容量分析：化学定量分析的关键方法​

一、容量分析的定义与原理​
容量分析，也被称为滴定分析。它的核心操作是将一种已知准确浓度的试剂溶液（称为标准溶液），缓慢滴加到被测物质的试液中。这个过程伴随着化学反应的进行，我们根据完成化学反应所消耗的标准溶液的体积，以及该标准溶液的浓度，就能精确计算出被测物质的量。​
这种分析方法的基础是化学反应中的化学计量关系。例如，在酸碱中和反应中，酸和碱按照一定的摩尔比进行反应。以氢氧化钠（NaOH）滴定乙酸（​CH3​COOH）为例，它们的反应方程式为：​CH3​COOH+NaOH⟶CH3​COONa+H2​O，从方程式中可以清晰地看出，乙酸和氢氧化钠是按照 1:1 的摩尔比进行反应的。当滴加的氢氧化钠的物质的量与试液中乙酸的物质的量正好符合这个化学计量关系时，我们就达到了化学计量点，也叫等当点。但在实际操作中，等当点通常没有明显的肉眼可观察的现象，所以我们会加入一种指示剂，它会在等当点附近发生颜色变化，这个变色点就是滴定终点。通过准确判断滴定终点，结合标准溶液的用量，我们就能实现对被测物质含量的测定。​
二、容量分析的发展历程​
容量分析是一种历史悠久的分析方法。早在 1729 年，法国的 C.J. 日夫鲁瓦就最早使用了容量分析的方法，他当时用纯碳酸钾来测定乙酸的浓度，操作方式就是将乙酸逐滴加到一定量的碳酸钾溶液中，直到不再有气泡产生，以此来判断反应的终点。随着时间的推移，到了 19 世纪，各类指示剂的成功合成，为容量分析的广泛应用奠定了坚实的基础。指示剂的出现，使得滴定终点的判断变得更加直观和准确，极大地推动了容量分析在化学分析领域的发展。​
三、容量分析的类型​
（一）酸碱滴定法​
酸碱滴定法是利用酸碱中和反应来进行分析的方法。比如我们常见的用氢氧化钠滴定乙酸，以此来测定食醋中乙酸的浓度。在这个过程中，随着氢氧化钠溶液的滴加，溶液中的氢离子（​H+）和氢氧根离子（​OH−）不断结合生成水，当达到滴定终点时，通过消耗的氢氧化钠标准溶液的体积和浓度，就能计算出食醋中乙酸的含量。​
（二）络合滴定法​
络合滴定法主要用于测定溶液中金属离子的含量。以测定水的硬度为例，我们常用乙二胺四乙酸的二钠盐（​Na2​H2​Y，其中​Y为乙二胺四乙酸根）作为络合剂来滴定水中的钙离子（​Ca2+）和镁离子（​Mg2+）。​Ca2+与​H2​Y2−发生反应：​Ca2++H2​Y2−⟶CaY2−+2H+，在合适的条件下，乙二胺四乙酸根与金属离子形成稳定的络合物，通过滴定终点时消耗的络合剂的量，就可以计算出溶液中金属离子的浓度。​
（三）氧化还原滴定法​
氧化还原滴定法基于氧化还原反应。例如，在测定铁矿中的铁含量时，我们常用重铬酸钾（​K2​Cr2​O7​）来滴定亚铁离子（​Fe2+）。反应过程中，重铬酸钾中的铬元素从 + 6 价被还原为 + 3 价，亚铁离子被氧化为铁离子（​Fe3+）。通过消耗的重铬酸钾标准溶液的量，依据氧化还原反应的化学计量关系，就能准确计算出铁矿中铁的含量。​
（四）沉淀滴定法​
沉淀滴定法是利用沉淀反应来进行分析。比如用硝酸银（​AgNO3​）滴定氯离子（​Cl−），可以测定针剂中氯化钠（​NaCl）的含量。在滴定过程中，银离子（​Ag+）与氯离子反应生成氯化银（​AgCl）白色沉淀：​Ag++Cl−⟶AgCl↓，当氯离子被完全沉淀时，继续滴加硝酸银溶液，会出现浑浊现象，以此作为滴定终点，进而计算出溶液中氯离子的含量，也就得到了针剂中氯化钠的含量。​
（五）非水滴定​
对于一些不溶于水或者在水溶液中反应进行得不完全的物质，我们可以采用非水滴定的方法。这种方法是在有机溶剂（如冰醋酸、乙醇等）中进行滴定。由于有机溶剂的性质与水不同，一些在水中难以准确滴定的物质，在有机溶剂中能够顺利反应，从而实现准确滴定。