喬成立

(齊齊哈爾大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院　黑龍江齊齊哈爾 161006)

用滴定突躍的絕對值推導(dǎo)四大滴定分析的直接準(zhǔn)確滴定條件

喬成立

(齊齊哈爾大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院黑龍江齊齊哈爾 161006)

摘要建立了四大滴定分析“滴定突躍絕對值”的概念；用滴定突躍絕對值推導(dǎo)出四大滴定分析直接準(zhǔn)確滴定的條件。

關(guān)鍵詞滴定曲線方程滴定突躍絕對值視覺誤差

Obtaining the Criteria for Direct Volumetric Titration

from the Absolute Value of Titration Jump

Qiao Chengli

(SchoolofAppliedTechnology,QiqiharUniversity,Qiqihar161006,Heilongjiang,China)

AbstractIn this paper, the absolute value of titration jump has been introduced and used to deduce the criteria for direct volumetric titration.

Key WordsTitration curve equation; Absolute value of titration jump; Visual error

直接準(zhǔn)確滴定的條件是滴定分析理論的重要環(huán)節(jié)，無論是設(shè)計一個新方案，還是解決一個實際問題，都要首先考慮是否能直接準(zhǔn)確滴定。在教學(xué)中，直接準(zhǔn)確滴定的條件也是教學(xué)重點和難點；因此，如何處理直接準(zhǔn)確滴定的條件是每一位從事分析化學(xué)教學(xué)的教師都應(yīng)認(rèn)真思考的問題。文獻(xiàn)[1-3]都用林邦終點誤差公式對此進行處理。如文獻(xiàn)[1]推導(dǎo)配位滴定直接準(zhǔn)確滴定的條件如下：

其次，文獻(xiàn)[1-3]沒有推導(dǎo)氧化還原滴定和沉淀滴定分析直接準(zhǔn)確滴定的條件，這在知識結(jié)構(gòu)的完整性上是個缺憾。

基于以上原因，筆者用林邦滴定曲線方程建立了“滴定突躍絕對值”的概念，并用滴定突躍絕對值推導(dǎo)出四大滴定分析直接準(zhǔn)確滴定的條件。這樣就彌補了用林邦終點誤差公式推導(dǎo)直接準(zhǔn)確滴定的條件在教學(xué)效果上的不足；同時，也為用林邦滴定曲線方程研究滴定分析的理論做了一些嘗試。

1配位滴定

1.1　配位滴定突躍絕對值的建立

配位滴定突躍絕對值是滴定曲線突躍在縱坐標(biāo) (縱坐標(biāo)是被滴定離子M的濃度的負(fù)對數(shù)pM，橫坐標(biāo)是滴定分?jǐn)?shù)a)方向上的大小。因為配位滴定分析要求的準(zhǔn)確度是0.1%[1-3]，所以配位滴定突躍絕對值可定義為化學(xué)計量點的pMsp與化學(xué)計量點前0.1%的pMep之差的2倍。若設(shè)滴定突躍絕對值為ΔpMt，則其等于滴定分?jǐn)?shù)a=1與a=0.999時pM之差的2倍。即：

ΔpMt=2(pMsp-pMep)

(1)

由文獻(xiàn)[1-6]可知，若用Kt表示滴定反應(yīng)的穩(wěn)定常數(shù)，則配位滴定的林邦滴定曲線方程為：

Kt[M]2+(cMKt(a-1)+1)[M]-cM=0

當(dāng)a=1時，林邦滴定曲線方程變?yōu)椋?/p>

Kt[M]2+[M]-cM=0

解得：

即化學(xué)計量點時的pMsp為：

(2)

(3)

將式(2)和式(3)代入式(1)，整理得配位滴定突躍絕對值為：

(4)

1.2　直接準(zhǔn)確滴定條件

配位滴定的終點誤差是指滴定終點與化學(xué)計量點不一致產(chǎn)生的誤差，屬于系統(tǒng)誤差；滴定終點的不確定性是視覺誤差，屬于偶然誤差。準(zhǔn)確滴定是針對視覺誤差而言的。假設(shè)指示劑的理論變色點和化學(xué)計量點完全一致，則視覺誤差仍然會導(dǎo)致有ΔpM=±0.2～±0.5[1-3]的不確定性，文獻(xiàn)[1-3]取視覺誤差的最小值ΔpM=±0.2，由于配位滴定突躍的絕對值是在準(zhǔn)確度不超過0.1%的條件下推導(dǎo)出來的，所以要實現(xiàn)準(zhǔn)確滴定，就要保證滴定突躍絕對值ΔpMt≥0.4。根據(jù)式(4)，應(yīng)有：

(5)

2一元強堿滴定一元強酸溶液

2.1　一元強堿滴定一元強酸滴定突躍絕對值的建立

由于一元強堿滴定一元強酸溶液要求滴定的準(zhǔn)確度不超過0.1%[1-3]，所以滴定突躍絕對值定義為a=1與a=0.999時的pM之差的2倍，即ΔpHt=2(pHsp-pHep)。由文獻(xiàn)[1]可知，強堿滴定一元強酸的林邦滴定曲線方程為Kt[H+]2+cHXKt(a-1)[H+]-1=0。按照與1.1節(jié)相似的方法，可得一元強堿滴定一元強酸溶液的滴定突躍絕對值為：

(6)

2.2　一元強堿滴定一元強酸的直接準(zhǔn)確滴定條件

在酸堿滴定中，一般取ΔpH=±0.3[1-3]，由于滴定突躍絕對值是在準(zhǔn)確度不超過0.1%的條件下推導(dǎo)出來的，所以要想實現(xiàn)準(zhǔn)確滴定，就要求滴定突躍絕對值ΔpHt≥0.6。即：

(7)

(8)

3沉淀滴定

3.1　沉淀滴定突躍絕對值的建立

由于沉淀滴定分析要求滴定的準(zhǔn)確度不超過0.1%[1-3]，所以滴定突躍絕對值定義為a=1與a=0.999時pM之差的2倍，即ΔpMt=2(pMsp-pMep)。由文獻(xiàn)[1]可知，沉淀滴定的林邦滴定曲線方程為Kt[M]2+cMKt(a-1)[M]-1=0。按照與1.1節(jié)相似的方法，可得沉淀滴定的滴定突躍絕對值為：

(9)

3.2　沉淀滴定的直接準(zhǔn)確滴定條件

在沉淀滴定中，一般取ΔpM=±0.2[1-3]，由于滴定突躍絕對值是在準(zhǔn)確度不超過0.1%的條件下推導(dǎo)出來的，所以要想實現(xiàn)準(zhǔn)確滴定，就要求滴定突躍的絕對值ΔpMt≥0.4。即:

(10)

(11)

4簡單氧化還原滴定

4.1　簡單氧化還原滴定突躍絕對值的建立

(12)

4.2　簡單氧化還原滴定的直接準(zhǔn)確滴定條件

對于簡單氧化還原滴定，一般取ΔpO1=±0.2[4-5]，由于滴定突躍絕對值是在準(zhǔn)確度不超過0.1%條件下推導(dǎo)出來的，所以要想實現(xiàn)準(zhǔn)確滴定，就要使滴定突躍絕對值ΔpOt≥0.4。即:

(13)

(14)

5結(jié)果與討論

本文用林邦滴定曲線方程推導(dǎo)出幾乎同一個數(shù)學(xué)模式的四大滴定分析的滴定突躍絕對值，并用其推導(dǎo)四大滴定分析的直接準(zhǔn)確滴定條件。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號O6；G64

doi:10.3866/pku.DXHX20150371