5. 计算NaOH溶液与HCl溶液的体积比。 (五)记录和计算:
1. 0.1mol.L-1NaOH溶液和0.1mol.L-1HCl溶液的配制 浓 HCl溶液体积= 固体NaOH的质量= 列出算式并算出答案 2. NaOH溶液与盐酸溶液浓度的比较 (1) 以甲基橙为指示剂 (2) 以酚酞为指示剂
次序 记录 项目 Ⅰ Ⅱ Ⅲ NaOH终读数(mL) NaOH初读数(mL) V NaOH (mL) HCl终读数(mL) HCl初读数(mL) V HCl (mL) V NaOH/ V HCl V NaOH/ V HCl 个别测定误差 平均偏差 相对平均偏差 (六)结果与讨论:(略)
思 考 题
1. 滴定管在装入标准溶液前为什么要用此溶液淌洗内壁2—3次?用于滴定的锥形瓶或烧杯是否需要干燥? 要不要用标准溶液淌洗?为什么?
2. 为什么不能用直接配制法配制NaOH标准溶液?
3. 配制HCl溶液及NaOH溶液所用的水的体积,是否需要准确量度? 为什么? 4. 装NaOH溶液的瓶或滴定管,不宜用玻塞,为什么?
5. 用HCl溶液滴定NaOH标准溶液时是否可用酚酞作指示剂?
6. 在每次滴定完成后,为什么要将标准溶液加至滴定管零点或零点附近,然后进行第二次滴定?
7. 在HCl溶液与NaOH溶液浓度比较的滴定中,以甲基橙和酚酞作指示剂,所得的溶液体积比是否一致? 为什么?
实验八 酸碱溶液浓度的标定
一. 实验目的
1. 进一步练习滴定操作。
2. 学习酸碱溶液浓度的标定方法。
二. 实验原理
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标定酸溶液和碱溶液所用的基准物质有多种,本实验中各介绍一种常用的。
用酸性基准物质邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)以酚酞为指示剂标定NaOH标准溶液的浓
COOHCOOK,其中只有一个可电离的H+离子。标
度。邻苯二甲酸氢钾的结构式为:定时的反应式为:
KHC8H4O4+ NaOH= KNaC8H4O4+ H2O
邻苯二甲酸氢钾用作基准物质的优点:(1)易于获得纯品;(2)易于干燥,不吸湿;(3)摩尔质量大,可相对降低称量误差。
用无水Na2CO3为基准物标定HCl标准溶液的浓度。由于Na2CO3易吸收空气中的水分,因此采用市售基准试剂级的Na2CO3时应预先于180℃下使之充分干燥,并保存于干燥器中,标定时常以甲基橙为指示剂。
NaOH标准溶液与HCl标准溶液的浓度,一般只需要标定其中一种,另一种则通过NaOH溶液与HCl溶液滴定的体积比算出。标定NaOH溶液还是HCl溶液,要视采用何种标准溶液测定何种样品而定。原则上,应标定测定时所用的标准溶液,标定的条件与测定的条件应尽可能一致。
三. 试剂
0.1mol.L-1HCl标准溶液,0.1mol.L-1NaOH标准溶液,邻苯二甲酸氢钾(A.R),甲基橙指示剂,酚酞指示剂。
四. 实验步骤
本实验只标定HCl标准溶液 1. HCl标准溶液浓度的标定: 在电子分析天平上,准确称取已烘干的无水碳酸钠三份(其重量按消耗20-40mLHCl溶液计,请自己计算),置于3只250mL锥形瓶中,加水约30mL,温热,摇动使之溶解,以甲基橙为指示剂,以0.1mol.L-1HCl标准溶液滴定至溶液由黄色转变为橙色,即为终点。记下HCl标准溶液的耗用量,重复测定三次,并计算出HCl标准溶液的浓度(cHCl)。三份测定的相对平均误差小于0.2%,否则应重测。
2. NaOH标准溶液浓度的标定:准确称取三份已在105-110℃烘干1小时以上的邻苯二甲酸氢钾(A.R),每份1-1.5g(取此量的依据是什么?)。放入250mL锥形瓶中,用50mL煮沸后刚刚冷却的水使之溶解(如没有完全溶解,可稍微加热)。冷却后加入2滴酚酞指示剂,用NaOH标准溶液滴定至溶液呈微红色半分钟内不退,即为终点。三份测定的相对平均误差小于0.2%,否则应重测。
五. 记录和计算
1. HCl溶液的标定。 2. HCl标准溶液的浓度。 次序 记录项目 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 称量瓶+ Na2CO3 (前)g 称量瓶+ Na2CO3 (后)g Na2CO3的质量g HCl 终读数 mL
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HCl初读数 mL VHCl mL cHCl mol.L-1 平均cHCl mol.L-1 个别测定的绝对误差 相对平均误差 C1=2mⅠ/ (105.99VHClⅠ) C2=2mⅡ/ (105.99VHClⅡ) C3=2mⅢ/ (105.99VHClⅢ) (式中m为基准物质量) CNaOH= cHCl3VHCl /VNaOH 3. 讨论(略)。
思 考 题
1. 溶解基准物Na2CO3所用水的体积是否需要准确量度? 为什么? 2. 用于标定的锥形瓶,其内壁是否要预先干燥? 为什么?
