滴定分析三步骤计算方法

林洪

(玉溪师范学院资源环境学院化学系 云南玉溪 653100)

滴定分析三步骤计算方法

林洪

(玉溪师范学院资源环境学院化学系 云南玉溪 653100)

提出了建立计量关系、确定量比等式及替换物质的量并计算的三步骤滴定分析计算方法。方法具有简单和通用的优点，有助于学生计算能力的提高。

滴定分析 计算 计量关系 量比等式

普遍分析化学教材在介绍滴定分析中的计算问题时，大多从溶液的配制、稀释与增浓，浓度的标定，浓度与滴定度之间的换算，被测物质的质量和质量分数等方面分门别类呈现相应的计算公式［1］，学生往往在不理解公式建立的理论基础时，就习惯于死记硬背，导致不理解公式内涵，在使用公式时就容易混淆和出错。为此，笔者在教学中有意回避各种类型计算公式，代之以一种简便而通用的三步骤计算方法，该法可帮助学生掌握有关滴定分析各类型的计算原理，减轻对繁多公式的记忆。

1 理论依据

滴定分析计算的主要理论依据有等物质的量原则［2］和反应计量数比［3］两种。前一种涉及基本单元的选取和浓度的换算，较为抽象和繁琐;相比而言，后一种更为简便。对于任意一个化学反应:

若用符号∝表示各物质间的反应计量关系，则有:

当各反应物和生成物均以化学式为基本单元时，它们的物质的量比等于对应的化学计量数比:

可统一表示为:

即在化学反应方程式中，各物质间的物质的量与其计量数的倒数之积相等，该式即为量比等式。采用此式有利于直接建立待求参数与已知参数的关系等式。

2 三步骤计算方法

三步骤计算方法的基本思路是:在理解滴定原理的基础上，分析题意，紧扣待求参数，以物质的量n为桥梁，用相关参数巧妙表达n，从而搭建已知量和未知量的计算关系，得出结果。

①建立计量关系:aA∝tT，A代表待测物化学式，T代表已知物化学式。

3 应用示例

例1称取不纯的草酸试样0.1500g，溶于适量水后，用c(NaOH)为0.09000mol/L的标准溶液滴定，共用去25.00mL，求试样中H2C2O4·2H2O的含量。

解:

①计量关系:

②量比等式:

③替换n，计算质量分数。

依题意，已知NaOH的V和c，需求草酸质量m，所以用cV替代n(NaOH);用替代n(H2C2O4·2H2O)，从而可得:

例2要加多少mL纯水到1.000×103mL 0.2500mol·L－1HCl溶液中，才能使稀释后的HCl标准溶液对CaCO3的滴定度T(HCl/CaCO3)=0.01001g·mL－1?

解:

①计量关系:

②量比等式:

③替换n并计算。从滴定度T(HCl/CaCO3)=0.01001g·mL－1，可以认为有两个已知条件:V(HCl)=1.0mL，m(CaCO3)=0.01001g;所以，用cV替换n(HCl)，用替换n(CaCO3)，得:

稀释后为:

设加入纯水的体积为V，则有0.2500×1.0000×103=0.2000×(1.000×103+V)，求得V=250.0mL。若按教材关于滴定度的计算公式，学生往往容易记错系数，使用该法可使学生清晰理解滴定度的含义，解题变得轻松容易。例3取废水100.0mL，用H2SO4酸化后，加入0.01667mol·L－1K2Cr2O7溶液25.00mL，在一定条件下，水样中的还原性物质被氧化，然后用0.1000mol·L－1FeSO4滴定剩余量的Cr2O，用去15.00mL，计算废水中的化学需氧量COD。

解:

①计量关系:氧化还原反应计量关系可根据电子得失数相等原则求出，如下:

②量比等式:

③替换n，进行返滴定计算。

例4一定质量的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，试计算KMnO4溶液的浓度。

①计量关系:根据电子(质子)得失数相等原则，可列出计量关系。

②量比等式:

③替换n，计算浓度。

例5用碘量法测定0.5000g铅样品中的铅反应过程为:

消耗浓度为0.1000mol·L－1S2O的体积为20.00mL，求试样中铅的含量。

解:

①计量关系:此为多步反应，可依据相关的反应物与生成物的系数关系:

得到待求物质与标准溶液物质的计量关系为:

②量比等式:

③替换n，计算质量分数。

4 结束语

不论对于何种类型的滴定分析计算，本方法的出发点均为先建立计量关系，然后确定量比等式。学生只要掌握这一思路，对问题进行简单的分析、推理和转化，便可得出计算式。这样可使学生从公式的记忆者转变为公式的建立者，从而能轻松地应对标准溶液的配制、稀释增浓、浓度的标定、滴定度、质量分数、多步滴定分析等计算问题，提高计算能力。

［1］华中师范大学，陕西师范大学，东北师范大学.分析化学.第4版.北京:高等教育出版社，2011

［2］赵梦月，吕灵翠.化学通报，1992(3):13

［3］王瑞斌.延安大学学报，1994，13(2):10

［4］王令今，王桂花.分析化学计算基础.第2版.北京:化学工业出版社，2002