分析化学实验集锦

发布时间:2020-07-08 04:32:14   来源:文档文库   
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第一章 分析化学实验中的基本操作技术

第二章 分析化学实验

实验一 滴定分析基本操作练习

实验二 工业纯碱中总碱度测定

实验三 甲醛法测定铵态氮肥硫酸铵的含氮量(酸碱滴定法)

实验四 自来水的总硬度的测定(络合滴定法)

实验五 铅、铋混合液中铅、铋含量的连续滴定(络合滴定法)

实验六 水样中化学需氧量的测定(高锰酸钾法)

实验七 注射液中葡萄糖含量的测定(碘量法)

实验八 可溶性氯化物中氯含量的测定(莫尔法)



第一章 分析化学实验中的基本操作技术

分析化学中所用玻璃仪器的洗涤

滴定分析中的常用玻璃仪器

在分析化学的基本滴定操作中,最常使用的玻璃仪器主要是滴定管、锥形瓶、容量瓶和移液管或吸量管,另外天平称量中用到称量瓶,还经常使用烧杯和量筒。下面分别加以介绍。

1.普通玻璃仪器

烧杯、量筒或量杯、称量瓶、锥形瓶

烧杯主要用于配制溶液、溶解试样,也可作为较大量试剂的反应器。有些烧杯带有刻度,其可置于石棉网上加热,但不允许干烧。常用烧杯有10mL15mL25mL50mL100mL250mL500mL1000mL2000mL等规格。

量筒、量杯常用于粗略量取液体体积,不能加热,也不能量取过热的液体。注意量筒或量杯中不能配制溶液或进行化学反应。常用量筒、量杯有5mL10mL25mL50mL100mL250mL500mL1000mL等规格。

称量瓶是带磨口塞的圆柱形玻璃瓶(图1-1),有扁形和筒形两种。前者常用于测定水分、干燥失重及烘干基准物质;后者常用于称量基准物质、试样等,而且可用于易潮和易吸收CO2的试样的称量。

锥形瓶是纵剖面为三角形的滴定反应器。口小、底大,有利于滴定过程中振摇充分,反应充分而液体不易溅出。锥形瓶可在石棉网上加热,一般在常量分析中所用的规格为250mL, 是滴定分析中必不可少的玻璃仪器。

在碘量法滴定分析中常用一种带磨口塞、水封槽的特殊锥形瓶,称碘量瓶(图1-2)。使用碘量瓶可减小碘的挥发而引起的测定误差。

1-1 称量瓶 1-2 碘量瓶

2.容量分析仪器

滴定管、容量瓶、移液管和吸量管是滴定分析中准确测量溶液体积的容量分析仪器。溶液体积测量准确与否将直接影响滴定结果的准确度。通常体积测量的相对误差比天平称量要大,而滴定分析结果的准确度是由误差最大的因素决定的,因此,准确测量溶液体积显得尤为重要。

在滴定分析中,容量分析仪器分为量入式和量出式两种。常见的量入式容量分析仪器(标有In)有容量瓶,用于测量容器中所容纳的液体体积,该体积称为标称体积;常见的量出式容量分析仪器(标有Ex)有滴定管、移液管和吸量管,用于测量从容器中排(放)出的液体体积,称为标称容量。

1滴定管

滴定管是管身细长、内径均匀、刻有均匀刻度线的玻璃管,管的下端有一玻璃尖嘴(1-3),通过玻璃旋塞或乳胶管连接,用以控制液体流出滴定管的速度。常量分析所用的滴定管有25mL50mL两种规格;半微量分析和微量分析中所用的滴定管有10mL5mL2mL1mL等规格,本书介绍的滴定管的标称容量为50mL,其最小刻度为,读数时可估计到。

滴定管有酸式滴定管和碱式滴定管两种。酸式滴定管下端有玻璃旋塞,用于装酸性溶液和氧化性溶液,不宜装碱性溶液(为什么)。碱式滴定管下端连接一段乳胶管,管内有一粒大小合适的玻璃珠,以控制溶液的流出,遇长时间不用碱式滴定管会导致乳胶管老化,弹性下降,需及时更换乳胶管,乳胶管下端连接一尖嘴玻璃管。碱式滴定管只能装碱性溶液,不能装酸性或氧化性溶液,以免乳胶管被腐蚀。

1-3 酸碱滴定管

2移液管和吸量管

移液管和吸量管是用于准确移取一定体积液体的量出式容量分析仪器,如图1-4所示。移液管中间部分膨大,管颈上部有一环形刻线,膨大部分标有容积、温度、Ex等字样,俗称大肚移液管,正规名称为单标线吸量管。常用的移液管有5mL10mL25mL50mL等规格。其精密度一般高于“分刻度吸量管”。

吸量管具有分刻度,正规名称为分刻度吸量管。管上同样标有容积、温度等字样。吸量管常用于移取所需的不同体积,常用有1mL2mL5mL10mL等规格。

1-4 a 移液管和吸量管 1-4 b 单标线吸量管

移液管和吸量管分快流式吹式两种。前者管上标有字样,在标明温度下,调节溶液凹液面与刻线相切,再让溶液自然流出,并让移液管尖嘴在接受溶液的容器内壁靠15s左右,则溶液体积为管上所标示的容积。这时我们会发现移液管和吸量管的尖嘴还留有少量溶液,不必将此残留溶液吹出,因为少量溶液已在仪器校正过程中得以校正。而后者正好相反,管上标有字样,使用时需要将最后残留在尖嘴的少量溶液全部吹出。注意用移液管或者吸量管移取溶液时,必须有“绕内壁转三圈”和“自转三圈”的操作,将在其使用操作中介绍。

移液管和吸量管均属精密容量仪器,不得放在烘箱中加热烘烤。

3容量瓶

容量瓶是一种细颈梨形的平底玻璃瓶,常带有磨口塞或塑料塞。颈上有标线,瓶上标有容积、温度、In等字样,表示容量瓶是量入式容量分析仪器,在标明温度下,当溶液凹液面下沿与标线相切时,溶液体积与标示体积相等。容量瓶一般用来配制标准溶液、试样溶液和定量稀释溶液。常用的容量瓶有5mL10mL25mL50mL100mL250mL500mL等规格(1-5)

容量瓶主要用于配制准确浓度的标准溶液或逐级稀释标准溶液,常和移液管配合使用,可将配成溶液的物质分成若干等分。但不能长久储存溶液,尤其是碱性溶液,不然会导致磨口瓶塞无法打开。

1-5 不同规格的容量瓶

常用玻璃器皿的洗涤

在进行化学实验之前,洗涤玻璃仪器是一项最基本的操作,由于定量分析用仪器清洗的洁净程度直接关系测定结果的准确度和精密度,因此不同实验要求对玻璃仪器的洁净程度要求也不一样。在分析化学实验中,常用的毛刷刷洗和用去污粉刷洗的操作并不推荐出现在分析化学的洗涤操作中,如玻璃器皿的内壁玷污严重,一般多为采用铬酸洗液浸泡的方式完成玻璃仪器的洗涤,具体操作如下:

1)取实验室用铬酸洗液试剂瓶(组成:重铬酸钾和浓硫酸),(注意:铬酸洗液腐蚀性极强,使用时必须非常小心,不要将铬酸洗液溅于裸露的皮肤之上)。一只手握住铬酸洗液试剂瓶,将标签向着手心,沿器皿瓶口将铬酸洗液倾倒入玻璃器皿中,大约体积三分之一时停止,轻轻旋转并倾斜玻璃器皿,使铬酸洗液比较均匀的浸润玻璃器皿的内壁。根据玻璃器皿的玷污程度决定铬酸洗液浸泡时间,如果器皿玷污严重,可适当延长浸泡时间,也可将器皿充满铬酸洗液,长时间浸泡,或者将铬酸洗液稍许加热,起到更好的洗涤效果。

2)浸泡完毕将铬酸洗液回收回试剂原瓶中,用自来水洗涤三遍,洗涤过程与铬酸洗液相同,每次洗涤仅适用约玻璃器皿的三分之一体积的水即可。

3)再用一次去离子水洗涤三遍,洗涤过程与上相同。

4)根据玻璃器皿洁净程度的要求,还可用二次蒸馏水将玻璃器皿接着洗涤三次。

用以上方法洗涤后,经自来水冲洗干净的仪器上不应留有Ca2+Mg2+Cl-等离子。使用蒸馏水的目的只是为了洗去附在仪器壁上的自来水,应符合少量(每次用量少)、多次(一般洗34次)的原则。

洗净的仪器壁上不应附着不溶物、油污。把仪器倒转过来,水即顺器壁流下,器壁上只留下一层既薄又均匀的水膜,不挂水珠,这表示仪器已洗干净。不能用布或纸擦拭已洗净的容器,因为布和纸的纤维会留在器壁上弄脏仪器。

洗净的玻璃仪器可用以下方法干燥:

(1)烘干。洗净的一般容器可以放入恒温箱内烘干,放置容器时应注意平放或使容器口朝下。

(2)烤干。烧杯或蒸发皿可置于石棉网上用火烤干。

(3)晾干。洗净的容器可倒置于干净的实验柜内或容器架上晾干。

(4)吹干。可用吹风机将容器吹干。

(5)用有机溶剂干燥。加一些易挥发的有机溶剂(如乙醇或丙酮)到洗净的仪器中,将容器倾斜转动,使器壁上的水和有机溶剂互相溶解、混合,然后倾出有机溶剂,少量残留在仪器中的溶剂很快挥发,而使容器干燥,如用吹风机往仪器内吹风,则干得更快。

(6)带有刻度的容器不能用加热的方法进行干燥,加热会影响这些容器的准确度。

在分析化学基本定量分析实验中,所有使用的玻璃器皿都不需要特别的烘干操作,自然晾干即可。

另外,分析化学中所用玻璃器皿也可以采用硝酸溶液浸泡洗涤的方法,所使用的硝酸溶液可用浓硝酸配制得到,一般可使用1: 3的硝酸溶液,将待洗涤的玻璃器皿先用自来水和去离子水冲洗后浸泡于大浓度的硝酸溶液中,使用前将玻璃器皿取出,用自来水和去离子水分别洗涤三次后使用。

