分析化學(xué)中四類滴定方法差異性比較

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[摘要]分析化學(xué)中的四大滴定方法分別為酸堿滴定法、絡(luò)合滴定法、氧化還原法、沉淀滴定四大類。通過對四類滴定方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，對其考察對象、滴定突躍的影響因素、指示劑的作用原理進(jìn)行比較分析，以期對分析化學(xué)中的四大滴定有一個(gè)更加深刻的了解。

[關(guān)鍵詞]考察對象；滴定突躍的影響因素；指示劑

1考察對象

1.1酸堿滴定

酸堿滴定的根本是酸堿滴定反應(yīng)。以酸堿平衡理論結(jié)合質(zhì)子平衡建立體系平衡。通過研究溶液的pH的變化以及指示劑的選擇來確定酸堿平衡終點(diǎn)。

1.2絡(luò)合滴定

絡(luò)合反應(yīng)又被稱為配位滴定。其反應(yīng)的根本在于絡(luò)合反應(yīng)的滴定分析。主要通過研究EDTA與不同的金屬離子建立的絡(luò)合平衡，來研究配體濃度對各級絡(luò)合物存在形式產(chǎn)生的影響。

1.3氧化還原滴定

氧化還原滴定分析法的基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng)。其實(shí)質(zhì)是研究通過氧化還原反應(yīng)引起的電極電勢的改變。反應(yīng)通過選擇適當(dāng)?shù)牡味▌┎⒔⒀趸€原平衡，進(jìn)而通過一系列的數(shù)據(jù)分析完成對被測物含量的進(jìn)行測定。

1.4沉淀滴定

以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的沉淀滴定分析法通過體系建立的沉淀平衡，研究不同難溶物的溶度積，最終完成對被測物含量的測定。

2影響滴定突躍的因素

通過對四類滴定方法繪制滴定曲線，會發(fā)現(xiàn)不同的滴定曲線都存在一個(gè)急劇變化的過程，我們將這個(gè)急劇變化的過程稱作滴定突躍，而其對應(yīng)的突躍范圍是選擇指示劑的依據(jù)。不同的滴定分析方法中的滴定突躍受到不同因素的影響。

2.1酸堿滴定的影響因素

酸堿滴定中滴定突躍的大小受到溶液濃度與Ka的影響。當(dāng)反應(yīng)體系的酸堿濃度增大10倍時(shí)，pH變化范圍增加約兩個(gè)單位。而反應(yīng)體系的Ka越大時(shí)，滴定突躍的范圍也會相應(yīng)的增大。

2.2絡(luò)合滴定的影響因素

在絡(luò)合滴定分析方法中，對滴定突躍產(chǎn)生影響的因素主要是金屬離子濃度、條件穩(wěn)定常數(shù)和滴定體系的酸度。分析EDTA與金屬離子的滴定曲線會發(fā)現(xiàn)絡(luò)合滴定的突躍范圍與金屬離子的濃度成正比，即金屬離子濃度越大，絡(luò)合滴定的突躍范圍就越大。而條件穩(wěn)定常數(shù)也與滴定突躍的范圍成正比，相應(yīng)的滴定突躍的范圍隨著條件穩(wěn)定常數(shù)的增加而增大，另一個(gè)影響滴定突躍的重要因素是滴定體系的酸度，其與滴定突躍范圍成反比。即隨著體系酸度的增加，滴定的突躍范圍隨之變小。

2.3氧化還原的影響因素

氧化還原滴定的滴定突躍因其氧化還原反應(yīng)的緣故，其突躍范圍只受到參與氧化還原反應(yīng)的兩電對的電子轉(zhuǎn)移數(shù)和電勢差的影響，不受溶液濃度的影響。

2.4沉淀滴定的影響因素

沉淀滴定分析中對滴定范圍產(chǎn)生影響的因素主要是溶液濃度和沉淀溶解度。反應(yīng)體系中濃度越大，滴定突躍的范圍也增大；沉淀的溶解度越大，滴定突躍的范圍減小。

3指示劑的作用原理的差異性

3.1酸堿指示劑

酸堿滴定中選擇指示劑常以有機(jī)弱酸或有機(jī)弱堿作為指示劑。其原理在于其酸式和共軛堿具有明顯不同的顏色。隨著溶液pH的改變，指示劑得失質(zhì)子，酸堿結(jié)構(gòu)對應(yīng)轉(zhuǎn)化，因而顏色發(fā)生變化，以此實(shí)現(xiàn)滴定終點(diǎn)的確定。

3.2絡(luò)合指示劑

絡(luò)合滴定分析中，選擇能與金屬離子生成有色絡(luò)合物的顯色劑作為滴定終點(diǎn)的指示劑，我們把這種顯色劑成為金屬離子指示劑。金屬離子指示劑應(yīng)具備與顯色絡(luò)合物明顯不同的顏色、顯色反應(yīng)靈敏迅速、形成的絡(luò)合物穩(wěn)定性須適當(dāng)、指示劑本身應(yīng)比較穩(wěn)定并且形成的顯色絡(luò)合物應(yīng)溶于水。

3.3氧化還原指示劑

氧化還原滴定分析中選擇的指示劑以氧化態(tài)與還原態(tài)的顏色不同為依據(jù)。通過在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后，指示劑在氧化態(tài)與還原態(tài)之間的轉(zhuǎn)換而發(fā)生的顏色變化，來確定滴定的終點(diǎn)。主要分為自身指示劑和專屬指示劑兩大類。

3.4沉淀指示劑

沉淀分析法中以鹵元素為例。在銀量法建立后，鹵素離子的沉淀研究達(dá)到頂峰。而以此再展開的終點(diǎn)指示劑的選擇主要分為三大類。①M(fèi)ohr法：以K2CrO4為指示劑，指示劑的適用范圍在中性或弱堿性溶液。②Volhard法：以鐵銨礬作為指示劑，其中指示劑的適用范圍于強(qiáng)酸溶液。③Fajans法：指示劑通過吸附在沉淀表面使得自身結(jié)構(gòu)發(fā)生改變進(jìn)而引起顏色轉(zhuǎn)變來確定滴定終點(diǎn)。

4總結(jié)

(1)四大滴定中根據(jù)不同的滴定對象可以確立不同的滴定平衡，進(jìn)而確定滴定分析方法，實(shí)現(xiàn)最終被測物含量的測定。(2)酸堿滴定、絡(luò)合滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定分析方法中對于滴定突躍的影響因素，因根據(jù)具體情況結(jié)合濃度、酸度、溫度、穩(wěn)定常數(shù)等進(jìn)行考慮。(3)四大滴定分析方法的指示劑的作用原理各有不同，在實(shí)際操作中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合溶液的酸度等條件選擇合適的指示劑來確定滴定終點(diǎn)。

作者:盛國棟 俞華斌 張?jiān)姖?廖慶 單位:紹興文理學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院