容量分析

簡史 容量分析是古老的分析方法，1729年法國C.J.日夫魯瓦最早使用容量分析，用純碳酸鉀測定乙酸的濃度，他將乙酸逐滴加到一定量的碳酸鉀溶液中，直到不再發生氣泡為止。到了19世紀，由於成功地合成了各類指示劑，容量分析得到廣泛的應用。

滴定反應 能用於容量分析的化學反應必須符合一定條件，其中最重要的是反應物間有確定的化學計量關係，以氫氧化鈉滴定乙酸（AcOH,Ac為乙醯）為例；

AcOH+OH-─→AcO-+H2O

AcOH與NaOH按1:1的摩爾比反應，這就是反應的化學計量關係，它是計算的依據。當加入的NaOH與被測的AcOH的摩爾比正好是1:1的這一點稱為化學計量點，也稱等當點，滴定應當到此結束。但這時往往沒有可被覺察的外部特徵，於是，常常需要加入一種指示劑，它能在等當點附近發生顏色變化，以指示滴定終了，這一點稱為滴定終點。因此，作容量分析時就必須要有適當的方法確定終點。為使測定準確，化學反應應該進行得比較完全。另外，化學反應的速率還必須足夠快，否則就失去迅速的特點。

分類 酸鹼滴定法 例如用氫氧化鈉滴定乙酸以測定食醋的濃度（見酸鹼滴定法）：

AcOH+OH-─→AcO-+H2O

絡合滴定法 例如用乙二胺四乙酸的二鈉鹽Na2H2Y（Y為乙二胺四乙酸根）為絡合劑滴定 Ca2+和Mg2+（見絡合滴定法），以測定水的硬度：

Ca2++H2Y2-─→CaY2-+2H+

氧化還原滴定法 例如用重鉻酸鉀K2Cr2O7滴定Fe2+（見氧化還原滴定法），以測定鐵礦中的鐵含量：

沉澱滴定法 例如用硝酸銀 AgNO3滴定Cl-（見沉澱滴定法），以測定針劑中NaCl的含量:

非水滴定 對於不溶於水或在水溶液中反應進行得不完全的物質，在有機溶劑（如冰醋酸、乙醇）中常能夠準確滴定（見非水滴定）。

以上都是目視滴定，即利用肉眼觀察指示劑在等當點附近的顏色變化以確定終點。如果溶液有顏色或渾濁，或者滴定反應的完全度不高，就要用儀器來檢測終點，即用儀器測定滴定過程中體系物理性質的變化來確定終點。例如測定電位、電導、光度的電位滴定(見電位分析法)、電導滴定（見電導分析法）、光度滴定。這些方法的優點是易於實現滴定自動化。

滴定方式 直接滴定 如果反應有確定的計量關係，完全度高，速度快，又有適當方法確定終點，最好採用直接滴定。

置換滴定 以K2Cr2O7與硫代硫酸鈉Na2S2O3的反應為例：由於K2Cr2O7的氧化性較強，它不但能把S2O娫 氧化為S4O婇，還能將S2O娫 部分氧化為SO娸，這樣反應就沒有確定的計量關係，不能直接測定。如果在酸性的K2Cr2O7溶液中加入過量的KI，就可定量地置換出氧化性弱的I2：

I2與S2O娫 反應時有確定的計量關係:

就可以用 Na2S2O3 滴定置換出來的 I2，總的效果仍是Cr2O崻 氧化了S2O娫。

返滴定 鹽酸HCL能與碳酸鈣CaCO3反應：

CaCO3+2HCl─→CaCl2+CO2+H2O

但恰好加入反應所需的HCl時，CaCO3溶解不完全，因而不能直接滴定。如果先加入過量HCl，加熱使CaCO3完全溶解，再用NaOH返滴定HCL，就可測定碳酸鈣。

間接滴定 Ca2+在溶液中沒有價態變化，不能用氧化還原滴定法直接滴定，如果經以下處理，就可以間接滴定：將Ca2+沉澱為CaC2O4：

沉澱洗滌后溶於鹽酸，生成H2C2O4，用高錳酸鉀滴定。

置換滴定、返滴定、間接滴定的應用大大地擴大了容量分析的應用範圍。

進行容量分析時，必須有標準溶液和容量儀器，如果試樣中還含有別的能與試劑發生反應的物質，必須在滴定前除去（見隱蔽和解蔽）。

測定結果的計算 根據滴定中所用標準溶液的濃度和體積就可計算測定結果。以重鉻酸鉀法測定鐵礦中的鐵含量為例：試樣為W克，K2Cr2O7溶液的濃度為Μ，消耗的K2Cr2O7溶液的體積為V毫升，根據Fe2+與Cr2O崻 按6:1摩爾比反應，則鐵的含量為：

式中A為鐵的原子量。