滴定管的使用

1.滴定管的操作

1使用前准备

(1)酸式滴定管

首先检查旋塞转动是否灵活,与旋塞套是否配套,然后检查是否漏水,称为试漏。试漏的具体方法是将旋塞关闭,在滴定管中装满自来水至零刻度线以上,静止2min,用干燥的滤纸检查尖嘴和旋塞两端是否有水渗出;将旋塞旋转180o,再静止2min,再次检查是否有水渗出。若不漏水且旋塞转动灵活,即可使用,否则应该在旋塞和旋塞套上再次均匀涂抹凡士林。

涂凡士林是酸式滴定管使用过程中一项重要而基本的操作,先将旋塞套头上的橡皮套取下,将滴定管的旋塞拔出,用滤纸将旋塞和旋塞槽内的凡士林全部擦干净,然后手指蘸取少许凡士林涂于旋塞孔的两侧(1-6),并使其成为一均匀的薄层,注意在靠近旋塞孔位置的中间一圈不涂凡士林,以免凡士林堵塞旋塞孔,将涂好凡士林的旋塞按照与滴定管平行方向插入旋塞套中,按紧,然后向同一方向连续旋转旋塞(1-6),直至旋塞上的凡士林成均匀透明的膜。若凡士林涂得不够,会出现旋塞转动不灵活或者明显看到旋塞套上出现纹路;若凡士林涂得太多,则会有凡士林从旋塞槽两侧挤出的现象。若出现上述情况,都必须将旋塞和旋塞槽擦拭干净后重新涂凡士林。凡士林涂抹完成后为防止滴定过程中旋塞从旋塞套上脱落的现象,必须在旋塞套的小头部分套上一个小橡皮套,在套橡皮套时,要用手指顶住旋塞柄,以防旋塞松动。整个操作进行完后还要重新检查滴定管的漏水情况。

(2)碱式滴定管

先在碱式滴定管中装满水至零刻度线以上,观察尖嘴处是否有水滴渗出。若滴定管尖有水漏出,可能原因就是橡皮管老化或者是玻璃珠过小会导致漏液。因此更换老化的橡皮管,同时选择合适的玻璃珠是排除碱式滴定管漏水的方法。

检漏进行完后,洗涤滴定管是滴定管准备过程中的重要环节,一般用铬酸洗液洗涤,先将酸式滴定管中水沥干,倒入10mL左右铬酸洗液(碱式滴定管应先卸下乳胶管和尖嘴,套上一个稍微老化不能使用的乳胶管,再倒入洗液,在小烧杯中用洗液浸泡尖嘴和玻璃珠),双手手心朝上慢慢倾斜,尽量放平管身,并旋转滴定管,使洗液浸润整个滴定管内壁,然后将洗液放回洗液瓶中。若滴定管玷污严重,可装满洗液浸泡或用温热的洗液浸泡,尤其是酸式滴定管尖嘴中有凡士林时,应用热水或者热洗液浸泡洗涤(必须等冷却后,再用水洗)。然后分别用自来水、去离子水分别洗涤三次,洗涤时应遵循少量多次原则。

1-6 旋塞涂凡士林()和插入旋塞向同一方向旋转() 1-7 碱式滴定管排气泡

2标准溶液的装入

为了保证装入滴定管的标准溶液不被稀释,需要用该种标准溶液润洗滴定管两次或者三次,每次用510mL标准溶液。润洗方法同于铬酸洗液洗涤滴定管,洗涤完毕的溶液从下管口放出。注意标准溶液应从试剂瓶、容量瓶等直接倒入滴定管,不借助于任何烧杯及漏斗等中间容器,以免标准溶液的浓度改变。

标准溶液润洗进行完后,从滴定管的上管口直接加入标准溶液至零刻度线以上,装满后,检查滴定管尖嘴内是否有气泡,若有气泡,应将气泡排出,否则将造成测量误差。酸式滴定管排气泡的方法是装满标准溶液后然后迅速打开旋塞,使溶液快速冲出将气泡带出,同时可以轻轻抖动滴定管管身,保证气泡快速冲出。而对于碱式滴定管,应用左手拿住滴定管上端,左手的拇指和食指轻轻捏挤玻璃珠外侧的橡皮管,同时将尖嘴上翘,溶液慢慢流出时将气泡带走(1-7)。注意捏挤橡胶管外侧时不要用力过大,以防止气泡重新进入滴定管中。同时由于溶液有一定的滑腻感,捏挤橡胶管时注意不要上下移动玻璃珠的位置,防止漏液。

3滴定管的读数

滴定管的读数误差是滴定分析的主要误差来源之一。每一个滴定数据的获得,都需经过两次读数,即起始或者零点读数以及滴定结束时的读数。

排除气泡后,使标准溶液的液面在滴定管“0”刻线以上,仔细调节液面至“0”刻线,并记录零点;也可调液面在“0”刻线以下作为零点(一般在范围内),但要记录其实际体积,如等。读数时应注意:

(1)读数前应等待~1min,使附着在滴定管内壁的标准溶液完全流下,液面稳定不变。

(2)读数时应将滴定管从滴定管架上取下,用拇指和食指握住滴定管上部,使滴定管悬垂。因为在滴定管架上不能确保滴定管处于垂直状态而造成读数误差。

(3)无色和浅色溶液将有清晰的凹液面,读数时应保持视线与凹液面的最低点相切。视线偏高(俯视)将使读数偏小,视线偏低(仰视)将使读数偏大。颜色较深的溶液(如KMn04I2等)无法清晰辨认凹液面,读数时,应读取溶液上沿(1-8)

1-8 读数

(4)使用蓝带滴定管时,此时凹液面中间被打断,两边凹液面交在蓝线上的交点即为读数。

(5)每次读数前均应检查尖嘴是否有气泡,是否有液滴悬挂在尖嘴,并根据滴定管的精密程度准确读数至×. ××mL

(6)由于滴定管的刻度不绝对均匀,因此为减小滴定误差,每一次滴定做完应该把滴定管加满后重新开始第二次滴定,保证使用滴定管的相同部位进行读数,这样可以消除因刻度不均匀而引起的误差。

4滴定操作

先将装好标准溶液并调好零点的(记录起始读数)滴定管垂直地夹在滴定管架上,下面的滴定台应该是白色台面,使滴定过程中的颜色变化更容易观察。滴定开始之前,必须调整好滴定管和滴定台的高度、滴定台和锥形瓶的高度。首先滴定台的前沿需要距离桌面的前沿10-15cm, 滴定的时候锥形瓶的瓶底应该距离下面的滴定台白台面2-3cm高,滴定管的管尖在滴定时应伸入锥形瓶的瓶口1-2cm比较合适。滴定时,必须左手操作滴定管,右手握住锥形瓶并不断摇动。

使用酸式滴定管时,其手部的动作应该称为反扣法,将活塞套的旋塞部分冲外,用左手控制滴定管的旋塞,大拇指在前,食指及中指在后握住旋塞,无名指和小拇指弯曲靠在尖嘴上。在凡士林涂抹合适的情况下转动活塞时,稍微向手心使劲,这是为了防止滴定过程中旋塞从旋塞套中脱落,并注意手掌不要顶住旋塞,在滴定过程中左手不能离开旋塞(1-9)

1-9 酸式滴定管的操作 1-10 碱式滴定管的操作

使用碱式滴定管时,左手大拇指在前,食指在后,另三指固定尖嘴,中指和无名指夹住管尖,用手指指尖挤压玻璃珠上半部分右侧乳胶管,使乳胶管内壁和玻璃珠之间形成一条细小的缝隙,溶液即可流出(1-10)。注意在挤压玻璃珠时不要挤压玻璃珠的中部,也不要挤压玻璃珠下部乳胶管,以免空气进入尖嘴,造成滴定体积测量误羞。

摇动锥形瓶时,右手大拇指在前,食指和中指在后,无名指和小拇指自然微曲靠在锥形瓶前侧,手腕放松,保持锥形瓶瓶口水平;同时也可以使大拇指处于锥形瓶一侧在前,四个手指在后握住锥形瓶。滴定时使滴定管尖嘴伸入锥形瓶1-2cm左右为宜,边滴定边摇动锥形瓶,摇动锥形瓶尽量抖动手腕,使锥形瓶里的溶液应作同一方向做圆周运动(常以顺时针为宜)。不要摇动幅度过大,也不要左右振荡,谨防溶液溅出,如果有溶液溅出的情况应进行重新滴定。

滴定速度将直接影响滴定终点的观察和判断,一般情况下,滴定开始时,滴定速度可适当地快一点(视具体滴定不同有差异),其滴定的快慢程度可以用“见滴成线”来说明,但不能使滴定剂成液流线型流出。滴定时,仔细观察滴定剂滴入点周围的颜色变化,若颜色变化越来越慢则必须放慢滴定速度,需逐滴地滴加滴定剂,滴一滴,摇一摇,直至一滴溶液加入后振摇几下后颜色才变化回去,此时应半滴半滴地滴加,当溶液颜色有明显变化且半分钟内不褪时,即告到达终点,停止滴定。

控制半滴的操作是微微旋转旋塞或稍稍挤压玻璃珠上部乳胶管,使滴定剂慢慢流出,并有半滴溶液悬挂在尖嘴口(注意只要溶液没有落下,即为半滴溶液,同时有大半滴于小半滴之分,应该尽量滴入小半滴溶液),将尖嘴小心伸入锥形瓶,使半滴溶液靠在锥形瓶内壁上,然后慢慢倾斜锥形瓶,使锥形瓶中的溶液将该半滴滴定剂顺入其中,或用洗瓶以去离子水吹洗冲下;或者直接用洗瓶将半滴溶液吹入锥形瓶中。少量的锥形瓶吹洗不会影响测定的实验误差。

移液管和吸量管的操作

移液管和吸量管都是可以准确移取一定体积溶液的量器,但是两者从外观上有差别,移液管是一根中部膨大的细长玻璃管,上有一环形标线,只能移取一个准确体积的溶液;吸量管是具有分刻度线的玻璃管,可准确移取小于最大体积的不同体积溶液。使用移液管和吸量管时,一般用右手拿移液管(吸量管),左手拿洗耳球。右手大拇指和中指拿住移液管(吸量管)刻线以上处,食指在管口上方(注意这里坚决不能使用大拇指),随时准备按住管口,另外两指辅助拿住移液管(吸量管)(1-11)