3. 用Na2CO3为基准物质标定HCl溶液时,为什么不用酚酞作指示剂? 4. 如果NaOH标准溶液在保存过程中吸收了空气中的CO2,用该标准溶液滴定盐酸,以甲基橙为指示剂,用NaOH溶液原来的浓度进行计算会不会引入误差? 若用酚酞为指示剂进行滴定,有怎样?
5. KHC8H4O4是否可用作为标定HCl溶液的基准物? 6. 举例说明标准溶液有哪几种配制方法? 应如何配制?
实验九 碱液中NaOH及Na2CO3含量的测定
(双指示剂法)
一. 实验目的
1. 初步掌握移液管、容量瓶的使用方法。 2. 学习容量瓶、移液管的校准方法。
3. 了解双指示剂法测定碱液中NaOH和Na2CO3含量的原理。 4. 了解混合指示剂的使用及其优点。
二. 实验原理
碱液中NaOH和Na2CO3的含量,可以在同一份试样中用两种不同的指示剂来测定,这种测定方法即所谓“双指示剂法”。此法方快速,在生产中应用普遍。
常用的两种指示剂是酚酞和甲基橙。在试液中先加酚酞,用盐酸标准溶液滴定至红色刚刚退去。由于酚酞的变色范围在pH8—10,此时不仅NaOH完全被中和,Na2CO3也被滴定成NaHCO3,记下此时HCl标准溶液的耗用量V1。再加入甲基橙指示剂,溶液呈黄色,滴定至终点时呈橙色,此时NaHCO3被滴定成H2CO3,HCl标准溶液的耗用量V2。根据V1、V2可以计算出试液中NaOH和Na2CO3的含量x,计算式如下:
xNaOH=( V1-V2)3cHCl3MNaOH/V试 x Na2CO3=V23cHCl3M Na2CO3/V试
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式中:c—浓度,单位为mol.L-1;
x—NaOH或Na2CO3的含量,单位为g.L-1; M—物质的摩尔质量,单位为g.moL-1;
V—溶液的体积,单位为mL。
双指示剂中的酚酞指示剂可用甲酚红和百里酚蓝混合指示剂代替。甲酚红的变色范围为6.7(黄)—8.4(红),百里酚蓝的变色范围为8.0(黄)—9.6(红),混合后的变色点是8.3,酸色呈黄色,碱色呈紫色,在pH8.2时为樱桃色,变化敏锐。
三. 试剂
0.1 mol.L-1HCl标准溶液,甲酚红和百里酚蓝混合指示剂,甲基橙指示剂,酚酞指示剂。
四. 实验步骤
1. 容量瓶、移液管的使用及相对校准:
(1) 洗净1支25mL移液管,认真、多次练习移液管的使用方法。
(2)取清洁、干燥的250mL容量瓶1只,用25mL的移液管准确移取纯水10次,放入容量瓶中(在此处,应强调操作的准确,而不是快速)。然后观察液面最低点是否与标线相切,如不相切,应另作标记。经相互校准后,此容量瓶与移液管可配套使用。
2. 用移液管准确移取碱液25mL,加酚酞指示剂1滴(或混合指示剂2滴),用0.1 mol.L-1HCl标准溶液滴定,边滴边充分摇动,以免局部酸度太高,使Na2CO3直接被滴至H2CO3。滴定至酚酞恰好褪色为止,此时即为终点,记下所用标准溶液的体积V1。然后再加2滴甲基橙指示剂,此时溶液呈黄色,继续用HCl标准溶液滴定至溶液呈橙色,此时即为终点,记下所用HCl溶液的体积V2。
五. 记录与计算(略) 六. 结果与讨论(略)
思 考 题
1. 碱液中的NaOH及Na2CO3含量是怎样测定的? 2. 如欲测定碱液的总碱度,应采用何种指示剂? 试拟出测定步骤及以Na2Og.L-1表示的总碱度的计算公式。
3. 某固体试样,可能含有Na2HPO4和NaH2PO4及惰性杂质。试拟定分析方案,测定其中Na2HPO4和NaH2PO4的含量。注意考虑以下问题:(1)方法原理;(2)用什么标准溶液;(3)用什么指示剂;(4)测定结果的计算公式。
