进行分析。(具体实例可以参考书和课件以及canvas上做的自测)
(未完待续)
2020.12.23 晨 老时间,动物的生物钟有时准的可怕……为了生存。
‘叁’ 络合剂与金属离子形成了稳定的络合物后,如何再将金属离子解离下来.
一、加热是最饥胡租简单的方法,金属有机络合物大多对热不稳定.
二、寻找与配体结合能力更强的烂兆另一种金属离子,将原来的金属离子置换下来.
三、加入强酸,利用做歼酸效应使条件稳定常数降低,部分金属离子可以解离.
‘肆’ 如何隔离空气中的金属离子
你好梁纯行,主要有以下两种方法:1.将金属离子转化为沉淀。裤橡再过滤。2.有机物一般沸点较低,先加水,再用蒸馏。3.可通过一系列的加成,取代和消去反应进行物质提纯。主要方法要看有机物种类与金属离子种类。谢橡哗谢,望采纳、
‘伍’ 金属指示剂在使用中存在的问题有
金属指示剂在使用中存在的问题:指示剂的封闭现象; 指氏衡示剂的僵化现象 指示剂的氧化变质现象。
指示剂的僵化现象:化学计量点时指示剂变色缓慢
产生原因:➢MIn溶解度小→与EDTA置换速度缓慢-→终点拖后
消除方法:加入有机溶剂或加热→提高MIn溶解度+加快置换速度
指示剂的氧化变质现象:
金属指示剂大多数具有许多双键的有色化合物,见光易氧化,日久变质,在使用时需要注意采用一一定的措施,防止此情况出现,例如,将金属指示剂配制成固体使用。
‘陆’ 解决配位滴定中僵化现象的常用方法有
有些指示剂或 min 络合物在水中的溶解度较小,或因 min 只稍逊于 my 的稳定性,致使 edta 与 min 之间的置换反应速率缓慢,终点拖长或颜色变化很不敏锐。这种现象称为指示剂的僵化现象。克服僵化现象的措施是选择更合适的指示剂或适当加热,提高络合物的溶解度并袜亏加快滴定终点时置换反应的速度消好袜。拿激
‘柒’ 什么是金属指示剂的僵化现象怎样消除
金属指示剂僵化现象:
概念:如果指示剂与金属离子的配合物MIn形成胶体或沉淀,在用EDTA滴定到达计量点时,EDTA置换指示剂的作用缓慢,引起终点的拖长,这种现象称为指示剂的僵化现象。
2.产生原因:MIn为胶体或沉淀,使MY计量点时,Y置换出In的缓慢。
3.消除方法:加入合适的有机溶剂,加热,接近终茄斗点时放慢滴定速度并剧烈振荡。
金属指示剂的封闭现象、僵化现象、氧化现贺谨象:
( 1 ) 封闭现象
某些金属离子与指示剂形成的络合物较其与 EDTA 的络合物更稳定。如果溶液中存在着这些金属离子,即使滴定已经到达计量点,甚至过量 EDTA 也不能夺取出 MIn 络合物中的金属离子而使游离的指示剂 In 释放出来,因而看不到滴定终点应有的颜色突变。
这种现象称为指示剂的封闭现象。如果是被测离子导致的封闭,应选择更适宜的指示剂;如果是由共存的其它金属离子导致的封闭,则应采取适当的掩蔽剂掩蔽干扰离子的影响。
( 2 )僵化现象
有些指示剂或 MIn 络合物在水中的溶解度较小,或因 MIn 只稍逊于 MY 的稳定性,致使 EDTA 与 MIn 之间的置换反应速率缓慢,终点拖长或颜色变化很不敏锐。
这种现象称为指示剂的僵化现象。克服僵化现象的措施是选择更合适的指示剂或适当加热,提高络合物的溶解度并加快滴定终点时置换反应的速度。
( 3 ) 氧化变质现象
金属指示剂大多是分子中含有许多双键的有机染料,易被日光、空气和氧化剂所分解;有些指示剂在水溶液中禅纳基不稳定,日久会因氧化或聚合而变质。这种现象称为指示剂的氧化变质现象。
克服氧化变质现象的措施一般有二种:
一是加入适宜的还原剂防止其氧化,或加入三乙醇胺以防止其聚合;