1-11 用移液管吸取(左)和放出(右)溶液

1洗涤

分析化学中所用的玻璃器皿洗涤方式同样使用于移液管和吸量管的洗涤。移液管和吸量管可以吸取少量铬酸洗液洗涤,也可以将移液管和吸量管浸泡在用500mL1000mL量筒装的铬酸洗液中洗涤。待铬酸洗液沥干后,分别用自来水、去离子水顺序洗涤,使用前,用滤纸将移液管或吸量管外壁水分擦干,并将尖嘴残留的水吸尽,然后用待吸取的溶液润洗三次,以除去管内残留的水分。

移液管的润洗方法是:用洗耳球吸取溶液进入移液管大概1/3体积处,一般刚好进入大肚移液管的膨胀部分,迅速用右手食指按住管口(尽量不让吸入的溶液回流而稀释所移取溶液)。然后取出移液管,并将管慢慢倾斜,双手托住移液管两端,转动移液管使溶液浸润整个移液管内壁(注意:管口处可放置一个烧杯),当溶液流至管口附近时,再慢慢将移液管直立起来,使溶液从尖嘴排出。对于25mL移液管,可以使用5-10mL溶液润洗2-3次。

2移取溶液

将移液管插入液面以下12cm处,插入太浅易出现吸空,插入太深会使管外壁黏附太多的溶液,影响移取溶液的准确度;如果是移取容量瓶中的溶液,则应该将移液管插入到容量瓶的大肚部位处。左手将洗耳球中的空气先挤掉,然后将洗耳球尖嘴接在移液管口,慢慢松开左手,让溶液吸入移液管内,为防止吸空,移液管应随液面而下降。当移液管中液面上升至刻线以上时,迅速移开洗耳球并用右手食指按住管口,保持移液管垂直,尖嘴紧贴在原容器内壁,稍稍松动食指并轻轻来回转动移液管,使液面缓慢下降至凹液面的最低点与刻度线相切后将移液管靠在内壁上旋转3圈后取出移液管,用事先准备的滤纸片擦干移液管下端外壁所黏附溶液,此时管尖不得有气泡,也不得有液滴悬挂。将移液管垂直置于接受溶液的容器(如锥形瓶)中,尖嘴紧贴容器壁,左手拿接受容器并使其倾斜成45o。放松食指,使溶液自由流出,待溶液全部流出再等10-15s后,将移液管自转3圈后取出移液管。

吸量管的使用与移液管基本相同,应注意的是吸量管的准确度不及移液管,最好不要用于标准溶液;在平行实验中,应尽量使用同一支吸量管的同一段,并尽量避免使用末端收缩部分。

容量瓶的操作

1检漏

使用前,先检查是否漏水。检漏方法:装入自来水至标线附近,盖好瓶塞,左手拿住瓶颈以上部分并用食指按住瓶塞,右手手指托住瓶底边缘,倒立1min,观察瓶塞周围是否有水渗出,若不漏,将瓶直立,转动瓶塞180o,再倒立试漏1min,若不漏水,即可使用。 同时注意瓶塞和瓶颈之间要套上橡皮筋,防止瓶塞脱落并打坏瓶塞。

2洗涤

容量瓶与其他容量分析仪器相同,需先用铬酸洗液洗涤,然后依次用自来水、去离子水洗涤3遍后使用。

3使用

容量瓶使用前应先洗净。若用固体配制溶液,先将准确称量的固体物质在烧杯中溶解,然后再将溶液转移到容量瓶中,转移时,一手(常为右手)拿玻棒,将其伸入容量瓶口,一端轻靠瓶口内壁并倾斜;另一手拿烧杯,使烧杯嘴紧贴玻棒,慢慢倾斜烧杯,使溶液沿玻棒流下,溶液全部流完后,将烧杯轻轻沿玻棒上提,同时将烧杯直立,使附着在玻棒与烧杯嘴之间的溶液流回烧杯或沿玻棒下流(1-12)。注意不能直接将烧杯从玻棒处拿开,否则,残留在玻棒和烧杯嘴中间的液滴可能损失。然后用去离子水洗涤烧杯34次,每次洗涤液一并转入容量瓶中。当至容量瓶容积的2/3时,摇动容量瓶使溶液混匀,此时不能盖上瓶塞将容量瓶倒转。继续加去离子水至接近标线1-2cm时等待1-2min,使瓶颈内壁的溶液流下。用滴管或洗瓶慢慢滴加,直至溶液的弯月面与标线相切为止。最后,盖上瓶塞,左手握住瓶颈,左手食指按住瓶塞,右手托住瓶底,反复倒转并摇动(1-13)。容量瓶直立后,可以发现此时溶液凹液面在标线以下,属正常现象,是溶液渗入磨口与瓶塞缝隙中引起的,不必再加水至刻线。

若是稀释溶液,则用移液管吸取一定体积的溶液于容量瓶中,直接加去离子水稀释至刻度,具体操作同上。

1-12 定量转移溶液 1-13 容量瓶混匀

热溶液应冷却至室温后再定容,否则将造成误差;需避光保存的溶液应使用棕色容量瓶。若试剂需要长期保存,应转入试剂瓶中保存。当容量瓶长期不用时,应将其洗净,并在磨口与瓶塞间垫一张滤纸片,以防瓶塞黏合,难以打开。

分析化学实验数据的记录、处理和实验报告

分析化学实验数据的记录

学生应有专门的、预先编有页码的实验记录本,不得撕去任何一页。绝不允许将数据记在单面纸或小纸片上,或记在书上甚至手掌上等。实验记录本上记录的是实验中的所有原始数据,一般整理后书写实验报告。实验过程中的各种测量数据及有关现象,应及时准确而清楚地记录下来。记录实验数据要实事求是,切忌随意拼凑或伪造数据。

实验过程中测量数据时,应注意其有效数字的位数。用分析天平称量时,要求记录到;滴定管及吸量管的读数应记录到;用分光光度计测量溶液的吸光度时,如吸光度在以下,应记录至0. 001的读数,大于时,则要求记录至的读数。

实验记录上的每一个数据,都是测量结果,所以,重复观测时,即使数据完全相同,也都要记录下来;如滴定管的起始读数若每一次均为0刻度开始,也应该严格记录。

进行记录时,对文字记录,应整洁;对数据记录,应采用一定的表格形式,这样就更为清楚明白。

在实验过程中,如发现数据算错、测错或读错而需要改动时,可将该数据用一横线划去,并在其上方写上正确的数字。

分析化学实验数据的处理

为了衡量分析结果的精密度,一般对单次测定的一组结果χ1χ2χn,算出算术平均值后,应再用单次测量结果的相对偏差、平均偏差、标准偏差等表示出来,这些是分析化学实验中最常用的几种处理数据的表示方法。一般在分析化学中相对偏差、平均偏差和相对标准偏差保留一位有效数字即可。

算术平均值为

相对偏差为

平均偏差为

相对平均偏差为

标准偏差为

相对标准偏差为

对分析化学实验数据的处理,有时是大宗数据的处理,甚至有时还要进行总体和样本的大宗数据的处理。例如,有些学生假期进行某流域水样的监测,就需要进行大批数据的处理。

其他有关实验数据的统计学处理,如置信度与置信区间、是否存在显著性差异的检验及对可疑值的取舍判断等,可参考有关教材和专著。

分析化学实验报告

实验完毕,应用专门的实验报告本,根据预习和实验中的现象及数据记录等,及时而认真地写出实验报告。分析化学实验报告一般包括以下内容。

实验名称

一、实验目的

二、实验原理

简要地用文字和化学反应式说明。例如,对于滴定分析,通常应有标定和滴定反应方程式,基准物质和指示剂的选择,标定和滴定的计算公式等。对特殊仪器的实验装置,应画出实验装置图。

三、主要仪器与试剂

列出实验中所要使用的主要试剂和仪器。

四、实验步骤

应简明扼要地写出实验步骤过程。

五、实验数据及其处理

应用文字、表格、图形将数据表示出来。根据实验要求及计算公式计算出分析结果并进行有关数据和误差处理,尽可能地使记录表格化。这一部分是实验报告的关键,必须认真书写,同时严格注意所有读数的有效数字。

六、问题讨论

解答实验教材中的思考题,对实验中的现象、产生的误差等进行讨论和分析,同时自己总结实验规律,以提高自己分析问题、解决问题的能力,为科学论文的写作打下基础。



第二章 分析化学实验

实验一 滴定分析基本操作练习

【实验目的】

1.掌握酸式、碱式滴定管的洗涤、准备和使用方法。

2.熟悉酚酞、甲基橙等常用指示剂的颜色变化,正确判断滴定终点。

主要试剂和仪器

仪器:50mL酸式滴定管;50mL碱式滴定管;锥形瓶;250mL锥形瓶。

试剂:浓HCl(ρ=mL)NaOH(s)%甲基橙水溶液;%酚酞乙醇溶液。

【实验原理】

在滴定分析法中,将滴定剂(已知准确浓度的标准溶液)滴加到含有被测组分的试液中,直至反应完全,并用指示剂指示滴定终点的滴定过程,是必须掌握的方法。根据滴定剂消耗的体积可以计算待测物的浓度。为了准确测定滴定剂消耗的体积,必须学会标准溶液的配制、标定、滴定管的正确操作和滴定终点的判断。

酸碱指示剂(acid-base indicator)因其酸式和碱式的结构不同而具有不同的颜色。指示剂的理论变色点即为该指示剂的pKHIn (KHln为解离常数),即时溶液的pH,指示剂的理论变色范围为pKHIn±1,因此,在一定条件下,指示剂的颜色取决于溶液的pH。在酸碱滴定过程中,计量点前后pH会发生突跃(滴定突跃),只要选择变色范围全部或部分落入滴定突跃范围的指示剂即可用来指示滴定终点,保证滴定误差小于±%

本实验中,选择L NaOH溶液滴定等浓度HCl溶液,滴定的突跃范围为pH ~,可选用酚酞(变色范围pH ~)和甲基橙(变色范围pH ~)作指示剂。在使用同一指示剂的情况下,进行盐酸和氢氧化钠的互滴练习,不管被滴定溶液的体积如何变化,只要使用的始终是同一瓶溶液,则该体积比应保持不变。借此,可使学生逐步熟练掌握滴定分析基本操作技术和正确判断终点的能力。通过反复练习,使学生学会通过观察滴定剂落点处周围的颜色改变的快慢判断终点是否临近,并学会控制一滴一滴或半滴半滴地滴加滴定剂,直至最后半滴滴定剂的加入引起溶液颜色的明显变化,停止滴定,到达滴定终点。通过所消耗盐酸和氢氧化钠的体积比来计算测定方法的精密度。

