第二节　基准物质与标准溶液

一、标准溶液浓度的表示方法

标准溶液是具有准确浓度的试剂溶液。标准溶液浓度的表示方法，常用的有物质的量浓度、质量浓度和滴定度等。

1.物质的量浓度

物质的量浓度是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量，以符号cB表示，即

　　        （3-1）

　　        （3-2）

式中，B为溶质；V为溶液的体积，L；nB为溶质B的物质的量，mol；cB为溶质B的物质的量浓度，mol/L；MB为溶质B的摩尔质量，g/mol。

由式（3-1）得出溶质B的物质的量为

nB=cBV　　        （3-3）

由式（3-2）得出溶质B的质量为

mB=nBMB　　        （3-4）

将式（3-3）代入式（3-4），得

mB=nBMB=cBVBMB　　        （3-5）

【示例1】 称取NaOH10g，将其配成500ml的溶液，计算该溶液的物质的量浓度。

解：NaOH的化学式量为40，故摩尔质量为40g/mol，依据式（3-2）得

答：该NaOH溶液的物质的量浓度为0.5mol/L。

2.质量浓度

质量浓度是指单位体积溶液中所含溶质B的质量，以符号ρB表示。即

　　        （3-6）

式中，mB为溶质B的质量，g；V为溶液的体积，ml或L；ρB的单位是g/L或g/ml。

【示例2】 精密称取K2Cr2O7固体4.9030g，溶解后定量转移至容量瓶配制成1000ml标准溶液，计算该溶液的质量浓度和物质的量浓度。

解：重铬酸钾的化学式量为294.2，故重铬酸钾的摩尔质量为294.2g/mol，分别依据式（3-2）、式（3-6）得

答：该溶液的质量浓度为4.904g/L，物质的量浓度为0.01667mol/L。

3.滴定度

在药物分析中，滴定分析的计算更多的是使用滴定度来表示标准溶液的浓度。

滴定度是指每毫升滴定液相当于被测物质的质量（g），以TT/A表示，其中右下角斜线左侧的T表示滴定液，斜线右侧的A表示被测物质，单位为g/ml。如THCl/NaOH=0.002000g/ml，表示每消耗1ml HCl滴定液相当于试样中含有0.002000g的NaOH。

由滴定度的定义可知，根据消耗滴定液的体积，可以直接计算得到被测物的质量。滴定度与被测物质质量的关系为：

mA=TT/A×VT　　        （3-7）

式中，mA为被测物质A的质量，g；VT为滴定液T消耗的体积，ml；TT/A为每毫升T滴定液相当于被测物质A的质量，g/mL。

【示例3】 已知THCl/NaOH=0.004010g/ml，用该浓度的盐酸滴定液测定溶液的质量，滴定终点时消耗HCl滴定液为20.10ml，计算被测溶液中NaOH的质量。

解：根据式（3-7）得

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

答：被测溶液中NaOH的质量为0.08060g。

二、基准物质

滴定分析中离不开标准溶液，能用于直接配制或标定标准溶液的物质，称为基准物质。基准物质应符合以下要求。

（1）物质的组成与化学式完全相符，若含结晶水，其结晶水的含量均应符合化学式。

（2）物质的纯度高，要求纯度≥99.9%，所含杂质不影响滴定反应的准确度。

（3）物质的性质稳定，加热干燥时不分解，称量时不风化、不潮解、不吸收空气中的二氧化碳、不被空气氧化等。

（4）最好有较大的摩尔质量，以减少称量时的相对误差。

在滴定分析法中常用的基准物质及其应用条件如表3-1所示。

三、标准溶液的配制

滴定分析中必须用到标准溶液，标准溶液是具有准确浓度的溶液，其配制方法主要有如下两种。

1.直接配制法

准确称取一定量的基准物质，用适当溶剂溶解后，定量地转移至容量瓶中，稀释至刻度线。根据称量基准物质的质量、摩尔质量和配制的溶液体积，计算出标准溶液的浓度，一般采用物质的量浓度来表示。应用直接配制法的只能是基准物质。

【示例4】 准确称取120℃干燥至恒重的基准重铬酸钾2.4520g，加适量水溶解后，定量转移到500ml容量瓶中，并加水稀释至刻度线，摇匀，试求该K2Cr2O7滴定液的物质的量浓度。

解：根据式（3-1）和式（3-2）得

答：该K2Cr2O7滴定液的物质的量浓度为0.01667mol/L。

2.间接配制法

实际的分析工作中，很多试剂不符合基准物质的条件，不能采用直接法配制成标准溶液，但现实中却要用到这些物质的标准溶液。对这类物质的标准溶液可采用间接法（标定法）配制。配制方法：将其先配制成近似于所需浓度的溶液，然后用基准物质或已经用基准物质标定的另一种标准溶液来确定它的准确浓度，这个过程称为标定，故此法也称为标定法。

如KMnO4不纯净、不稳定，无法使用直接法配制KMnO4标准溶液，只能用间接配制法。例如，配制0.05mol/L的KMnO4标准溶液，先用KMnO4固体配制成浓度约为0.05mol/L的溶液，然后称取一定量的基准草酸钠对其进行标定，从而确定KMnO4溶液的准确浓度。

【示例5】 精密称取基准物质无水碳酸钠0.1326g，置250ml锥形瓶中，加水适量，溶解完全后，用待标定的盐酸溶液滴定，消耗盐酸溶液24.51ml，试求该盐酸溶液的浓度。

解：根据滴定反应的反应方程式可得

则

答：该盐酸溶液的物质的量浓度为0.1021mol/L。

点滴积累

1.基准物质应具备的条件是：组成与化学式要完全相符；纯度要高；性质要稳定；摩尔质量要尽可能大。

2.标准溶液的配制方法有两种：直接配制法；间接配制法。

3.标准溶液浓度的表示主要有以下两种。

（1）物质的量浓度　

（2）滴定度　每1ml标准溶液T相当于待测物质A的质量，单位为g/ml。