二是配成固溶体,即以 NaCl 为稀释剂,按质量比 1:100 配成固体混合物使用,这样减小氧化变质的速度,可以保存更长的时间。
‘捌’ 什么是金属指示剂的封闭和僵化,应该如何避免
金属指示剂的封闭和避免方法:如果指示剂与金属离子形成更稳定的配合物而不能被EDTA置换,则虽然加入过量EDTA也达不到终点,这种现象称为指示剂丛嫌的封闭。解决方法是加入适当的配位剂来掩蔽能封闭指示剂的离子。
金属指示剂的僵化和避免方法:有些指示剂或金属-指示剂配合物渗裂手在水中的溶解度大小,使得滴定剂源则与金属-指示剂配合物(MIn)交换缓慢,终点拖长,这种现象称为指示剂僵化.解决的方法是加入有机溶剂或加热,以增大其溶解度
‘玖’ 水分析化学飞天员
一.名词解析
1.水质指标:衡量水中杂质的标度
2.色度:1mg/l铂+0.5mg/l钴=1度(色度)
3.同离子效应:在难溶电解质饱和溶液中加入含有相同离子的强电解质,难溶电解质的多相平衡将发生移动,使沉淀溶解度降低
4.盐效应:加入沉淀剂的量超过理论量的20%后,由于溶液中的离子总量太大,反而会导致沉淀的溶解,使沉淀的溶解度增大
5.化学计量点:当加入的滴定剂与被测物质正好按化学计量关系定量反应完毕时,称为滴定的计量点
6.臭阀值:是水样用无臭水稀释到闻出最低可辨别的臭气浓度的稀释倍数
7.碱度:水中能接受质子的物质的总量
8.总残渣:将水样混合均匀后,在以称至恒重的蒸发皿中通过水浴或蒸气浴蒸干,再于103~105°烘箱中烘至恒重,增加的重量就是总残渣。
9.溴酸钾法:是以KBrO3为氧化剂的滴定分析方法
10.酸度:水中所能给出质子的物质的总量
11.真色:除去悬浮物后的水,由胶体或溶解类物质所造成的颜色。
12.表色:水中的悬浮物、胶体或溶解类物质所构成的水色。
13.浊度:表示水中含有悬浮或胶体状态的杂质,引起水的浑浊程度。
14.硬度:水中钙离子、镁离子浓度的总量
15.酸性消解 ;若水样中同时存在无机结合态和有机结合态金属,可加强酸,经过强烈的化学消解作用,破坏有机物,使金属离子释放出来,再进行测定。
改变价态消解;测定水样总汞时,在加强酸和加热的条件下,用KMnO4和K2S2O8将水样消解,使所含汞全部转化为汞离子后,在进行测定
干式消解:通过高温燃烧去除有机物后,将燃烧后的残渣用2%的HNO3溶解,并过滤与容量瓶中,再进行金属离子或无机物的测定
16.精确度/准确度:测定结果和真实值的接近程度
17.基准物质:能用于直接配制或标定标准溶液的物质
18.物质的量浓度:单位体质溶液中所含溶质的量
19.滴定度:每毫升标准溶液相当于被测物质的质量
20.分布分数:溶液中某酸碱组分的平衡浓度占其总浓度的分数
21.质子条件式:当酸碱反应达到平衡时,酸给出的质子数一定等于碱接受的质子数,这种得失质子的物质的量相等的关系称为质子条件,其数学表达式称为质子条件式
22.缓冲溶液:具有缓冲作用的溶液
23.缓冲指数;
24.缓冲容量:缓冲能力的强弱,可用缓冲容量β表示。缓冲容量也叫缓冲值或缓冲指数。
25.络合滴定法:以络合反应为基础的滴定分析方法
26.金属指示剂:指示金属离子浓度变化的物质
27.封闭现象:过量的EDTA也不能夺取MIn配合物中的金属离子而使指示剂In释放出来,因而看不到滴定终点应有的颜色突变
28.僵化现象:如果指示剂与金属离子的配合物MIn形成胶体或沉淀,在用EDTA滴定到达计量点时,EDTA置换指示剂的作用缓慢,引起终点的拖长
29.同离子效应:两种含有相同离子的盐(或酸、碱)溶于水时,它们的溶解度(或酸度系数)都会降低,这种现象叫做