【实验步骤】

1.配制L NaOH溶液和HCl溶液各250mL

1NaOH溶液的配制

在台秤上用表面皿迅速称取 NaOH固体于烧杯中,加入少量去离子水,搅拌溶解后将溶液转入500mL试剂瓶中,用去离子水涮洗烧杯23次,并将涮洗液倒入试剂瓶,继续加水至总体积约为500mL,盖上橡皮塞,摇匀,贴上标签,2人共用。

2HCl溶液的配制

在通风橱中用洁净的10mL量筒量取浓HCl ~,倒入预先装入一定体积去离子水的500mL试剂瓶中,用去离子水稀释至总体积约为500mL,盖上玻璃塞,摇匀,贴上标签,2人共用。

2.滴定操作练习

1准备

按之前所叙述的方法准备好酸式、碱式滴定管各一支,分别装满HClNaOH溶液至零刻度线以上,排出气泡,调节液面处于“”或零刻线稍下的某一位置,静止1min左右。

2酸碱互滴练习

由酸式滴定管中放出L HCl溶液几毫升于250mL锥形瓶中,加入约20mL去离子水,再加入酚酞指示剂1滴,用碱式滴定管滴出 L NaOH溶液进行滴定,特别注意练习碱式滴定管加一滴和半滴溶液的操作,观察指示剂在终点附近的变色情况,滴定至溶液呈微红色且半分钟不褪色,即为终点。再用酸式滴定管加入少许HCl溶液,使锥形瓶内颜色褪尽,继续用NaOH溶液滴定至终点,如此反复练习至能准确判断滴定终点、自如控制滴定速度。

从碱式滴定管放出L NaOH溶液几毫升于250mL锥形瓶中,加入约20mL去离子水,再加入甲基橙指示剂1滴,用酸式滴定管滴出 L HCl溶液进行滴定,特别注意练习酸式滴定管加一滴和半滴溶液的操作,滴定至溶液从黄色转化为橙色为终点。再用碱式滴定管加入少许NaOH溶液,使锥形瓶内颜色褪至黄色,继续用HCl溶液滴定至终点,如此反复练习至能准确判断滴定终点、自如控制滴定速度。注意,甲基橙为双色指示剂,应密切注意滴定到达滴定终点时颜色的变化情况,正确掌握滴定终点。

3以酚酞作指示剂用NaOH滴定HCl

从酸式滴定管准确放出约20mL HCl溶液于锥形瓶中,加少量去离子水,再加入12滴酚酞,在不断摇动下,用NaOH溶液滴定至终点,记录读数。然后再将酸碱滴定管加满,记录起始读数,重复上面的操作2次直至滴定终点到达。重点判断滴定终点并进行读数记录。

4以甲基橙作指示剂用HCl滴定NaOH

从碱式滴定管准确放出约20mL NaOH溶液于锥形瓶中,加少量去离子水,加入12滴甲基橙,在不断摇动下,用HCl溶液滴定至溶液由黄色转变为橙色为终点。然后再将酸碱滴定管加满,记录起始读数,重复上面的操作2次直至滴定终点到达。重点判断滴定终点并进行读数记录。

实验数据记录及处理

写出有关公式,将实验数据和计算结果填入表1-1和1-2。根据记录的实验数据计算出VHCl /VNaOHVNaOH /VHCl,并计算三次测定结果的相对标准偏差。对测定结果要求相对标准偏差小于%

表1-1 盐酸滴定氢氧化钠

滴定编号

1

2

3

VNaOH (ml)

VHCl (ml)

VHCl /VNaOH

VHCl /VNaOH平均值

相对平均偏差

相对标准偏差

表1-2 氢氧化钠滴定盐酸

滴定编号

1

2

3

VHCl (ml)

VNaOH (ml)

VNaOH /VHCl

VNaOH /VHCl平均值

相对平均偏差

相对标准偏差

请注意所有数据的有效数字

【思考题】

1NaOHHCl标准溶液能否用直接配制法配制为什么配制时可用量筒量取浓HCl,用台秤称取NaOH(s),而不用吸量管和分析天平,为什么

2.标准溶液装入滴定管之前,为什么要用待装溶液涮洗23次锥形瓶是否也需事先涮洗或烘干

3.为什么HCl溶液滴定NaOH溶液时,常选择甲基橙作指示剂,而NaOH溶液滴定HCl溶液时,常选择酚酞作指示剂

4.使用酚酞指示滴定终点时,为什么说只要半分钟内不褪色即为到达滴定终点

【相关知识链接】

甲基橙:其化学名称为4-[[4-(二甲氨基)苯基]偶氮基]苯磺酸钠盐;对二甲氮基偶苯磺酸钠;甲基橙 4-(4-二甲氨基)苯基偶氮基)苯磺酸钠,其理论变色点是pH为。甲基橙(methyl orange)本身为碱性,变色范围pH为 pH<时变红,pH>时变黄,pH在时呈橙色。

结构如下图所示:

甲基橙变色反应方程式:

酚酞:其化学名称为3,3-双(4-羟基苯基)-1(3H)-异苯并呋喃酮, 其理论变色点为pH为,不同pH下酚酞的不同颜色见表2-3。

酚酞的结构:

表1-3 不同pH下酚酞的结构及颜色



实验二 工业纯碱中总碱度的测定(酸碱滴定法)

【实验目的】

1.掌握配制和标定HCl标准溶液的方法。

2.学习容量瓶、移液管的使用方法,进一步熟练酸式滴定管的操作方法。

3.掌握工业纯碱中总碱度测定的原理和方法。

【主要试剂和仪器】

仪器:酸滴定管;锥形瓶;容量瓶;移液管;烧杯;洗瓶。

试剂: 无水碳酸钠(基准物质,180 0C干燥2~3小时,然后放入干燥器内冷却后备用);浓HCl(相对密度,分析纯);%甲基橙水溶液;工业纯碱试样

【实验原理

碳酸钠是重要的化工原料之一,作为制造其他化学品的原料、清洗剂、洗涤剂,广泛应用于轻工日化、建材、化学工业、食品工业、冶金、纺织、石油、国防、医药等领域。工业碳酸钠,俗称纯碱、苏打或苏打粉,其主要成分为Na2CO3,其中可能还含有少量NaClNa2SO4NaOHNaHCO3等成分。工业纯碱总碱度的测定,通常是指用酸碱滴定法滴定主要成分Na2CO3和其他碱性杂质如NaOHNaHCO3等的含量,常用于检定纯碱的质量。可能发生的反应包括:

Na2CO3+2HCl = 2NaCl+ H2O+CO2

NaOH + HCl = NaCl+ H2O

NaHCO3+HCl = NaCl+ H2O+CO2

反应产物为 NaCl和H2CO3,化学计量点时pH为左右。可选用甲基橙为指示剂,用HCl标准溶液滴定至溶液由黄色变为橙色时,即为终点。

工业纯碱长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳,生成碳酸氢钠,并结成硬块。因此要将试样在2700C-3000C烘干2小时,除去试样中的水分,并使NaHCO3全部转化为Na2CO3。工业纯碱均匀性差,测定的允许误差可稍大。

浓盐酸易挥发出HCl气体,不能直接配制准确浓度的HCl标准溶液。配制盐酸标准溶液时需用间接配制法,先配制近似浓度的溶液,然后用基准物质标定其准确浓度。也可用另一已知准确浓度的标准溶液滴定盐酸溶液,再根据它们的体积比求得盐酸溶液的浓度。标定HCl溶液常用的基准物有无水碳酸钠和硼砂等。本实验以采用无水碳酸钠作为基准物质标定HCl溶液。由于滴定至计量点时溶液呈酸性(二元酸,pH≈),因此可采用甲基橙指示滴定终点。

基准物质是分析化学中用于直接配制标准溶液或标定滴定分析中操作溶液浓度的物质。 基准物质应符合五项要求:一是纯度(质量分数)应≥%;二是组成与它的化学式完全相符,如含有结晶水,其结晶水的含量均应符合化学式;三是性质稳定,一般情况下不易失水、吸水或变质,不与空气中的氧气及二氧化碳反应;四是参加反应时,应按反应式定量地进行,没有副反应;五是要有较大的摩尔质量,以减小称量时的相对误差。常用的基准物质有银、铜、锌、铝、铁等纯金属及氧化物、重铬酸钾、碳酸钾、氯化钠、邻苯二甲酸氢钾、草酸、硼砂等纯化合物。

【实验步骤】

1. mol·L-1 HCl溶液的配制及标定

mol·L-1 HCl溶液的配制同实验一。

准确称取 g无水碳酸钠,置于250 mL 锥形瓶中,加入20-30 mL水使其完全溶解。加入2-3滴%甲基橙指示剂,用待标定的HCl溶液滴定至溶液由黄色转变为橙色,即为终点,记录所消耗HCl溶液的体积。平行测定3次。

2.纯碱试样总碱度的测定

准确称取 g纯碱试样置于小烧杯中,加适量水使其完全溶解,定量转移250 mL容量瓶中,加水稀释至刻度,充分摇匀。

用移液管准确移取 mL纯碱样溶液于锥形瓶中,加入2-3甲基橙指示剂已标定的HCl标准溶液滴定至溶液由黄色转变为橙色,即为终点。记录所消耗HCl溶液的体积,平行测定3次。

实验数据记录及处理

写出有关公式,将实验数据和计算结果填入表2-1和2-2。根据记录的实验数据分别计算出HCl溶液的准确浓度和纯碱中碳酸钠的质量分数,并计算三次测定结果的相对标准偏差。对标定结果要求相对标准偏差小于%,对测定结果要求相对标准偏差小于%。

2-1 碳酸钠标定HCl

滴定编号

1

2

3

V HCl (mL)

m碳酸钠 (g)

C HCl (mol·L-1)

