PDF《实验七十三 酸碱标准溶液的配制和浓度比较 一、实验目的》

实验七十三 酸碱标准溶液的配制和浓度比较

一、实验目的

1、掌握滴定管与移液管的正确使用与滴定操作

2、掌握确定滴定终点方法

3、了解用间接法配制标准溶液的方法

二、实验原理 滴定分析是用一种已知准确浓度的滴定剂加到被测组分的溶液中,直到滴定 剂的量(摩尔)与被测物的量(摩尔)之间,正好符合化学反应式表示的化学计 量关系时,由所用去滴定剂溶液的体积和浓度算出被测组分的含量.

因此,进行 滴定分析时,必须掌握好滴定管的使用和滴定终点的判断. 酸碱滴定中常用盐酸和氢氧化钠溶液作为标准溶液.但由于浓盐酸易挥发, 氢氧化钠易吸收空气中的水分和二氧化碳, 因此只能用间接法配制盐酸和氢氧化 钠标准溶液:即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 用一已知准确浓度的标准溶液标定另一溶液, 然后根据它们的体积比求得后者的 准确浓度. 强碱氢氧化钠与强酸盐酸的滴定反应,突跃范围 pH 约为 4-10,在这一范围 可采用甲基橙(变色范围 pH 约为 3.1-4.4) ,甲基红(变色范围 pH 约为 4.4-6.2) , 酚酞 (变色范围 pH 约为 8.0-10.0) , 百里酚蓝-甲酚红混合指示剂 (变色点 pH8.3) 等指示剂来指示终点.

三、仪器与试剂 试剂:NaOH(s),盐酸(6 mol・L-1 ) ,酚酞(0.2%的乙醇溶液) ,甲基橙 (0.1%的水溶液) ,百里酚蓝-甲酚红混合指示剂:0.1%的百里酚蓝水溶液三份与 0.1%的甲酚红水溶液三份混和而成.

四、实验步骤

1、0.1mol・L -1 HCl溶液的配制 用洁净量筒量取

6 mol・L-1 HCl16mL,倾入洁净的试剂瓶中,用蒸馏水稀释 至1L,盖上橡皮塞,摇匀,贴上标签.

2、0.1mol・L -1 NaOH溶液的配制 用小烧杯在台称上称取固体 NaOH4g,加水约 100mL,待NaOH 全部溶解, 将溶液沿玻棒倾入洁净的试剂瓶中,用蒸馏水稀释到 1L,以橡皮塞塞住瓶口充 分摇匀,贴上标签.

3、酸碱标准溶液浓度的比较 (1)滴定管的准备:将两支滴定管(一支酸式,一支碱式)洗涤干净. 用少量 HCl 标准溶液润洗酸式滴定管三次;

同理,用NaOH 标准溶液也润洗碱 式滴定管三次.每次用溶液 5~10mL,以除去沾在管壁及活塞上的水分,润洗后

1 的溶液从管嘴放出弃去.将HCl 和NaOH 标准溶液分别直接装入酸式滴定管及 碱式滴定管.驱除活塞及橡皮管下端的空气泡,将管内液体放出使弧形液面的下 缘在刻度 0.00 处或在 0.00 的下面,静置 1min 后准确读取两管内与液面弧 形相切的刻度.记取读数至小数点后第二位,立即将数据记录在记录本上. (2)酸碱标准溶液浓度的比较:将碱式滴定管中的 NaOH 溶液放出约 20~30mL 置于 250mL 的清洁锥形瓶内,放出液体时不要太快以防溅失.锥形瓶 中滴入甲基橙指示剂 1~2 滴, 瓶下衬以白纸, 然后从酸式滴定管将酸溶液渐渐滴 入锥形瓶中,同时不断摇动锥形瓶使溶液混和.待滴定近终点时可用少量水淋洗 瓶壁,使溅起而附于瓶壁上的溶液流下,继续逐滴或半滴滴定直到溶液恰由黄色 转变为橙黄色为止.再将锥形瓶移至装碱溶液的滴定管下慢慢滴入碱液,使再现 黄色,然后再以酸溶液滴定至橙黄色.如此反复进行直至能较为熟练地判断滴定 终点为止.仔细读取两滴定管的读数,记录在记录本上. 再次装满两滴定管,另取一锥形瓶,如上操作重复滴定两次.根据滴定结果 计算每 1mLNaOH 溶液相当于若干 mLHCl 溶液,即NaOH HCl V V 的比值.各次滴定结 果与平均值的相对偏差不得大于±0.3%,否则应重做. (3)以酚酞为指示剂,进行碱滴定酸的实验:用移液管移取 20.00mL0.1 mol ?L-1 HCl溶液于 250mL的锥形瓶中,加2-3 滴酚酞指示剂,用0.1 mol?L-1 NaOH溶 液滴定溶液呈微红色, 此红色保持半min内不褪色即为终点. 如此平行测定三次, 要求三次之间所消耗NaOH溶液的体积的最大差值不超过±0.04mL.将所得结果 与甲基橙为指示剂的结果进行比较,并讨论之. (4)同(3)操作,改变指示剂,选用百里酚蓝-甲酚红混合指示剂.平行测定 三份,所消耗的 NaOH 溶液的体积的最大差值不超过±0.04mL.