30.盐效应:往弱电解质的溶液中加入与弱电解质没有相同离子的强电解质时,由于溶液中离子总浓度增大,离子间相互牵制作用增强,使得弱电解质解离的阴、阳离子结合形成分子的机会减小,从而使弱电解质分子浓度减小,离子浓度相应增大,解离度增大,这种效应称为盐效应
31.络合效应:是进行沉淀反应时,若溶液中存有能与构晶离子生成可溶性络合物的络合剂,则反应向沉淀溶解的方向进行,影响沉淀的完全程度,甚至不产生沉淀的现象
32.条件电极电位:表示在特定条件下氧化态和还原态的总浓度都为1mol/L或两者浓度比值为1时校正了各种外界因素影响后的实际电极电位
33.自身指示剂:不用使用其他的指示剂,仅仅利用自身颜色的变化来指示终点的标准溶液
34.专属指示剂:在化学分析滴定过程中,只能指示某一特殊反应的滴定终点或者只能和某一特殊反应物质显色的指示剂
35.氧化还原指示剂:指本身具有氧化还原性质的一类有机物,这类指示剂的氧化态和还原态具有不同的颜色。当溶液中滴定体系电对的点位改变时,指示剂电对的浓度也发生改变,因而引起溶液颜色变化,以指示滴定终点。
36.高锰酸盐指数:在一定条件下,以高锰酸钾(KMnO4)为氧化剂,处理水样时所消耗的氧化剂的量
37.化学需氧量:在强酸性条件下重铬酸钾氧化一升污水中有机物所需的氧量
38.溶解氧:溶解于水中的分子态氧称为溶解氧
39.生物化学需氧量:指在一定期间内,微生物分解一定体积水中的某些可被氧化物质,特别是有机物质所消耗的溶解氧的数量
40.总有机碳:水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量
41.总需氧量:水中能被氧化的物质,主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量
42.活性炭氯仿萃取物:表示水中有机物污染程度的一项综合指标。
43.污水的相对稳定度:是粗略表示水中有机物含量多少的指标
二.简答题
1.解释微溶化合物的活度积,溶度积和条件溶度积的概念及其相互关系
微溶化合物MA在一定温度下,沉淀溶解平衡时Kspο= aM+ aA-为一常数,Ksp0即MA的活度积, aM+ 和aA-是M+和A-两种离子的活度.
Ksp= c(M+ ) c(A- ) ,即为MA的溶度积.
在一定温度下, MA的Ksp是一定的.外界条件变化,如pH值变化,配位剂的存在,也会使沉淀溶解.在反应平衡中,除主反应外,还有副反应发生.考虑这些影响时的溶度积常数简称溶度积,用K'sp表示.
Kspο= aM+ aA- =γM+ γA- - c(M+ ) c(A- ) = γM+ γA+ - Ksp,其中γM+ γA-为两种离子的平均活度系数K'sp= aM+aA- Ksp,aM+,aA-为微溶化合物水溶液中M+和A-副反应系数.
微溶化合物的溶解度一般很小,溶液中离子强度不大,可视离子的活度系数为1,即Ksp= Ksp0
2.金属指示剂在应用时会出现那些问题,怎样防止。
(一)指示剂的封闭现象
有时某些指示剂能与某些金属离子生成极为稳定的络合物,这些络合物较对应的MY络合物更稳定,以致到达计量点时滴入过量EDTA,也不能夺取指示剂络合物(MIn)中的金属离子,指示剂不能释放出来,看不到颜色的变化,这种现象叫指示剂的封闭现象.
可以加入适当的络合剂来掩蔽封闭指示剂的离子
(二)指示剂的僵化现象
有些金属指示剂本身与金属离子形成的络合物的溶解度很小,使终点的颜色变化不明显;还有些金属指示剂与金属离子所形成的络合物的稳定性只稍差于对应EDTA络合物,因而使EDTA与MIn之间的反应缓慢,使终点拖长,这种现象叫做指示剂的僵化.