C HCl平均值(mol·L-1

相对平均偏差

相对标准偏差

2-2 纯碱中碳酸钠质量分数的测定

滴定编号

1

2

3

m纯碱试样

VHCl (mL)

V试样(mL)

纯碱中碳酸钠质量分数(%)

质量分数的平均值

相对平均偏差

相对标准偏差

请注意所有数据的有效数字

附注

1.反应本身由于产生H2CO3 会使滴定突跃不明显,致使指示剂颜色变化不够敏锐,因此,接近滴定终点之前,可加热煮沸溶液,并摇动以赶走CO2,冷却后再滴定。

2该品具有弱刺激性和弱腐蚀性。直接接触可引起皮肤和眼灼伤。使用时穿戴适当的防护服和手套;不慎与眼睛接触后,请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。

【思考题】

1.为什么HCl溶液不能直接配制标准溶液常用的基准物质有哪些

2.无水碳酸钠保存不当,吸收部分水分,对标定结果和总碱度测定结果分别有什么影响

【相关知识链接】

甲基知识介绍

物 质

分子结构

性质

分子量

变色范围

甲基

Methyl Orange

1份溶于500份水中,稍溶于水而呈黄色,易溶于热水,溶液呈金黄色,几乎不溶于乙醇

(红)~(橙)



实验 甲醛法测定铵态氮肥硫酸铵的含氮量(酸碱滴定法)

【实验目的】

1.掌握配制和标定NaOH标准溶液的方法。

2.进一步熟练碱式滴定管的操作方法。

3.掌握甲醛法测定铵态氮肥硫酸铵含氮量的原理和方法。

【主要试剂和仪器】

仪器:碱式滴定管;锥形瓶;容量瓶;移液管;烧杯;洗瓶

试剂:邻苯二甲酸氢钾(基准物质,100-1250C干燥1小时,然后放入干燥器内冷却后备用);NaOH固体;1:1(或20%)甲醛溶液;%甲基红乙醇溶液;%酚酞乙醇溶液;硫酸铵试样。

【实验原理

硫酸铵是常用的无机含氮化肥之一,其含氮量的测定在农业分析中占据重要的地位。由于铵盐中NH4+的酸性太弱,Ka=×10-10,不能用NaOH标准溶液直接准确滴定。常使用甲醛法测定硫酸铵中含氮量。将硫酸铵与甲醛作用,定量生成六次甲基四铵盐(Ka= xl0-6)和H+,使弱酸强化。反应按下式定量进行:

4NH4++ 6HCHO=(CH2)6N4H++ 3H++ 6H2O

所生成的H+ 和(CH2)6N4H+以酚酞为指示剂,可用NaOH标准溶液滴定。

由上述反应可知,4 mol的NH4+与甲醛作用,生成4 mol酸(包括3 mol H+和1mol(CH2)6N4H+),将消耗4 mol NaOH,即nNH4+/nNaOH=1则氮的质量分数式计算:

甲醛法操作便捷快速,在生产实际中应用较多,但其准确度较蒸馏法差,适用于强酸铵盐中含氮量的测定。本实验采用甲醛法测定铵态氮肥硫酸铵中含氮量。

NaOH固体腐蚀性强,易吸收空气中水分和CO2,因此不能直接配制准确浓度的NaOH标准溶液。只能先配制近似浓度的溶液,然后用基准物质标定其准确浓度。也可用另一已知准确浓度的标准溶液滴定该溶液,再根据它们的体积比求得该溶液的浓度。常用的基准物质有邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4,简写为KHP)和草酸(H2C2O4·2H2O)等。由于邻苯二甲酸氢钾易制得纯品,在空气中不吸水且易于保存,摩尔质量较大,因此应用更为广泛。用KHP标定NaOH溶液时反应如下:

HP- + OH- =P2- + H2O

由于滴定至计量点时溶液呈碱性(二元碱,pH≈9),因此可采用酚酞指示剂指示滴定终点。

【实验步骤】

1. mol·L-1 NaOH溶液的配制及标定

mol·L-1 NaOH溶液的配制同实验一。

准确称取 g邻苯二甲酸氢钾,置于250 mL 锥形瓶中,加入20-30 mL水,微热使其完全溶解。待溶液冷却后,加入2-3 滴%酚酞指示剂,用待标定的NaOH溶液滴定至溶液呈微红色,半分钟内不褪色,即为终点(如果较长时间微红色慢慢褪去,是由于溶液吸收了空气中的二氧化碳所致),记录所消耗NaOH溶液的体积。平行测定3次。

2.甲醛溶液的处理

甲醛因被氧化其中常含有微量酸,使分析结果偏高,应事先中和除去。处理方法如下:取原瓶装甲醛上层清液于烧杯中,加水稀释一倍,摇匀。加入1-2滴%酚酞指示剂,用 mol·L-l NaOH溶液中和至甲醛溶液呈红色。

3.(NH4)2SO4试样中含氮量的测定

在电子天平上准确称取 g (NH4)2SO4试样置于小烧杯中,加适量水溶解,定量转移250 mL容量瓶中,加水稀释至刻度,充分摇匀。

用移液管准确移取 mL铵盐样溶液于锥形瓶中,依次加入10 mL 已中和处理的20%溶液,2-3%酚酞指示剂,摇匀放置1min,用已标定的NaOH标准溶液滴定至溶液呈微红色为终点。记录所消耗NaOH溶液的体积,平行测定3次。

实验数据记录及处理

写出有关公式,将实验数据和计算结果填入表3-1和3-2。根据记录的实验数据分别计算出NaOH溶液的准确浓度和硫酸铵中氮的质量分数,并计算三次测定结果的相对标准偏差。对标定结果要求相对标准偏差小于%,对测定结果要求相对标准偏差小于%。

3-1 邻苯二甲酸氢钾标定氢氧化钠

滴定编号

1

2

3

VNaOH (mL)

m邻苯二甲酸氢钾 (g)

CNaOH (mol·L-1)

CNaOH平均值(mol·L-1)

相对平均偏差

相对标准偏差

3-2 硫酸铵中氮的质量分数的测定

滴定编号

1

2

3

m硫酸铵试样

VNaOH (mL)

V试样(mL)

硫酸铵中氮的质量分数(%)

质量分数的平均值

相对平均偏差

相对标准偏差

请注意所有数据的有效数字

【思考题】

1.为什么铵盐中的测定不能用NaOH标准溶液直接测定

2.中和甲醛及(NH4)2SO4试样中的游离酸时,为什么要采用不同的指示剂

3.本实验中加入甲醛的体积是否需要准确(用量筒还是移液管)

4.能否用甲醛法测定NH4Cl、NH4NO3NH4HCO3中含氮量,为什么其中NH4NO3含氮量WN如何表示

附注

若试样中含有游离酸,也应事先加以中和。处理方法如下:于试样中加入1-2滴%甲基红指示剂,用NaOH标准溶液滴定至试液颜色由红色变为黄色即为终点。

【相关知识链接】

甲基、酚酞知识介绍

物 质

分子结构

性质

分子量

变色范围

甲基

Methyl red

有光泽的紫色结晶或红棕色粉末。熔点180-182。易溶于乙醇、冰醋酸,几乎不溶于水。

(红)~(黄)

酚酞

Phenolphthalein

酚酞为白色粉末。熔点258-262℃。溶于乙醇、乙醚,溶于稀碱溶液呈深红色,不可溶于水,无臭,无味。

(无色)~(红)

含氮量测定(蒸馏法)

试样用浓H2SO4消化分解(有时需加入催化剂),使各种含氮化合物都转化为NH4+,加过量的浓NaOH并加热,将NH4+以NH3的形式蒸馏出来。用过量的H3BO3溶液吸收释放出的NH3,然后采用甲基红与溴甲酚绿的混合指示剂,用标准酸溶液直接滴定吸收液中生成的H2BO3-,至灰色即为终点。H3BO3的酸性极弱,它可以吸收NH3,但不影响滴定,故不需要定量加入。根据消耗的酸的体积和浓度,即可计算出氮的质量分数。也可以用一定量过量的HCl或H2SO4标准溶液吸收,然后用碱标准溶液返滴定过量的酸,即可求出试样中氮的质量分数。显然前一种方法更为简便。蒸馏法虽较准确,但其蒸馏定氮过程十分繁琐耗时。

实验 自来水的总硬度的测定(络合滴定

【实验目的】

1. 掌握配制和标定EDTA标准溶液的方法。

2. 掌握铬黑T指示剂的使用条件和确定终点的方法

3. 掌握配位滴定法测定水的总硬度的原理和方法

4. 了解掩蔽干扰离子的条件及方法。

【主要试剂和仪器】

仪器:酸式滴定管;锥形瓶;容量瓶;移液管;烧杯;洗瓶。

试剂:碳酸钙(基准物质,120 0C干燥2小时,然后放入干燥器内冷却后备用);乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA);铬黑T指示剂;NH3-NH4Cl缓冲溶液( pH10)三乙醇胺(1: 2);1: 1 HCl溶液

【实验原理

水的总硬度是指水中所含离子,它是水质的一项重要指标。对于水的总硬度,各国表示方法有所不同,我国目前采用将水中钙、镁离子的总量折算成 CaCO3含量来表示硬度(单位为mgL-1或mmol・L-l)和将水中钙、镁离子总量折算成CaO的含量来表示总硬度(单位为德国度,10=10 mgL-1CaO)

测定水的总硬度一般采用EDTA滴定法。pH10的氨性缓冲溶液中,以铬黑T为指示剂,用EDTA标准溶液滴定钙离子总量。铬黑T和EDTA都能和Ca2+、Mg2+形成配合物,其配合物稳定性顺序为:[CaY]2- > [MgY]2- > [MgIn]- > [CaIn]-。在化学计量点前加入铬黑T后,部分Mg2+与铬黑T形成配合物使溶液呈紫红色。

用EDTA滴定时,EDTA先与Ca2+和游离Mg2+反应形成无色的配合物,化学计量点时,EDTA夺取指示剂配合物中的Mg2+使指示剂游离出来,溶液紫红色变成蓝色即为终点。

