林洪

(玉溪師范學院資源環(huán)境學院化學系 云南玉溪 653100)

滴定分析三步驟計算方法

林洪

(玉溪師范學院資源環(huán)境學院化學系 云南玉溪 653100)

提出了建立計量關系、確定量比等式及替換物質的量并計算的三步驟滴定分析計算方法。方法具有簡單和通用的優(yōu)點，有助于學生計算能力的提高。

滴定分析 計算 計量關系 量比等式

普遍分析化學教材在介紹滴定分析中的計算問題時，大多從溶液的配制、稀釋與增濃，濃度的標定，濃度與滴定度之間的換算，被測物質的質量和質量分數(shù)等方面分門別類呈現(xiàn)相應的計算公式［1］，學生往往在不理解公式建立的理論基礎時，就習慣于死記硬背，導致不理解公式內涵，在使用公式時就容易混淆和出錯。為此，筆者在教學中有意回避各種類型計算公式，代之以一種簡便而通用的三步驟計算方法，該法可幫助學生掌握有關滴定分析各類型的計算原理，減輕對繁多公式的記憶。

1 理論依據(jù)

滴定分析計算的主要理論依據(jù)有等物質的量原則［2］和反應計量數(shù)比［3］兩種。前一種涉及基本單元的選取和濃度的換算，較為抽象和繁瑣;相比而言，后一種更為簡便。對于任意一個化學反應:

若用符號∝表示各物質間的反應計量關系，則有:

當各反應物和生成物均以化學式為基本單元時，它們的物質的量比等于對應的化學計量數(shù)比:

可統(tǒng)一表示為:

即在化學反應方程式中，各物質間的物質的量與其計量數(shù)的倒數(shù)之積相等，該式即為量比等式。采用此式有利于直接建立待求參數(shù)與已知參數(shù)的關系等式。

2 三步驟計算方法

三步驟計算方法的基本思路是:在理解滴定原理的基礎上，分析題意，緊扣待求參數(shù)，以物質的量n為橋梁，用相關參數(shù)巧妙表達n，從而搭建已知量和未知量的計算關系，得出結果。

①建立計量關系:aA∝tT，A代表待測物化學式，T代表已知物化學式。

3 應用示例

例1稱取不純的草酸試樣0.1500g，溶于適量水后，用c(NaOH)為0.09000mol/L的標準溶液滴定，共用去25.00mL，求試樣中H2C2O4·2H2O的含量。

解:

①計量關系:

②量比等式:

③替換n，計算質量分數(shù)。

依題意，已知NaOH的V和c，需求草酸質量m，所以用cV替代n(NaOH);用替代n(H2C2O4·2H2O)，從而可得:

例2要加多少mL純水到1.000×103mL 0.2500mol·L－1HCl溶液中，才能使稀釋后的HCl標準溶液對CaCO3的滴定度T(HCl/CaCO3)=0.01001g·mL－1?

解:

①計量關系:

②量比等式:

③替換n并計算。從滴定度T(HCl/CaCO3)=0.01001g·mL－1，可以認為有兩個已知條件:V(HCl)=1.0mL，m(CaCO3)=0.01001g;所以，用cV替換n(HCl)，用替換n(CaCO3)，得:

稀釋后為:

設加入純水的體積為V，則有0.2500×1.0000×103=0.2000×(1.000×103+V)，求得V=250.0mL。若按教材關于滴定度的計算公式，學生往往容易記錯系數(shù)，使用該法可使學生清晰理解滴定度的含義，解題變得輕松容易。例3取廢水100.0mL，用H2SO4酸化后，加入0.01667mol·L－1K2Cr2O7溶液25.00mL，在一定條件下，水樣中的還原性物質被氧化，然后用0.1000mol·L－1FeSO4滴定剩余量的Cr2O，用去15.00mL，計算廢水中的化學需氧量COD。

解:

①計量關系:氧化還原反應計量關系可根據(jù)電子得失數(shù)相等原則求出，如下:

②量比等式:

③替換n，進行返滴定計算。

例4一定質量的KHC2O4·H2C2O4·2H2O既能被20.00mL 0.2000mol·L－1的NaOH中和，又恰好被40.00mL KMnO4溶液氧化，試計算KMnO4溶液的濃度。

①計量關系:根據(jù)電子(質子)得失數(shù)相等原則，可列出計量關系。

②量比等式:

③替換n，計算濃度。

例5用碘量法測定0.5000g鉛樣品中的鉛反應過程為:

消耗濃度為0.1000mol·L－1S2O的體積為20.00mL，求試樣中鉛的含量。

解:

①計量關系:此為多步反應，可依據(jù)相關的反應物與生成物的系數(shù)關系:

得到待求物質與標準溶液物質的計量關系為:

②量比等式:

③替換n，計算質量分數(shù)。

4 結束語

不論對于何種類型的滴定分析計算，本方法的出發(fā)點均為先建立計量關系，然后確定量比等式。學生只要掌握這一思路，對問題進行簡單的分析、推理和轉化，便可得出計算式。這樣可使學生從公式的記憶者轉變?yōu)楣降慕⒄?，從而能輕松地應對標準溶液的配制、稀釋增濃、濃度的標定、滴定度、質量分數(shù)、多步滴定分析等計算問題，提高計算能力。

［1］華中師范大學，陜西師范大學，東北師范大學.分析化學.第4版.北京:高等教育出版社，2011

［2］趙夢月，呂靈翠.化學通報，1992(3):13

［3］王瑞斌.延安大學學報，1994，13(2):10

［4］王令今，王桂花.分析化學計算基礎.第2版.北京:化學工業(yè)出版社，2002