容量分析法的原理

容量分析法通常是将一定体积的待测组分溶液X置于锥形瓶中,然后将某种试剂R的标准溶液通过滴定管逐滴加到锥形瓶中。设X与R之间的化学反应为:aX+bR=cP

当所加入的R与X的物质的量的比值恰好等Fa/b叶时,则停止滴加。这一过程称为滴定。该反应称为滴定反应。根据R的浓度CR和所消耗的体积VR,以及X的体积VX,再根据X与R之间的计量关系a/b,便可求得X的浓度:

当所滴加的试剂与待测组分的物质的量之间的关系恰好符合滴定反应式所表示的 二者的计量关系时,称滴定到达了等当点,又叫化学计量点。理论上滴定到达等当点就应停止,但在等当点时体系往往没有任何外部特征可被觉察,因此通常必须借助于所加指示剂的颜色改变来确定实际的滴定终点。

如果所利用的化学反应完全程度较高,反应按一定的反应式进行,即反应物间有确定的计量关系,反应速度快,又有适当的方法确定终点,则可采用直接滴定法进行滴定。通常所说的滴定分析就是指直接滴定法。如盐酸滴定氢氧化钠,氢氧化钠滴定乙酸等。如果所利用的化学反应不符合上述条件,或没有合适的化学反应,则往往可采用返滴定法或间接滴定法。例如,用盐酸滴定碳酸钙时:

2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2+H2O

由于碳酸钙要先溶解后反应,速度较慢,故不适于用盐酸直接滴定。但可采用返滴定法,即先加入一定过量的盐酸标准溶液,并加热使碳酸钙完全溶解和反应,冷至室温后再用氢氧化钠标准溶液滴定剩余的盐酸。根据所加盐酸与氢氧化钠的物质的量之差,便可测得碳酸钙的含量。又如不能用氧化还原滴定法直接滴定溶液中的Ca,但可采用间接滴定法,即先将Ca沉淀为草酸钙:

Ca+C2O4=CaC2O4↓

将沉淀分离洗涤后溶于盐酸,生成的草酸再用高锰酸钾标准溶液滴定:

2MnO4+5H2C2O4+6H=2Mn+10CO2+8H2O

由此可间接测得Ca的含量。