HInd2- + Ca2+ =?CaInd- + H+
所以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-络离子更稳定的络离子,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,而钙指示剂则被游离了出来,其反应可表示如下: CaInd- +H2Y2- +OH- =?CaY2- +Hind2-+H2O
用此法测定钙时,若有Mg2+离子共存,则Mg2+离子不仅不干扰钙之测定,而且使用终点比Ca 离子单独存在时更敏锐。当Ca 、Mg 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到紫色。所以测定单独存在的Ca2+ 离子时,常常加入少量Mg2+ 离子。
EDTA溶液若用于测定Pb2+ Bi2+ 离子,则宜以ZnO或金属锌为基准物,以二甲酚橙为指示剂。在pH≈5-6的溶液中,二甲酚橙指示剂本身显黄色,与Zn 离子的络合物呈紫红色,EDTA与Zn离子形成更稳定的络合物,溶液由紫红色变为黄色。
络合滴定中所用的水,应不含Fe2+ 、Al2+ 、 Cu2+ 、 Ca2+ 、 Mg2+等杂质离子。
(二)高锰酸钾标准溶液的配制和标定
市售的高锰酸钾常含有少量杂质,如硫酸盐、氯化物及硝酸盐等,因此不能用精确称量的高锰酸钾来直接配制准确浓度的溶液。KMn04氧化力强,还易和水中的有机物、空气中的尘埃及氨等还原性物质作用;KMn04能自行分解,其分解反应如下:
4KMn04 + 2H20 = 4Mn02↓+ 4KOH十302↑
分解速度随溶液的pH值而改变。在中性溶液中,分解很慢,但Mn2+离子和Mn02能加速KMn04的分解,见光则分解得更快。由此可见,KMn04溶液的浓度容易改变,必须正确地配制和保存。正确配制和保存的KMn04溶液应呈中性,不含MnO2,这样,浓度就比较稳定,放置数月后浓度大约只降低0.5%。但是如果长期使用,仍应定期标定。
KMn04标准溶液常用还原剂草酸钠Na2C204作基准物来标定。Na2C204不含结晶水,容易精制。用Na2C204标定KMn04溶液的反应如下:
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2+
2+
2+
2+
2+
2Mn04- + 5H2C2O4 + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2↑ + 8H20 滴定时可利用Mn04离子本身的颜色指示滴定终点。 三、试剂
KMn04(固),Na2C204(A.R.或基准试剂),1 mol/L H2S04溶液。 乙二胺四乙酸二钠(固体,A.R.),CaCO3(G.R.), 钙指示剂,1+1NH3.H2O,镁溶液(溶解1g MgSO4.7H2O于水中,稀释至200mL),10%NaOH溶液。
ZnO(G.R),1+1HCL,1+1NH3.H2O二甲酚橙指示剂,20%六次甲基四胺溶液。 四、步骤
1、0. 02mol/L EDTA溶液的配制:
在台秤上称取乙二胺四酸二钠7.6g溶解于300-400mL温水中,稀至1L,如混浊,应过滤,转移至1000mL细口瓶中,摇匀。 2、以CaCO3为基准物标定EDTA溶液:
(1)0.02mol/L标准钙溶液的配制:置碳酸钙基准物于称量瓶中,在110℃干燥2h,置干燥器中冷却后,准确称取0.5-0.6于小烧杯中,盖以表面皿。加水润湿,再从杯嘴边滴加入数毫升1+1HCL至完全溶解,用水把可能溅到表面上的溶液淋洗入杯中,加热近沸,待冷却后移入250mL容量瓶中,稀至刻度,摇匀。
(2)标定:用移液管移取25mL标准钙溶液,置于锥形瓶中,加入约25mL水,2mL镁溶液、 5ml10%溶液及10mg约钙指示剂,摇匀后,用EDTA溶液滴定至由红色变至蓝色,即为终点。 3、以ZnO为基准物标定EDTA溶液:
(1)锌标准溶液的配制:准确称取在800-1000℃灼烧过的基准物ZnO 0.5-0.6g于100mL烧杯中,用少量水润湿,然后滴加入1+1 HCL,边加边搅至完全溶解为止。然后,将溶液定量转移入250mL容量瓶中,稀至刻度并摇匀。
(2)标定:移取25mL锌标准溶液于250mL锥形瓶中,加约30mL水,2-3滴二甲酚橙指示剂,先加1+1氨水至溶液由黄色刚变橙色,然后滴
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加20%六次甲基四胺至溶液呈稳定的紫红色后再多加3mL,用EDTA溶液滴定至溶液由红紫色变亮黄色,即为终点。