指示剂的僵化现象 a可加入有机溶剂乙醇或加热活化,来增大显色络合物的溶解度或加快转换速度 b在接近滴定终点时要缓慢滴定,并剧烈振摇
3.基准物质应符合哪些条件
(1)、组成和化学式完全符合2、试剂的纯度高3、稳定性高4、试剂参加反应时,按化学反应式定量的进行,没有副反应5、尽量采用摩尔质量较大的物质以减小称量误差
4.如何确定地表水中碱度的组成形式
1、连续滴定法2、分别滴定法
5.提高氧化还原反应速度的技术措施
增加反应物的浓度、升高温度、加催化剂
6.怎样通过试验方法评价分析方法准确度和精密度
准确度系指用该方法测定的结果与真实值或参考值接近的程度,一般用回收率(%)表示。准确度应在规定的范围内测试。
精密度系指在规定的测试条件下,同一个均匀供试品,经多次取样测定所得结果之间的接近程度。精密度一般用偏差、标准偏差或相对标准偏差表示。
精密度分为:
在相同条件下,由一个分析人员测定所得结果的精密度称为重复性。
在同一个实验室,不同时间由不同分析人员用不同设备测定结果之间的精密度,称为中间精密度。
在不同实验室由不同分析人员测定结果之间的精密度,称为重现性。
含量测定和杂质的定量测定应考虑方法的精密度。
重复性:
在规定范围内,至少用9个测定结果进行评价。
例如,设计3个不同浓度,每个浓度各分别制备3份供试品溶液,进行测定。或将相当于100%浓度水平的供试品溶液,用至少测定6次的结果进行评价。
中间精密度:
为考察随机变动因素对精密度的影响,应设计方案进行中间精密度试验。变动因素为不同日期、不同分析人员、不同设备。例如测定3天,2人以上分析检测,每天测定3批样品同时做平行样,可以用不同设备进行测定。
.重现性:法定标准采用的分析方法,应进行重现性试验。
例如,建立药典分析方法时,通过协同检验得出重现性结果。协同检验的目的、过程和重现性结果均应记载在起草说明中。应注意重现性试验用的样品本身的质量均匀性和贮存运输中的环境影响因素,以免影响重现性结果。
数据要求:均应报告标准偏差、相对标准偏差和可信限。
7.影响络合滴定突越的主要因素
配位化合物的条件稳定常数和被滴定金属离子的浓度(越大,突跃越大)
8.影响沉淀溶解度的因素
同离子效应 、盐效应、酸效应、配位效应
9.比较氧化还原指示剂的变色原理和选择与酸碱指示剂有何异同
答:氧化还原指示剂的变色原理和选择与酸碱指示剂的异同点如下:
①酸碱指示剂的变色主要与溶液的酸度(pH值)有关;而氧化还原指示剂的变色主要是决定于其氧化型和还原型(两型的颜色不同)的颜色。
②酸碱指示剂变色和氧化还原指示剂变色 均有变色点;两者均有变色范围。
③酸碱指示剂和氧化还原指示剂的选择均与滴定曲线的突跃范围有关。酸碱指示剂是范围,而氧化还原指示剂则是电位范围。其颜色强度的变化均是从10变到0.1的关系。
④酸碱指示剂的变色除与溶液的值有关外,而指示剂本身也有结构变化;氧化还原指示剂则只与电位有关。
10.能否用莫尔法测定水样中的Cl、Br、I、SCN离子?为什么?
不能测定I和SCN离子 离子半径较大,会吸附溶液中的离子
11.简述误差来源
系统误差(方法误差、仪器误差、试剂误差、操作误差)、随机误差、过失
12.简述纯水与特殊水及其制备纯水指的是不含杂质的H2O水中电解质几乎全部去除,水中不溶解的胶体物质、微生物、微粒、有机物、溶解气体降至很低程度,25℃时,电阻率为10MΩ•cm以上,通常接近18MΩ•cm,必须经膜过滤与混合床等终端精处理的水。
13.质量控制图及其制作
14. 滴定分析中化学计量点与滴定终点有何区别
由于指示剂不一定恰好在化学计量点时变色,所以滴定终点与化学计量点之间可能会存在很小的差别
15.水的酸度、碱度和PH值有什么联系和差别
酸度或碱度是表示水中酸碱物质的含量,而PH是表示水中酸或碱的强度
16.强碱滴定弱酸的特定和准确度的最低要求是什么
17.酸碱滴定中,满足不了准确确定的条件时,对弱酸(弱碱)强化的办法有哪些?
18.EDTA与金属离子形成的络合物有哪些特点?为什么其络合比为1:1?