滴定前: Mg2+ + HIn2-←→ [MgIn]- + H+

蓝色 红色

化学计量点前: Ca2+ + H2Y2-←→[CaY]2- + 2H+

Mg2+ + H2Y2-←→[MgY]2- + 2H+

化学计量点时: [MgIn]- + H2Y2- ←→ [MgY]2- + HIn- + H+

红色 蓝色

根据消耗的EDTA 标准溶液的体积计算水的总硬度。

水样中,常存在 Fe3+,A13+ Cu2+,Pb2+,Zn2+ ,Mn2+等金属离子,将会影响对终点的干扰甚至使滴定不能进行。滴定时可采用三乙醇胺掩蔽Fe3+,A13+等干扰离子;以Na2S或巯基乙酸掩蔽Cu2+,Pb2+,Zn2+等干扰离子。Mn2+的干扰可用盐酸羟胺消除。

铬黑T和Mg2+显色灵敏度高于Ca2+的显色灵敏度,当水样中镁的含量较低时,指示剂在终点的变色不敏锐。为了提高滴定终点的敏锐性,氨性缓冲溶液中可加入一定量的Mg2+-EDTA(Mg-Y2-, MgY2-)予以改善或者使用K-B混合指示剂指示终点(紫红至蓝绿)

乙二胺四乙酸简称EDTA或EDTA酸,用H4Y表示,是白色、无味的结晶性粉末,不溶于冷水、乙醇及一般有机溶剂,微溶于热水,溶于氢氧化钠,碳酸钠及氨的溶液。实验中一般用乙二胺四乙酸二钠盐代替EDTA,一般简称为EDTA或者EDTA二钠盐,用Na2H2Y·2H2O表示,其在水中的溶解度较大。市售的EDTA二钠盐中含有EDTA酸和水分,如不经过精制和烘干,就不能采用直接配制法配制标准溶液。EDTA溶液标定时要根据测定对象的不同,选择不同的基准物质来标定。常用的基准物质有纯金属如Zn,Cu,Pb等;化合物如ZnO,CaCO3,PbO,MgSO4·7H2O等。标定EDTA时,应尽量选择与被测组分相同的基准物质,使标定和测定的条件一致,可减少测量误差。

测定水的总硬度时,常用CaCO3基准物质标定EDTA溶液的浓度,反应条件与测定时一致。标定时,为了改善滴定终点的变色敏锐度,可在钙标准溶液中加入少量的Mg2+-EDTA溶液。

【实验步骤】

1. mol·L-1 EDTA溶液的配制及标定

1 mol·L-1 EDTA溶液的配制

在台秤上称量的EDTA二钠盐固体于小烧杯中,加入约50 mL水,微热使其完全溶解。冷却后转入500 mL 试剂瓶(如需保存,则用聚乙烯瓶)中,用水涮洗烧杯23次,并将涮洗液并入试剂瓶,继续加水至总体积约为500 mL,盖好瓶口,摇匀,贴上标签。

2 mol·L-l钙标准溶液的配制

准确称取一定质量()CaCO3于小烧杯中,加几滴水使其成糊状。盖上表面皿,由烧杯嘴沿杯壁慢慢滴加3-5 mL 1:1 HCl,反应剧烈时稍停,手指按住表面皿略为转动烧杯底,使试样完全溶解。加入约20 mL水,盖上表面皿,用小火加热钙溶液沸腾约2 min,逐去CO2。冷却后,用水吹洗表面皿的凸面和烧杯壁,将洗涤液全部定量转入250 mL容量瓶,用稀释至刻度,摇匀。

3EDTA溶液的标定

用移液管准确移取 mL 钙标准溶液250 mL锥形瓶中,依次加入2 mL MgY2-溶液,5 mL 氨性缓冲溶液和1-2铬黑T指示剂,摇匀。立即EDTA溶液滴定至溶液纯蓝色为终点。记录所消耗EDTA溶液的体积,平行测定3次。

4水样总硬度的测定

打开水龙头,放水数分钟用已洗干净的试剂瓶接水样,备用。量筒量100 mL水样锥形瓶中,加5 mL三乙醇胺(若水样含有重金属离子,需加入5mL Na2S溶液),加入10 mL 氨性缓冲溶液及2-4滴铬黑T指示剂,摇匀,立即用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色即为终点。记录所消耗EDTA溶液的体积,平行测定3次。

实验数据记录及处理

写出有关公式,将实验数据和计算结果填入表4-1和4-2根据记录的实验数据分别计算出Ca2+标准溶液浓度、EDTA溶液的准确浓度和水的总硬度(以德国度表示),并计算三次测定结果的相对标准偏差。对标定结果要求相对标准偏差小于%,对测定结果要求相对标准偏差小于%。

4-1 钙标准溶液标定EDTA

滴定编号

1

2

3

CCa2+

VCa2+ (mL)

VEDTA (mL)

CEDTA(mol·L-1)

CEDTA平均值(mol·L-1)

相对平均偏差

相对标准偏差

4-2 水的总硬度

滴定编号

1

2

3

VEDTA (mL)

V水样 (mL)

总硬度(度)

总硬度平均值

相对平均偏差

相对标准偏差

请注意所有数据的有效数字

【思考题】

1.水的总硬度测定时,加入缓冲溶液的作用是什么当水的总硬度较大时,加入氨性缓冲溶液会出现什么情况

2什么样的水样应加入Mg2+- EDTA溶液,Mg2+- EDTA的作用是什么对测定结果有影响

3. 掩蔽Al3+和Fe3+要在什么情况下加入,为什么为什么掩蔽剂要在指示剂之前加入

【相关知识链接】

EBT指示剂知识介绍

物 质

分子结构

性质

分子量

变色范围

铬黑T Eriochrome black T(EBT)

棕黑色粉末,溶于热水,冷却后成红棕色溶液,略溶于乙醇,微溶于丙酮。常用的金属指示剂,测定钙、镁、钡、铟、锰、铅、钪、锶、锌和锆等。

(红)~(橙)



实验 铅、铋混合液中铅、铋含量的连续滴定(络合滴定法)

【实验目的】

1.掌握通过控制不同溶液酸度连续测定铅、铋离子的原理和方法

2.掌握二甲酚橙指示剂的使用条件和确定终点的方法

【主要试剂和仪器】

仪器:酸式滴定管;锥形瓶;容量瓶;移液管;烧杯;洗瓶。

试剂:ZnO(基准物质,在800 0C灼烧至恒重,然后放入干燥器内冷却后备用);乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA);%二甲酚橙(XO)水溶液;20%六亚甲基四胺[(CH2 )6N4]溶液(pH ,称取200g溶于水,加入40 mL 浓盐酸,稀释至1L); 1:1 HCl溶液 moI·L-1 NaOH溶液 moI·L-1 HNO3溶液精密pH试纸(pH值为~)待测铅、铋试液·L-1,称取 g Pb(NO3)2和 g Bi(NO3)3于烧杯中,加入31 mL moI·L-1 HNO3 溶液,加热使其完全溶解,稀释至1L)。

【实验原理

Bi3+和Pb2+均可与EDTA形成稳定的1: 1型配合物,且彼此的稳定性差别很大lgKBiY=lgKPbY=lgK=lgKBiY -lgKPbY =27. 9-18. 0=8. 9>5,因此有可能在Pb2+存在条件下选择适当的条件测定Bi3+二甲酚橙(XO)在pH<6时呈黄色,与Bi3+和Pb2+均能形成紫红色配合物,且与Bi3+的配合物更稳定,因此可作为Bi3+与Pb2+连续滴定的指示剂。

本实验通过控制溶液酸度的方法在一份试液中连续滴定Bi3+与Pb2+。测定时先将试液酸度调节至pH≈1,此时由于EDTA和二甲酚橙的酸效应较大,EDTA和二甲酚橙均不与Pb2+反应,而Bi3+与两者反应;加入XO指示剂,此时溶液呈紫红色,然后用EDTA标准溶液滴定至试液颜色由紫红色经红色、橙色突变至亮黄色即为第一个终点,根据消耗EDTA标准溶液的体积及相关数据可计算出试样中Bi的含量

在上述试液中加入六亚甲基四胺[(CH2 )6N4],调节试液pH值为5-6,此时试液Pb2+与XO反应,形成紫红色配合物,继续用EDTA标准溶液滴至试液颜色再次突变至亮黄色即为第二个终点,根据消耗EDTA标准溶液的体积及相关数据,可以计算出试样中Pb的含量。

为了使标定与测定在相同的实验条件下进行,采用ZnO基准物质标定EDTA溶液浓度,二甲酚橙为指示剂。测定在pH为5~6的六亚甲基四胺[(CH2 )6N4]缓冲溶液中进行,终点颜色变化与试液测定一致。

【实验步骤】

1. mol·L-1 EDTA标准溶液的配制与标定

1 mol·L-1 EDTA溶液的配制

在台秤上称量一定量的EDTA二钠盐固体于小烧杯中,加入约50 mL水,微热使其完全溶解后,冷却后转入500 mL 试剂瓶(如需保存,则用聚乙烯瓶)中,用水涮洗烧杯23次,并将涮洗液并入试剂瓶,继续加水至总体积约为500 mL,盖好瓶口,摇匀,贴上标签。

2 mol·L-l 的锌标准溶液的配置

准确称取一定质量( g)ZnO于小烧杯中,加几滴水使其成糊状,逐滴递加3-5 mL

1:1 HCl,略为转动烧杯底,使试样完全溶解。溶液定量转入250 mL容量瓶,用稀释至刻度,摇匀。

3EDTA溶液的标定

用移液管准确移取 mL Zn2+标准溶液250 mL锥形瓶中,加入1-2滴二甲酚橙指示剂,逐滴滴加六亚甲基四胺溶液使试液呈现稳定的紫红色后,再过量加入5 mL六亚甲基四胺溶液。用EDTA溶液滴定至溶液由紫红色突变至亮黄色为终点。记录所消耗EDTA溶液的体积,平行测定3次。

2.Bi3+、Pb2+待测试液的测定

移取 mL铅、铋待测试液锥形瓶中,加入10 mL HNO3溶液和1-2滴二甲酚橙指示剂,用EDTA溶液滴定至由紫红色突变至亮黄色即为第一终点,记录消耗EDTA溶液的体积V1 mL

在上述滴定试液中,补加二甲酚橙指示剂1-2滴,逐滴滴加六亚甲基四胺溶液使试液呈现稳定的紫红色后,再过量加入5 mL六亚甲基四胺溶液。使溶液由亮黄色变为紫红色,继续用EDTA标准溶液滴定至由紫红色再次突变至亮黄色即为第二终点,记录消耗EDTA溶液的体积V2 mL。平行测定三次

