第二節 標準滴定溶液
在滴定分析中,不論采用何種滴定分析方法,都必須使用標準滴定溶液,并通過標準滴定溶液的濃度和用量來計算待測組分的含量。因此正確地配制標準滴定溶液、準確地標定其濃度,對于滴定分析過程的質量控制意義重大。
一、標準滴定溶液濃度的表示方法
標準滴定溶液濃度的表示方法通常有以下兩種。
1.物質的量濃度
滴定分析所用標準滴定溶液的組成通常用物質的量濃度表示。物質的量濃度(c)簡稱濃度。物質A作為溶質時,其物質的量濃度cA定義為A的物質的量nA與溶液的體積V之比,單位是mol/L。
(3-1)
按照SI制和我國法定單位制,物質的量的單位是摩爾(mol)。它是一系統的物質的量,該系統中所包含的基本單元數與0.012kg 12C的原子數目相等。使用摩爾時基本單元應予指明,可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子,或是這些粒子的特定組合。因此在表示物質的量、物質的量濃度和摩爾質量時,必須同時指明基本單元。
在滴定分析中,為了便于計算分析結果,規定了標準滴定溶液和待測物質選取基本單元的原則:酸堿反應以給出或接受一個H+的特定組合作為基本單元;氧化還原反應以給出或接受一個電子的特定組合作為基本單元;EDTA配位反應和鹵化銀沉淀反應通常以參與反應物質的分子或離子作為基本單元。例如:
c(NaOH)=0.1mol/L,表示每升溶液中含有氫氧化鈉4.0g,基本單元是氫氧化鈉分子。
,表示每升溶液中含有硫酸49.04g,基本單元是硫酸分子的二分之一。
,表示在酸性介質中,每升溶液含有重鉻酸鉀4.903g,基本單元是重鉻酸鉀分子的六分之一。
2.滴定度
在工廠實驗室的例常分析中,有時采用滴定度表示標準滴定溶液的濃度。滴定度是指每毫升標準滴定溶液相當于待測組分的質量,用T待測組分/標準滴定溶液表示,單位是g/mL。例如,用K2Cr2O7標準滴定溶液測定鐵含量時,,表示1mL K2Cr2O7標準滴定溶液可將0.005238g Fe2+氧化成Fe3+。如果計算水中鐵的質量,只要用滴定度乘以滴定用去的標準滴定溶液體積就可以得到(m=TV),計算十分方便。
二、標準滴定溶液的配制與標定
標準滴定溶液的配制分為直接配制法和間接配制法。
1.直接配制法
在天平上準確稱取已計算好質量的基準物質,溶解后在容量瓶中定容,搖勻。根據稱量基準物質的質量和溶液的體積計算出該標準滴定溶液的準確濃度。
例如,配制的標準滴定溶液500mL,就是在分析天平上準確稱取計算量的基準物質K2Cr2O7,溶解在蒸餾水中,移入500mL容量瓶中,小心用蒸餾水稀釋至刻度,搖勻。由稱量的K2Cr2O7質量和稀釋后溶液的體積計算出K2Cr2O7標準滴定溶液的濃度。
能用直接法配制標準滴定溶液的物質稱為基準物質或基準試劑。基準物質必須符合下列要求。
①純度高。一般要求純度在99.9%以上;其雜質含量應少到滴定分析所允許的誤差限度以下。
②組成恒定。物質組成與化學式完全符合。
③性質穩定。在空氣中不吸收水分和二氧化碳,不被空氣中的氧所氧化,在烘干時不分解等。
基準物質不僅能直接配制成標準滴定溶液,而且更多的是用來標定間接法配制溶液的準確濃度。常用的基準物質及其干燥條件和標定對象列于表3-1。
表3-1 常用基準物質的干燥條件和標定對象

2.間接配制法
有些物質不符合基準物質的條件,如濃鹽酸易揮發,氫氧化鈉易吸收空氣中的水分和二氧化碳,這些物質的標準滴定溶液必須采用間接法配制。
首先用原裝試劑先配制成接近所需濃度的溶液,然后準確稱取一定量的基準物質,溶解后用配制的溶液滴定,根據基準物質的質量和配制溶液所消耗的體積,求出該溶液的準確濃度。這種利用基準物質來確定另一溶液準確濃度的操作過程稱為標定。也可以用已知準確濃度的其他標準滴定溶液來標定待確定溶液的濃度。
例如,欲配制濃度為0.1mol/L的鹽酸標準滴定溶液,可先量取適量濃鹽酸,先配成大約為這個濃度的溶液,然后準確稱取一定量的基準物質如碳酸鈉,溶解后用配制的鹽酸溶液滴定。根據化學計量點時鹽酸溶液的用量和碳酸鈉的質量,計算出所配制鹽酸的準確濃度;或者用已知準確濃度的NaOH標準溶液進行標定,這樣也可以求出鹽酸的準確濃度。