第二節(jié)　基準(zhǔn)物質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)溶液

一、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法

標(biāo)準(zhǔn)溶液是具有準(zhǔn)確濃度的試劑溶液。標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法，常用的有物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量濃度和滴定度等。

1.物質(zhì)的量濃度

物質(zhì)的量濃度是指單位體積溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，以符號cB表示，即

　　        （3-1）

　　        （3-2）

式中，B為溶質(zhì)；V為溶液的體積，L；nB為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，mol；cB為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度，mol/L；MB為溶質(zhì)B的摩爾質(zhì)量，g/mol。

由式（3-1）得出溶質(zhì)B的物質(zhì)的量為

nB=cBV　　        （3-3）

由式（3-2）得出溶質(zhì)B的質(zhì)量為

mB=nBMB　　        （3-4）

將式（3-3）代入式（3-4），得

mB=nBMB=cBVBMB　　        （3-5）

【示例1】 稱取NaOH10g，將其配成500ml的溶液，計(jì)算該溶液的物質(zhì)的量濃度。

解：NaOH的化學(xué)式量為40，故摩爾質(zhì)量為40g/mol，依據(jù)式（3-2）得

答：該NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L。

2.質(zhì)量濃度

質(zhì)量濃度是指單位體積溶液中所含溶質(zhì)B的質(zhì)量，以符號ρB表示。即

　　        （3-6）

式中，mB為溶質(zhì)B的質(zhì)量，g；V為溶液的體積，ml或L；ρB的單位是g/L或g/ml。

【示例2】 精密稱取K2Cr2O7固體4.9030g，溶解后定量轉(zhuǎn)移至容量瓶配制成1000ml標(biāo)準(zhǔn)溶液，計(jì)算該溶液的質(zhì)量濃度和物質(zhì)的量濃度。

解：重鉻酸鉀的化學(xué)式量為294.2，故重鉻酸鉀的摩爾質(zhì)量為294.2g/mol，分別依據(jù)式（3-2）、式（3-6）得

答：該溶液的質(zhì)量濃度為4.904g/L，物質(zhì)的量濃度為0.01667mol/L。

3.滴定度

在藥物分析中，滴定分析的計(jì)算更多的是使用滴定度來表示標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。

滴定度是指每毫升滴定液相當(dāng)于被測物質(zhì)的質(zhì)量（g），以TT/A表示，其中右下角斜線左側(cè)的T表示滴定液，斜線右側(cè)的A表示被測物質(zhì)，單位為g/ml。如THCl/NaOH=0.002000g/ml，表示每消耗1ml HCl滴定液相當(dāng)于試樣中含有0.002000g的NaOH。

由滴定度的定義可知，根據(jù)消耗滴定液的體積，可以直接計(jì)算得到被測物的質(zhì)量。滴定度與被測物質(zhì)質(zhì)量的關(guān)系為：

mA=TT/A×VT　　        （3-7）

式中，mA為被測物質(zhì)A的質(zhì)量，g；VT為滴定液T消耗的體積，ml；TT/A為每毫升T滴定液相當(dāng)于被測物質(zhì)A的質(zhì)量，g/mL。

【示例3】 已知THCl/NaOH=0.004010g/ml，用該濃度的鹽酸滴定液測定溶液的質(zhì)量，滴定終點(diǎn)時(shí)消耗HCl滴定液為20.10ml，計(jì)算被測溶液中NaOH的質(zhì)量。

解：根據(jù)式（3-7）得

mNaOH=THCl/NaOHVHCl=0.004010×20.10=0.08060g

答：被測溶液中NaOH的質(zhì)量為0.08060g。

二、基準(zhǔn)物質(zhì)

滴定分析中離不開標(biāo)準(zhǔn)溶液，能用于直接配制或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)，稱為基準(zhǔn)物質(zhì)。基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)符合以下要求。

（1）物質(zhì)的組成與化學(xué)式完全相符，若含結(jié)晶水，其結(jié)晶水的含量均應(yīng)符合化學(xué)式。

（2）物質(zhì)的純度高，要求純度≥99.9%，所含雜質(zhì)不影響滴定反應(yīng)的準(zhǔn)確度。

（3）物質(zhì)的性質(zhì)穩(wěn)定，加熱干燥時(shí)不分解，稱量時(shí)不風(fēng)化、不潮解、不吸收空氣中的二氧化碳、不被空氣氧化等。

（4）最好有較大的摩爾質(zhì)量，以減少稱量時(shí)的相對誤差。

在滴定分析法中常用的基準(zhǔn)物質(zhì)及其應(yīng)用條件如表3-1所示。

三、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

滴定分析中必須用到標(biāo)準(zhǔn)溶液，標(biāo)準(zhǔn)溶液是具有準(zhǔn)確濃度的溶液，其配制方法主要有如下兩種。

1.直接配制法

準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)，用適當(dāng)溶劑溶解后，定量地轉(zhuǎn)移至容量瓶中，稀釋至刻度線。根據(jù)稱量基準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量、摩爾質(zhì)量和配制的溶液體積，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，一般采用物質(zhì)的量濃度來表示。應(yīng)用直接配制法的只能是基準(zhǔn)物質(zhì)。

【示例4】 準(zhǔn)確稱取120℃干燥至恒重的基準(zhǔn)重鉻酸鉀2.4520g，加適量水溶解后，定量轉(zhuǎn)移到500ml容量瓶中，并加水稀釋至刻度線，搖勻，試求該K2Cr2O7滴定液的物質(zhì)的量濃度。

解：根據(jù)式（3-1）和式（3-2）得

答：該K2Cr2O7滴定液的物質(zhì)的量濃度為0.01667mol/L。

2.間接配制法

實(shí)際的分析工作中，很多試劑不符合基準(zhǔn)物質(zhì)的條件，不能采用直接法配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液，但現(xiàn)實(shí)中卻要用到這些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)溶液。對這類物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)溶液可采用間接法（標(biāo)定法）配制。配制方法：將其先配制成近似于所需濃度的溶液，然后用基準(zhǔn)物質(zhì)或已經(jīng)用基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定的另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液來確定它的準(zhǔn)確濃度，這個過程稱為標(biāo)定，故此法也稱為標(biāo)定法。

如KMnO4不純凈、不穩(wěn)定，無法使用直接法配制KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，只能用間接配制法。例如，配制0.05mol/L的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，先用KMnO4固體配制成濃度約為0.05mol/L的溶液，然后稱取一定量的基準(zhǔn)草酸鈉對其進(jìn)行標(biāo)定，從而確定KMnO4溶液的準(zhǔn)確濃度。

【示例5】 精密稱取基準(zhǔn)物質(zhì)無水碳酸鈉0.1326g，置250ml錐形瓶中，加水適量，溶解完全后，用待標(biāo)定的鹽酸溶液滴定，消耗鹽酸溶液24.51ml，試求該鹽酸溶液的濃度。

解：根據(jù)滴定反應(yīng)的反應(yīng)方程式可得

則

答：該鹽酸溶液的物質(zhì)的量濃度為0.1021mol/L。

點(diǎn)滴積累

1.基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)具備的條件是：組成與化學(xué)式要完全相符；純度要高；性質(zhì)要穩(wěn)定；摩爾質(zhì)量要盡可能大。

2.標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法有兩種：直接配制法；間接配制法。

3.標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示主要有以下兩種。

（1）物質(zhì)的量濃度　

（2）滴定度　每1ml標(biāo)準(zhǔn)溶液T相當(dāng)于待測物質(zhì)A的質(zhì)量，單位為g/ml。