4、0.02mol/L KMn04溶液的配制:称取计算量的KMn04,溶于适当量的水中,加热煮沸20-30min(随时加水以补充因蒸发而损失的水)。冷却后在暗处放置7-10d(天),然后用玻璃砂芯漏斗或玻璃纤维过滤除去Mn02等杂质。滤液贮于洁净的玻塞棕色瓶中,放置暗处保存。如果溶液经煮沸并在水浴上保温1h,冷却后过滤,则不必长期放置,就可以标定其浓度。
5、KMn04溶液浓度的标定:
准确称取计算量(称准至0.000 2g)的烘过的Na2C204基准物于250mL锥形瓶中,加水约10mL使之溶解,再加30mL 1 mol/L H2S04溶液并加热至75—85℃,立即用待标定的KMn04溶液滴定(不能沿瓶壁滴人)至呈粉红色经30s不褪,即为终点。
重复测定2~3次。根据滴定所消耗的KMn04溶液体积和基准物的质量,计算KMn04溶液的浓度。
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实验三 酸碱标准溶液的配制和浓度的标定
一、目的
1、练习滴定操作,初步掌握准确地确定终点的方法。 2、练习酸碱标准溶液的配制和浓度的比较。 3、熟悉甲基橙和酚酞指示剂的使用和终点的变化。 二、原理
浓盐酸易挥发,固体NaOH容易吸收空气中水分和CO2,因此不能直接配制准确浓度的HCl和NaOH标准溶液,只能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。
酸碱指示剂都具有一定的变色范围。0.2mol/LNaOH和HCl溶液的滴定(强碱与强酸的滴定),其突跃范围为pH4~10,应当选用在此范围内变色的指示剂,例如甲基橙或酚酞等。NaOH溶液和HAc溶液的滴定,是强碱和弱酸的滴定,其突跃范围处于碱性区域,应选用在此区域内变色的指示剂。
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。
用酸性基准物邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)以酚酞为指示剂标定NaOH标准溶液的浓度。,其中只有一个可电离的H+离子。标定式的反应式为:
KHC8H4O4+NaOH=KNa C8H4O4+H2O
邻苯二甲酸氢钾用作为基准物的优点是:⑴易于获得纯品;⑵易于干燥,不吸湿;⑶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以吸收空气中的水分,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
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溶液还是标定HCl,要视采用何种标准溶液测定何种试样而定。原则上,应标定测定时所用的标准溶液,标定时的条件与测定时的条件(例如指示剂和被测成分等)应尽可能一致。 三、试剂
浓盐酸,固体NaOH,0.2mol/L HAc,甲基橙指示剂,酚酞指示剂,甲基红指示剂,邻苯二甲酸氢钾(A . R .),Na2CO3(A . R .)。
四、步骤
1. 0.2mol/LHCl溶液和0.2mol/LNaOH溶液的配制:通过计算求出配制1000mL 0.2mol/L HCl溶液所需浓盐酸(相对密度1.19,约12mol/L)的体积。然后,用小量筒量取此量的浓盐酸,加入水中并稀释成1000mL,贮于玻塞细口瓶中,充分摇匀。
同样,通过计算求出配制1000mL 0.2mol/L NaOH溶液所需的固体NaOH的量,再来称上迅速称出(NaOH应制于什么器皿中称?为什么?),置于烧杯中,立即用1000mL水溶解,配成溶液,贮于具橡皮塞得细口瓶中,充分摇匀。
固体氢氧化钠极易吸收空气中的CO2和水分,所以称量必须迅速。市售固体氢氧化钠常因吸收CO2而混有少量Na2CO3,以致在分析结果中引入误差,因此在要求严格的情况下,配制NaOH溶液时必须设法除去CO3,离子,常用方法有二:
⑴在台称上称取一定量固体NaOH于烧杯中,用少量水溶解后倒入试剂瓶中,再用水稀释到一定体积(配成所要求浓度的标准溶液),加入1~2mL 20oCl2溶液。摇匀后用橡皮塞塞紧,静置过夜,带沉淀完全沉降后,用虹吸管把清液转入另一试剂瓶中,塞紧,备用。
⑵饱和的NaOH溶液(50%)具有不溶解Na2CO3的性质,所以用固体NaOH配制的饱和溶液,其中的Na2CO3可以全部沉降下来。在涂蜡的玻璃器皿或塑料容器中先配制饱和的NaOH溶液,待溶液澄清后,吸取上层溶液,用新煮沸冰冷缺德水稀释至一定浓度。
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