桂躍進
(河北科技大學(xué),河北 石家莊 050018)
在許多分析化學(xué)教材里,解答滴定分析計算時常常先列出計算公式,然后帶入數(shù)據(jù)求解。由于滴定反應(yīng)和滴定方式的不同,各種滴定的計算公式差異很大。那么,是否一定要先寫出計算公式然后再做計算?當(dāng)然不必。只要依據(jù)滴定的化學(xué)反應(yīng)方程式,找出相關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量比,也很容易求出結(jié)果。舉例說明如下:
例1 準確稱取0.2540g基準試劑碳酸鈉(Na2CO3)用于標定鹽酸(HCl),滴定時耗去鹽酸溶液23.96mL。求鹽酸溶液的準確濃度(Na2CO3→CO2)。
分析:有關(guān)反應(yīng)式是
物質(zhì)的量比是 1mol︰2 mol
由于 1mol Na2CO3的質(zhì)量是 106.0g(克),而 2 mol=2000 mmol(毫摩爾,下同)。因此,把1mol Na2CO3︰2 molHCl變換表述為106.0g Na2CO3︰2000 mmolHCl。以此做比例依據(jù)計算很方便。
解:設(shè)所求鹽酸溶液的濃度是CHClmol·L-1,23.96mL鹽酸的物質(zhì)的量則是23.96CHClmmol。
于是,列出比例式可解出CHCl=0.2000 mol·L-1
在涉及多步反應(yīng)的間接滴定法中,同樣可以采用上述方法解答。請看下例。
例2 稱取0.4207g石灰石(CaCO3)樣品,溶解后轉(zhuǎn)化為草酸鈣(CaC2O4)沉淀,把沉淀過濾洗凈后溶于硫酸(H2SO4),用 0.01916 mol·L-1的高錳酸鉀(KMnO4)標準溶液滴定至終點,耗去43.08 mL。求石灰石中含鈣的質(zhì)量分數(shù)。
解:相關(guān)反應(yīng)有
設(shè)原石灰石樣品中含鈣Mg(克),則消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量是(0.01916×43.08)mmol。列出比例關(guān)系則解得M=0.08271g
還可以用來推導(dǎo)計算公式。
例3 標定硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶液的方法是:準稱一定質(zhì)量的基準試劑重鉻酸鉀(K2Cr2O7),在酸性條件下加入過量的碘化鉀(KI),析出的碘(I2)再用硫代硫酸鈉溶液滴定。推導(dǎo)計算硫代硫酸鈉溶液濃度的計算公式(用物質(zhì)的量濃度mol·L-1表示)。
解:設(shè)準稱的重鉻酸鉀質(zhì)量是m(K2Cr2O7)g,其摩爾質(zhì)量是M(K2Cr2O7)g·mol-1;滴定時耗去硫代硫酸鈉溶液的體積是V(Na2S2O3)mL,濃度是 C(Na2S2O3)mol·L-1。
反應(yīng)式是
得到比例關(guān)系:M(K2Cr2O7)/m(K2Cr2O7)=6000/C(Na2S2O3)V(Na2S2O3)
于是有:C(Na2S2O3)=6000m(K2Cr2O7)/M(K2Cr2O7)V(Na2S2O3)
可見,以相關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量比做計算依據(jù)也很方便。不論是何種滴定反應(yīng)或涉及幾步反應(yīng),同樣適用。