4.有一碱液,可能为NaOH或NaHCO3或Na2CO3或共存物质的混合液。用标准溶液滴定至酚酞终点时,耗去酸V1mL,继续以甲基橙为指示剂滴定至终点时又耗去酸V2mL 。根据V1、与V2的关系判断该碱液的组成: 关系 V1>V2 V1<V2 V1=V2 V1=0 V2>0 V1>0 V2=0
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组成
实验十 EDTA标准溶液的配制和标定
一. 实验目的
1. 学习EDTA标准溶液的配制和标定方法。 2. 掌握络合滴定的原理,了解络合滴定的特点。 3. 熟悉钙指示剂的使用。
二. 实验原理
乙二胺四乙酸,简称EDTA,常用H4Y表示,难溶于水,常温下其溶解度为0.2g.L-1(mol.L-1),在分析实验中通常使用其二钠盐配制标准溶液。其钠盐的溶解度为120 g.L-1,可配成0.3mol.L-1以上的溶液,其水溶液的pH=4.8,其标准溶液通常采用间接法配制。
标定EDTA溶液常用的基准物有Zn、ZnO、CaCO3、Bi、Cu、MgSO4.7H2O、Hg、Ni、Pb等。通常选用其中与被测物组分相同的物质作基准物,这样,可减小误差。
EDTA溶液若用于测定水、石灰石或白云石中CaO、MgO的含量,则宜用CaCO3为基准物。首先可加HCl溶液,其反应如下:
CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2+ H2O
然后把溶液转移到容量瓶中并稀释,制成钙标准溶液。吸取一定量钙标准溶液,调节酸度至pH≥12,用钙指示剂,以EDTA溶液滴定至溶液由酒红色变成纯蓝色,即为终点。其变色原理如下:
用“H3Ind” 表示钙指示剂,在水溶液中的离解为:
H3Ind→ 2H++HInd2-
在pH≥12的溶液中,HInd2-离子与Ca2+离子形成比较稳定的络离子,反应如下:
HInd2- +Ca2+→CaInd-+ H+ 纯蓝色 酒红色
故当在钙标准溶液中加入钙指示剂时,溶液呈酒红色。当用EDTA溶液滴定时,由于EDTA能与Ca2+离子形成比CaInd-更加稳定的络离子,因此在滴定终点附近,CaInd-络离子不断转化为较稳定的CaY2-络离子,而钙指示剂被游离了出来,其反应式如下:
CaInd-+HY2-+OH-→CaY2-+HInd2- + H2O 酒红色 无色 纯蓝色
用此法测定钙时,若有Mg2+离子共存,则它不仅不干扰钙的测定,而且使终点比Ca2+离子单独存在时更敏锐。当Ca2+、Mg2+离子共存时,终点由酒红色到纯蓝色,当Ca2+离子单独存在时则由酒红色变为紫蓝色。所以测定只有Ca2+离子的样品时,常常加入少量Mg2+离子。
注意:络合滴定中所用的水,应不含有Fe3+、Al3+、Cu2+、Ca2+、Mg2+等杂质离子。
三. 试剂
1. 乙二胺四乙酸二钠盐(固体,A.R),CaCO3 (固体,G.R.或A.R),1+1NH3.H2O,镁溶液(溶解1g MgSO4.7H2O于水中,稀释至200mL),10%NaOH溶液,钙指示剂(1%固体指示剂)。
四. 实验步骤
1. 0.01mol.L-1EDTA溶液的配制: 用台秤称取乙二胺四乙酸二钠盐1.9g,溶解于约200mL温水中,稀释至500mL。转移至1000mL细口瓶中,摇匀。
2. EDTA溶液的标定:
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