形成的螯合物十分稳定,不论金属原子的价数多少,它们与EDTA总是:以1:1螯合,形成的螯合物易溶于水
19.以EBT为例,金属指示剂的作用原理及必备条件
原理:是一些有机配合物,它与被滴定的金属离子反应生成一种与指示剂本身颜色不同的配合物,从而指示出滴定过程中金属离子浓度的变化
条件:(1)在滴定的PH范围内,游离指示剂和金属络合物MIN之间应有明显的颜色区别
(2)指示剂与金属离子生成的配位化合物Min应有适当的稳定性,一般要求KMin,<KMY至少两个数量级,但要适当;
(3)指示剂与金属离子反应迅速且可逆
(4)指示剂和金属离子生成的配位化合物Min应易溶于水
20.用EDTA标准溶液测定含Cu.、Cd.、Hg.、Pb.、Zn.、In.、Mn.等离子的水样,以PNA为指示剂,将会出现什么现象?应如何解决?
出现僵化现象指示剂的封闭现象 可以加入适当的络合剂来掩蔽封闭指示剂的离子
指示剂的僵化现象 a可加入有机溶剂乙醇或加热活化,来增大显色络合物的溶解度或加快转换速度 b在接近滴定终点时要缓慢滴定,并剧烈振摇
21.欲使Ag2Cr2O4沉淀完全为什么要控制溶液PH值在6.5~10.0之间?
酸性太强,CrO42-浓度减小,碱性过高,会生成Ag2O沉淀
22.标准电极电位和条件电极电位有何关系?条件电极电位:氧化态和还原态的总浓度都为1mol/l或两者浓度比值为1是校正了各种外界因素后的实际电极电位
23.用EDTA标准溶液测定含Ca、.Mg、Fe、Al、Ti、Cu、Ni、Co.等离子的水样中的Ca、Mg.离子,以铬墨T为指示剂,将会出现什么现象?应如何解决?出现僵化现象指示剂的封闭现象 可以加入适当的络合剂来掩蔽封闭指示剂的离子
指示剂的僵化现象 a可加入有机溶剂乙醇或加热活化,来增大显色络合物的溶解度或加快转换速度 b在接近滴定终点时要缓慢滴定,并剧烈振摇
24.碘量法的主要误差来源有哪些?为什么碘量法不适于在低PH或高PH条件下进行?
1、用Na2S2O3滴定I2溶液时,要等滴至黄色很浅时再加淀粉,然后再滴至蓝色消失。过早加入淀粉,它与碘形成的蓝色络合物会吸留部分碘 ,往往会使终点提前且不明显。
2、因为Na2S2O3 • 5H2O中一般含有少量S, Na2S2O3 , Na2SO4, Na2S2O3 , NaCl等杂质,且Na2S2O3 易风化、潮解,因此不能直接配制标准溶液。Na2S2O3 溶液易受空气和微生物等作用而分解。
∵当pH<4.6时即不稳定。它在中性、碱性溶液中较稳定。
在碱性溶液中,碘与六代硫酸根会发生副反应,在强酸性溶液中,硫代硫酸钠会发生分解
25.判断一下氧化还原反应能否进行完全的依据是什么?