实验数据记录及处理

写出有关公式,将实验数据和计算结果填入表5-1和5-2。根据V1、V2及相关数据计算Zn2+标准溶液浓度、EDTA标准溶液浓度、待测试液中Bi3+、Pb2+的含量(以质量浓度P/g·L-1表示),并计算三次测定结果的相对标准偏差。对标定结果要求相对标准偏差小于%,对测定结果要求相对标准偏差小于%。

5-1 Zn2+标准溶液标定EDTA

滴定编号

1

2

3

CZn2+ (mol·L-1)

VZn2+ (mL)

VEDTA (mL)

CEDTA(mol·L-1)

CEDTA平均值(mol·L-1)

相对平均偏差

相对标准偏差

5-2 Bi3+、Pb2+的含量

滴定编号

1

2

3

V1EDTA (mL)

V试样 (mL)

PBi(g·L-1)

PBi平均值 (g·L-1)

相对平均偏差

相对标准偏差

V2EDTA (mL)

PPb(g·L-1)

PPb平均值 (g·L-1)

相对平均偏差

相对标准偏差

请注意所有数据的有效数字

【思考题】

1.滴定Bi3+需控制溶液酸度pH≈l,若酸度过低或过高对测定结果有何影响实验中是如何控制所需酸度的

2.滴定Pb2+前要调节pH≈5,为什么用(CH2 )6N4而不使用强碱或氨水、乙酸钠等弱碱(CH2 )6N4加入量过多或过少会对滴定产生什么影响

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二甲酚橙知识介绍

物 质

分子结构

性质

分子量

变色范围

二甲酚橙xylenol orange (OX

红棕色结晶性粉末。易吸湿。易溶于水,不溶于无水乙醇。水溶液为红色,酸性溶液中为柠檬黄色,金属络合物为鲜红色,碱性溶液中为红紫色。二甲酚橙作为指示剂常配成%的水溶液使用。

pH>时,它呈现红色;pH<时,呈现黄色;pH=pKa=时,呈现中间颜色。二甲酚橙与金属离子形成的配合物都是红紫色,因此它只适用于在pH<6的酸性溶液中



实验水样中化学需氧量的测定(高锰酸钾法)

【实验目的】

掌握用高锰酸钾法测定水中化学需氧量(COD)的原理和方法。

【主要试剂和仪器】

试剂:1.·L-1 KMnO4溶液(A液)2. ·L-1 KMnO4 溶液(B液)。3.13硫酸。4. 在105-110℃烘干一小时并冷却的草酸钠基准试剂。

仪器:水浴装置,锥形瓶台秤,电子天平,250mL烧杯,250mL锥形瓶,500mL烧杯,25mL移液管,250mL容量瓶,洗瓶,酸碱滴定管,胶头滴管,玻璃棒,镊子,烘干箱,称量瓶,50mL小烧杯。

【实验原理】

化学需氧量(COD)是在一定条件下,采用一定的强氧化剂处理水样时,所消耗的氧化剂的量;它是水中还原性物质多少的一个指标。COD越大说明水体被污染的程度越重。

水样COD 的测定,会因加入氧化剂的种类和浓度、反应溶液的温度、酸度和时间,以及催化剂的存在与否而得到不同的结果。因此,COD 是一个条件性的指标,必须严格按操作步骤进行测定。COD 的测定有几种方法,对于污染较严重的水样或工业废水,一般用重铬酸钾法或库仑法,对于一般水样可以用高锰酸钾法。由于高锰酸钾法是在规定的条件下所进行的反应,所以水中有机物只能部分被氧化,并不是理论上的全部需氧量,也不能反映水体中总有机物的含量。因此,常用高锰酸盐指数这一术语作为水质的一项指标,以有别于重铬酸钾法测定的化学需氧量。高锰酸钾法分为酸性法和碱性法两种,本实验以酸性法测定水样的化学需氧量——高锰酸盐指数,以每升多少毫克O2表示。

水样加入硫酸酸化后,加入一定量的KMnO4溶液,并在沸水浴中加热反应一定时间。然后加入过量的Na2C2O4 标准溶液,使之与剩余的KMnO4充分作用。再用KMnO4溶液回滴过量的Na2C2O4,通过计算求得高锰酸盐指数值。

反应方程式:

测定: 4MnO4-+ 5C+ 12 H+ =4Mn2++5 CO2↑+6H2O

标定: 2 MnO4-+ 5C2O42-+ 16H+=2Mn2++10 CO2↑+8H2O

MnO4-与C2O42-反应的注意事项:三度一点

三度:反应温度:70-80℃;温度低则反应慢;温度高则H2C2O4分解。

反应酸度:强酸性介质(硫酸介质)。若酸度过低则MnO4-被还原为MnO2;酸度高则H2C2O4分解。

滴定速度:先慢后快再慢。一开始滴定速度要慢,否则MnO4-会分解:

4MnO4-+ 12 H+ =4Mn2++5 O2↑+6H2O

随着反应进行,生成的Mn2+是反应的自催化剂,可催化反应速度加快,临近滴定终点,反应速度接着放慢。

一点:滴定终点:滴定终点颜色出现半分钟不退色即为终点到达。

【实验步骤

1.配制150mL ·L-1 KMnO4溶液(A液) 在天平上称取 KMnO4于500mL烧杯中,加入约170mL水,盖上表面皿,加热至沸并保持微沸状态15~20min,中间可补充适量水,使溶液最后体积在150mL左右。于暗处放置7~10d后,用G4号(新牌号P16)微孔玻璃漏斗滤去溶液中MnO2等杂质,滤液贮存于有玻璃塞的棕色瓶中,摇匀后置于暗处保存,贴上标签。若将溶液煮沸后在沸水浴上保持1h,冷却并过滤后即可进行标定。

2.配制 500mL ·L-1 KMnO4 溶液(B液) 用50mL的量筒量取 A液于500mL试剂瓶,用新煮沸且刚冷却的蒸馏水稀释、定容并摇匀,避光保存,临时配制。

3.配制250mL ·L-1 Na2C2O4标准溶液 准确称量~ Na2C2O4于小烧杯中,加适量水使其完全溶解后以水定容于250mL容量瓶中。

4. COD的测定 用量筒量取100mL充分搅拌的水样于锥形瓶中,加入5mL 1:3 H2SO4溶液和几粒玻璃珠(防止溶液暴沸),由滴定管加入 KMnO4 B液,立即加热至沸腾。从冒出的第一个大气泡开始,煮沸(红色不应褪去)。取下锥形瓶,放置~1min,趁热由碱式滴定管准确加入Na2C2O4标准溶液,充分摇匀,立即用 KMnO4 B液进行滴定。随着试液的红色褪去加快,滴定速度亦可稍快,滴定至试液呈微红色且不褪去即为终点,消耗体积为V1,此时试液的温度应不低于60℃。

5.标定B液的浓度 取步骤4滴定完毕的水样,加入1:3 H2SO4溶液2mL,趁热(75~85℃)准确移入 Na2C2O4标准溶液,摇匀。再用KMnO4 B液滴定至终点,记录所用滴定剂的体积,体积记录为V2

实验数据记录及处理

写出有关公式,将实验数据和计算结果填入表6-1中。计算出水中化学需氧量的大小,并计算三次测定结果的相对标准偏差。对标定结果要求相对标准偏差小于%,对测定结果要求相对标准偏差小于%。

表6-1 数据记录表格如下:

滴定编号

1

2

3

V1 (mL)

V2 (mL)

COD值

COD平均值

相对平均偏差

相对标准偏差

COD计算公式如下:

COD(O2,mg/L)=

注意事项

在水浴加热完毕后,溶液仍应保持淡红色,如变浅或全部褪去,说明高锰酸钾的用量不够。此时,应将水样稀释倍数加大后再测定。

【思考题】

1.本实验的测定方法属于何种滴定方式为何要采取这种方式

2.水样中C1含量高时为什么对测定有干扰应如何消除

3.测定水中的COD有何意义有哪些测定方法

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水的需氧量大小是水质污染程度的重要指标之一。它分为化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)两种。COD 反映了水体受还原性物质污染的程度,这些还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。水被有机物污染是很普遍的,因此COD 也作为有机物相对含量的指标之一。

实验七 注射液中葡萄糖含量的测定(碘量法)

【实验目的

1.掌握碘标准溶液Na2S2O3配制、保存及标定方法。

2掌握间接碘量法测定葡萄糖含量的方法和原理。

【主要试剂及仪器】

试剂:KI固体;10%KI溶液; Na2S2O3标准溶液( mol・ L-l):称取13 g Na2S2O3·5H2O溶于500 mL新煮沸且刚冷却的蒸馏中,加入约的Na2CO3; HCl溶液(6 mol・ L-l)NaOH溶液 mol・ L-l)葡萄糖注射液(0. 50%);K2Cr2O7标准溶液;淀粉溶液%):称取 g可溶性淀粉,用少量水调成糊状,慢慢加入到100 mL沸腾的蒸馏水中,继续煮沸至溶液透明为止。

仪器:50mL碱式滴定管,移液管,100mL烧杯,容量瓶

【实验内容】

碘量法是氧化还原滴定中常用的测定方法之一,在碘量法中,常用的两种试剂I2Na2S2O3。纯I2可以作为基准物质使用,按照直接法来配制标准溶液。

碘量法均采用淀粉溶液指示终点,本实验使用的是间接碘量法,使碘与淀粉形成的蓝色物质颜色褪去作为滴定终点的达到,指示剂应该在临近终点时加入。

碱性溶液中,I2可歧化成IO-和I-,IO-能定量地将葡萄糖(C6H12O6)氧化成葡萄糖酸( C6H12O7),未与C6H12O6作用的IO-进一步歧化为IO3-和I-,溶液酸化后,IO3-又与I-作用析出I2,用Na2S2O3标准溶液滴定析出的I2,由此可计算出C6H12O6的含量,有关反应式如下:

I2的歧化:I2 +2OH- =IO- +I- +H2O

C6H1206和IO-定量作用:C6H12O6+IO- =I-+ C6H12O7

总反应式:I2+C6H12O6 +2OH -= C6H12O7 +2I-+ H2O

C6H12O6作用完后,剩下未作用的IO-在碱性条件下发生歧化反应:

3IO-= IO3- +2I-

在酸性条件下:IO3- +51- +6H+ =3I2 +3H2O

析出过量的I2可用标准Na2S2O3溶液滴定:I2 +2S2O32- =2I-+ S4O62-

由以上反应可以看出一分子葡萄糖与一分子NaIO作用,而一分子I2产生一分子NaIO,也就是一分子葡萄糖与一分子I2相当。由此可以作为定量计算葡萄糖含量的依据。

【实验步骤

1.・ L-lK2Cr2O7溶液的配制:电子天平上称量 K2Cr2O7于小烧杯中,溶解定容于250mL容量瓶中。

2. mol·L-l I2标准溶液的配制和浓度测定

(1)配制:称取 g I2于小烧杯中,加6 g KI,先用约30 mL水溶解,待I2完全溶解后,稀释至250 mL,摇匀,贮于棕色瓶中,放至暗处保存。

(2)标定Na2S2O3溶液:

移取 mL ・ L-lK2Cr2O7溶液于250mL锥形瓶中,加入10mL 10% KI溶液和5mL 6mol・ L-lHCl (注意:不可三份同时加入),用表面皿盖上瓶口,摇匀,于暗处放置5min。取出后,加入50-100mL蒸馏水(稀释的原因是减少溶液中过量I-被氧化的速度;避免Na2S2O3的分解反应),立刻用需标定的Na2S2O3溶液滴定至试液为黄绿色(为什么),加入2mL淀粉溶液(避免较多的I2于淀粉结合),继续滴定至蓝色消失(溶液为亮绿色),即为终点,记录所消耗滴定剂的体积,平行测定3次,求出Na2S2O3溶液浓度。

(3)I2标准溶液的浓度测定:

移取 mL I2溶液于250 mL锥形瓶中,加50 mL蒸馏水稀释,用已标定好的Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈浅黄色,再加入2 mL淀粉溶液,继续滴定至蓝色刚好消失即为终点。记下消耗的Na2S2O3溶液体积。平行测定3份,计算I2溶液的浓度。

3.葡萄糖含量的测定

移取 mL 稀释后的葡萄糖注射液%)于250 mL锥形瓶中,准确加入 mol· L-l I2标准溶液 mL(记录准确读数),慢慢滴加2mol· L-l NaOH (如果滴加NaOH过快就会使生成的IO-来不及氧化葡萄糖就发生了歧化反应,生成了不与葡萄糖反应的I-和IO3-, 使测定结果偏低)。边加边摇,直至溶液呈淡黄色(加碱的速度不能过快,否则生成的IO-来不及氧化C6H12O6,使测定结果偏低)。用小表面皿将锥形瓶盖好,放置10 ~ 15 min.然后加2 mL 6 mol· L-lHCl使溶液成酸性,并立即用Na2S2O3溶液滴定,至溶液呈浅黄色时,加入淀粉指示剂2 mL,继续滴至蓝色刚好消失即为终点,记下滴定读数。平行滴定3份,计算葡萄糖的含量。

【实验数据记录及处理】

写出有关公式,将实验数据和计算结果填入表7-1、7-2和7-3。根据滴定所消耗的体积分别计算Na2S2O3溶液、I2标准溶液的浓度和葡萄糖含量,并计算三次测定结果的相对标准偏差。对标定结果要求相对标准偏差小于%,对测定结果要求相对标准偏差小于%。

表7-1 Na2S2O3溶液浓度

滴定编号

1

2

3

V Na2S2O3 (ml)

C Na2S2O3 (mol·L-1)

平均浓度

相对标准偏差

表7-2 I2标准溶液的浓度测定

滴定编号

1

2

3

V Na2S2O3 (ml)

C I2 (mol·L-1)

平均浓度

相对标准偏差

表7-3 葡萄糖含量的测定

滴定编号

1

2

3

V Na2S2O3 (ml)

葡萄糖的浓度(mol·L-1)

平均浓度

相对标准偏差

注意事项:Na2S2O3溶液滴定I2标准溶液至终点,试液放置5-10 min会变蓝,这是由于溶液中过量I-被空气氧化的缘故。如滴定后试液变蓝且不断加深,则说明Cr2O72-与I-的反应不完全,稀释溶液过早,应重做。

思考题

1.配制I2溶液时为何加入KI 为何要先用少量水溶解后再稀释至所需体积

2.为什么在氧化葡萄糖时加碱的速度要慢,且加完后要放置一段时间,而在酸化后要立即用Na2S2O3滴定

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Na2S2O3标准溶液( mol・ L-l):

硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)一般都含有少量S、Na2SO4Na2CO3及NaCl等杂质,同时还容易风化和潮解,通常先配制近似浓度的Na2S2O3溶液,用间接碘法来标定Na2S2O3溶液的浓度。 Na2S2O3溶液不稳定,容易与空气中的氧气、水中的CO2作用,以及微生物作用分解,导致浓度的变化。因此需用新煮沸后冷却好的蒸馏水配制;配好的Na2S2O3溶液应贮于棕色瓶中,放置暗处,长时间不用应重新进行标定。

Na2S2O3不能用直接配制法配制的主要原因是:

(1)细菌或微生物的作用:S2O32- = S+ SO32-

(2)水中CO2的作用:S2O32-+ CO2+H2O= HSO3-+ S + HCO3-

(3)空气的氧化作用:2S2O32-+ O2=2SO42-+ 2S

葡萄糖的结构

I2标准溶液的配制:

I2微溶于水中,一般在配制I2标准溶液时常将I2溶解于KI溶液中,由于溶解度大大增加,使得I2的挥发性大为减小,配好的I2标准溶液应储存于棕色玻璃瓶中,置冷暗处保存,防止I2的升华。

实验八 可溶性氯化物中氯含量的测定(莫尔法)

实验目的

1学习AgNO3标准溶液的配制和标定。

2掌握莫尔法测定氯的原理和方法。

【主要试剂和仪器】

试剂:NaCl基准试剂:使用前在500~600℃灼烧30 min,置于干燥器中冷却。AgNO3化学纯。K2CrO4溶液5%。NaCl试样:粗食盐。 mol・ L-l AgNO3溶液

仪器:电子天平,250mL烧杯,250mL锥形瓶,500mL烧杯,25mL移液管,250mL容量瓶,洗瓶,酸碱滴定管,胶头滴管,玻璃棒,镊子,烘箱,称量瓶,50mL小烧杯。

【实验原理】

可溶性氯化物中氯含量的测定常采用莫尔法,此方法是在中性或弱碱性溶滚中,以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液进行滴定。Ag+先与Cl-生成白色沉淀,过量一滴AgNO3溶液即与指示剂CrO42 -生成Ag2CrO4砖红色沉淀,指示终点,主要反应如下:

Ag+ +Cl-= AgCI↓() Ksp=×10-10

2Ag+ + CrO42 -= Ag2CrO4↓(砖红) Ksp=×10-12

最适宜的pH范围是~如有NH4+存在pH需控制在~之间。

指示剂的用量对滴定有影响,一般以5×10-3 mol・ L-l为宜。有时须作指示剂的空白校正,取2 mL K2 CrO4溶液,加水100 mL,加与AgCl沉淀量相当的无Cl-的CaCO3,以制成和实际滴定相似的浑浊液,滴入AgNO3溶液至与终点颜色相同。

能与Ag+生成沉淀或与之配位的阴离子都干扰测定;能与指示剂CrO42-生成沉淀的阻离子也干扰测定;大量的有色离子将影响终点观察;易水解生成沉淀的高价金属离子也干扰测定。

【实验步骤

1. mol・L-lNaCl标准溶液的配制

准确称取~基准试剂NaCl于小烧杯中,用蒸馏水溶解后,转移至250mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀,定容

2 mol・L-l AgNO3溶液的配制及标定

称取 g AgNO3,溶解于500 mL不含Cl-的蒸馏水中,贮于带玻璃塞的棕色试剂瓶中,放置暗处保存。

准确移取NaCl标准溶液 mL于250 mL锥形瓶中,加水25 mL,5% K2CrO4 1 mL,在不断摇动下,用AgNO3溶滚滴定至溶液呈砖红色,即为终点。平行测定3份,计算AgNO3溶液的准确浓度。

3.氯含量的测定

准确称取~ NaCl试样于小烧杯中,加水溶解后,定容于250 mL容量瓶中。

准确移取 mL NaCl试液于250 mL锥形瓶中,加水25 mL,5% K2CrO4 1mL断摇动下,在不断摇动下,用AgNO3标准溶液滴定至溶液呈砖红色,即为终点。平行测定3份,计算试样中氯含量。

实验结束后,盛装AgNO3的滴定管应先用蒸馏水冲洗2~3次,再用自来水冲洗,以免产生AgCl沉淀,难以洗净。含银废液应予以回收,不得随意倒入水槽。

实验数据记录及处理

数据 序号

项目

1

2

3

m (NaCl)/ g

V AgNO3初读数/mL

VAgNO3终读数/mL

VAgNO3/mL

CAgNO3/mol/L

C AgNO3/mol/L

∣di∣

相对平均偏差%

数据 序号

项目

1

2

3

m (试样NaCl)/ g

V AgNO3初读数/mL

VAgNO3终读数/mL

VAgNO3/mL

Cl %

Cl %

∣di∣

相对平均偏差%

计算公式:

【思考题】

1 K2CrO4指示剂的浓度太大或太小,对测定Cl-有何影响

2莫尔法测Cl-时,溶液的pH应控制在什么范围为什么

3滴定过程中为什么要充分摇动溶液

相关知识链接

沉淀滴定法中常用的银量法的一种滴定终点的确定方法。在含有Clˉ的中性或弱碱性溶液中,以K2CrO4作指示剂,用AgNO3标准溶液滴定Clˉ。由于AgCl的溶解度比K2CrO4小,根据分步沉淀原理,溶液中实现析出AgCl白色沉淀。当AgCl定量沉淀完全后,稍过量的Ag+与CrO4ˉ生成砖红色的Ag2CrO4沉淀,从而指示站点的到达。除莫尔法之外还有佛尔哈德法和法扬司法。

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/d4d0cbf2ec630b1c59eef8c75fbfc77da369974a.html

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