标准电极电位或平衡常数越大,反应越完全
三.实验设计
1.标准溶液的配制与标定
答:1. 直接配制法 准确称取一定量的物质,用适量的水溶解后移入容量瓶,用水稀释至刻度,然后根据称取物质的量和容量瓶的体积即可算出该标准溶液的准确浓度。 2.间接配制法 首先通过计算配制成接近所需浓度的溶液,然后再用基准物质或其他标准溶液去校准它的准确浓度。 标准溶液的标定 利用基准物质或标准溶液来确定操作溶液准确浓度的过程称为标定。
2.水样的采集与保存
答:采集:(1)采样器:可用无色具塞硬质玻璃或具塞聚乙烯或水桶。(2)供一般物理性质、化学性质用水样2L,特殊情况为5~10L或更多。(3)采集时用水样冲洗采样瓶2~3次,采水样时,水面距瓶塞大于2cm。采集不同形式的水源应用的不同方法.(4)布点方法: 采样点所取得的数据要有代表性,避免过多采样。水质突变的地方就密一点。
保存:1、减慢化学反应速度,防止组分的分解和沉淀的产生。2、减缓化合物或配位化合物的消解、离解及氧化还原作用。3、减少组分的挥发和吸附损失4、抑制微生物作用
3.缓冲溶液的作用原理及其作用
答:作用:能够抵抗外加少量强酸、强碱或稍加稀释,使其自身PH值不发生显着变化
作用原理: (书40页)
4.缓冲溶液的配制
答:1、常用相同的浓度的共轭酸碱溶液,用计算所需两种溶液的体积,以此体积比混合。
2、可在共轭酸中加入氢氧化钠或共轭碱中加盐酸的办法
5.水样的保存
答:保存:
1、减慢化学反应速度,防止组分的分解和沉淀的产生。
2、减缓化合物或配位化合物的消解、离解及氧化还原作用。3、减少组分的挥发和吸附损失4、抑制微生物作用
6.金属指示剂的作用原理
答:金属指示剂是一些的机络合剂,可与金属离子形成缝合物,其颜色与游离金属指示剂本身颜色不同,
In + M ======= M In
指示剂(A色) 指示剂-金属络合物(B色)
7.络合滴定的方式答:
一、直接滴定法:这种方法是将被测物质处理成溶液后,调节酸度,加入指示剂(有时还需要加入适当的辅助络合剂及掩蔽剂),直接用EDTA标准溶液进行滴定,然后根据消耗的EDTA标准溶液的体积,计算试样中被测组分的含量。二、返滴定法,就是将被测物质制成溶液,调好酸度,加入过量的EDTA标准溶液(总量c1V1),再用另一种标准金属离子溶液,返滴定过量的EDTA(c2V2),算出两者的差值,即是与被测离子结合的EDTA的量,由此就可以算出被测物质的含量。三、置换滴定法:利用置换反应生成等物质的量的金属离子或EDTA,然后进行滴定的方法。四、有些金属离子或非离子,由于不能和EDTA络合或与EDTA生成的络合物不稳定,不便于络合滴定,这时可采用间接滴定的方法进行测定
8.EDTA标准溶液的配制
9.水中硬度的测定
10.如何进行氧化还原指示剂的选择
11.KMnO4标准溶液的配制与标定
答:配制:先称取稍多于理论用量的KMnO4,溶于一定体积的蒸馏水中,加热至沸并保持微沸约1h,放置2-3天,使溶液中存在的还原性物质完全氧化,再将过滤后的KMnO4溶液贮于棕色试剂瓶中。 标定:标定KMnO4溶液的基准物质常用Na2C2O4。在H2SO4溶液中,用KMnO4溶液滴定Na2C2O4标准溶液。 2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2+8H2O 为了使此反应能定量地迅速进行,应严格控制滴定条件: 1. 将该溶液加热至70摄氏度-85摄氏度进行滴定。2.须控制溶液酸度约为0.5-1mol/L。3.此滴定反应过程中Mn2+起催化总用,因此滴定前,在溶液中加入几滴MnSO4,那么滴定一开始,反应速度就比较快。4.该反应一般不必另加指示剂5.滴定速度先慢后快6.一般出现的粉红色在0.5-1min不褪,就可认为已经到达滴定终点。(96-97页)
12.高锰酸盐指数的测定
13.化学需氧量的测定原理
水样在强酸性条件下,用过量的K2Cr2O7标准溶液与水中有机物等还原性物质反应后,以试亚铁灵为指示剂,用(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液返滴剩余的K2Cr2O7到计量点时,溶液由浅蓝色变为红色指示滴定终点,根据(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液的用量可求出COD(mgO2/L)(书99-100页)
14.Na2S2O3标准溶液的配制与标定
配制:称量需要量的Na2S2O•5H20,溶于新煮沸且冷却的蒸馏水中,这样可除去二氧化碳并灭菌,加入少量的碳酸钠和数粒HgI2使溶液保持微碱性,可抑制微生物的生长,防止Na2S2O3 分解,贮于棕色瓶中,暗处,1至2周在标定
标定:常用基准物质有重铬酸钾、碘酸钾、溴酸钾等,在弱酸性溶液中,与过量的碘化钾反应而析出碘,以淀粉为指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色消失
15.氯离子测定中空白实验和加入碳酸钙的作用
16.怎样测一个PH<7的水样的PH
答:用ph试纸和 ph仪,或者用酸碱滴定的方法测定。 电位法测溶液的PH,以玻璃电极为指示电极(—),饱和甘汞电极为参比电极(+),插入被测溶液组成原电池。在此电池中,被测溶液的氢离子随其浓度的不同将产生相应的电位差,此电位差经直流放大器放大后,采用电位计进行测量,即可指示相应的PH
四.计算题
1.取水样100.00ml,以酚酞为指示剂,用0.100mol/L HCL溶液滴定至指示剂刚好褪色,用去13.00mL,再加甲基橙指示剂,继续用盐酸溶液滴定至终点,又消耗20.00mL问水样中有何种碱度?其含量为多少
2.取100.0mL含负二价硫离子的工业废水,用乙酸锌溶液固定,过滤,其沉淀连同滤纸转入碘量瓶中,加蒸馏水25mL,及10.00mL,碘标准溶液和硫酸溶液,放置5min,用0.050mol.L-1 Na2S2O3确定滴定水样和空白分别消耗1.90mL和3.75mL,求水样中硫离子含量
3.今有一水样,取一份100mL,调节PH=10, 以铬黑T为指示剂,用0.01000mol•L-1EDTA溶液滴定到终点,用去25.40ml,另取一份100mL水样,调pH=12,用钙指示剂,用去EDTA溶液14
.25ml,求水样中总硬度和钙离子,镁离子的含量
总硬度(mmol/L)=CEDTAV EDTA/V水=10*25.4/100 =2.54 Ca+(mg/L)= CEDTAV EDTA MCa+/V水=10*14.25*40/100=58
Mg(mg/L)=( CEDTAV EDTA/V水)/( CEDTAV EDTA /V水)*MMg2+
4. 称取含甲酸试样0.5406g,溶解于碱性溶液中,定容至250.0 mL,移取25.0 mL,加入0.02434 moL.L-1KMnO4标准溶液25.00 mL,反应完全后,酸化,加入过量KI还原所以的Mn至Mn2+,最后以0.1205 moL.L-1 Na2S2O3标准溶液滴定析出的I2至终点时,用去20.13 mL,计算试样中甲酸的质量分数,[M(HCOOH)=46.04 提示:反应式为:HCOOH+2MnO4-+4OH-=CO3 2-+2MnO4 2-+3H2O]
5.准确称取0.2000g纯CaCO3, 用盐酸溶解并煮沸除去二氧化碳后,在容量瓶中稀释至250mL ;吸取50.00mL,调节pH=12,用EDTA 滴定,耗去EDTA 14.25mL,求算EDTA溶液的量浓度和该EDTA溶液对CaO,CaCO3的滴定度。( CaO相对分子质量:56,CaCO3相对分子质量100)。
6.取一份100mL,调节PH=10,以EBT为指示剂,用10.0mmol/L的EDTA滴定至终点,用去24.20mL; 另取一份100mL水样,调pH=12,用钙指示剂,然后以10.0mmol/L的EDTA滴定至终点,用去13.15mL,求水样中总硬度和钙离子,镁离子的含量
总硬度(mmol/L)=CEDTAV EDTA/V水
Ca+(mg/L)= CEDTAV EDTA MCa+/V水 Mg(mg/L)=( CEDTAV EDTA/V水)/( CEDTAV EDTA /V水)*MMg2+
7.一水样中可能含有CO32-、OH-、HCO3-,或者是混合水样,用20.00mL 0.100mol/L HCL溶液,用酚酞为指示剂可滴定至终点,问
(1).若水样中含有OH-和HCO3-的量相同,再以甲基橙为指示剂,还需加入多少mL的HCL溶液才可滴定至橙红色终点?
(2). 若水样中含有CO3 2-和HCO3-的量相同,再以甲基橙为指示剂,还需加入多少mL的HCL溶液才可滴定至橙红色终点?
(3).若加入甲基橙指示剂时,不需滴入HCL溶液就已呈终点颜色,该水样中含何种物质?
8.取某水样100mL,以酚酞为指示剂,用0.0500mol/L HCL溶液滴定至指示剂刚好褪色,用去25.00mL,再加甲基橙指示剂时不需滴入HCL,就已经呈现终点颜色,问水样中有何种碱度?其含量为多少
P=25ml M=0 P-M=25所以水中只有OH-,OH-碱度(CaO计,mg/L)=