五、实验结果

1、列表表示实验的原始数据及结果.

2、计算每次实验结果与平均值的相对偏差. 思考题

1、本次实验配制酸碱标准溶液时,试剂用量筒量取或用台秤称,这样做是 否太马虎?为什么?

2、如何检验滴定管已洁净?既已洁净为什么装入标准溶液前需以该溶液润 洗三次?滴定用的锥形瓶是否也需要用所装入的溶液润洗三次或烘干?为什 么?

3、滴定两份相同的试液时,若第一份用去标准溶液约 20mL,在滴定第一份 试液时,是继续使用余下的溶液,还是添加标准溶液至滴定管的刻度 0.00 附2近后再滴定?哪一种操作正确?

4、半滴是怎样操作的?什么情况下需操作半滴?

5、滴定时加入指示剂的量为什么不能太多?试根据指示剂平衡移动原理说 明之.

6、为什么用 HCl 滴定 NaOH 时常用甲基橙为指示剂,而用 NaOH 滴定 HCl 时却用酚酞作指示剂? 7.滴定管、移液管、容量瓶是滴定分析种量取溶液体积的三种准确量器,记 录时应记录几位为有效数字? 注:

1、溶液在使用前必须充分摇和,否则内部不匀,以至每次取出的溶液浓度 不同,影响分析结果.

2、固体NaOH极易吸收空气中的CO2和水分,因此称量时必须迅速.通常是 把已知质量的容器和称量所需砝码分别先放在台秤盘上,然后将NaOH逐粒加入 容器内,直到台秤平衡.

3、装NaOH 溶液的瓶中不可用玻璃塞,否则易被腐蚀而粘住.

4、指示剂加入量要适当,否则会影响终点观察.

5、记录与报告示例: 表1.酸碱标准溶液浓度的比较 I II III HCl 未读数 25.20 21.22 22.87 初读数 0.08 0.02 0.04 VHCl/mL 25.12 21.20 22.83 NaOH 未读数 24.06 20.26 21.83 初读数 0.06 0.03 0.05 VNaOH/mL 24.00 20.23 21.78 NaOH HCl V V 1.047 1.048 1.048 平均值 1.048 相对偏 差12.5 时,使Mg 2+ 离子生成氢氧化物沉淀,以钙指示剂、用EDTA滴定Ca 2+ 离子含 量,然后用差减法即得Mg 2+ 离子的含量. Fe3+ 、Al 3+ 离子的存在会干扰Ca 2+ 、Mg 2+ 离子的测定,此时,可用三乙醇胺掩蔽 Fe 3+ 与Al 3+ . 茶叶中铁含量较低,可用邻菲罗啉-铁分光光度法测定.在pH=2-9 的条件下, Fe 2- 与邻菲罗啉能生成稳定的橙红色的络合物,该络合物的 1gK稳=21.3,摩尔吸 光系数ε510=1.10*10

4 .在显色前,需用盐酸羟胺把Fe 3+ 还原在Fe 2+ ,其反应式如下: 4Fe3+ +2NH2・OH=3Fe2+ +H2O+4H+ +N2O 显色时,若溶液的酸度过高(pH12 时,钙黄绿素本身呈桔红色,与Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 等离子配合后呈黄绿色荧光. 钙黄绿素与碱金属离子反应也有微弱荧光,碱金属离子中以钠离子最强,钾离子 最弱,因此在用碱调节pH时,应用KOH较好,为了改善终点,利用某些酸碱指 示剂或其他配合指示剂的颜色,来遮盖钙黄绿素的残余荧光.所以本实验用的是 钙黄绿素、甲基百里香酚酞混合指示剂(CMP) ,其中的酚酞与甲基百里香酚兰 在滴定条件下所呈的混合色为紫色,起到遮盖残余荧光的作用. 试剂 1:2 三乙醇胺,20%KOH,CMP指示剂(钙黄绿素―甲基百里香酚兰―酚 酞指示剂)准确称取 1g钙黄绿素,1g甲基百里香酚兰,0.2g酚酞与 50g已在

105 ℃烘干的硝酸钾混合研细,保存在磨口瓶中,0.01mol?L-1 EDTA标准溶液. 实验内容: 吸取分离SiO2后的滤液 10mL于250mL烧杯中, 加水稀释至约 100mL, 加1+2 三乙醇胺 5mL,充分搅拌后,加入CMP指示剂少许,以20%KOH调节至绿色荧 光出现后,再过量 20%KOH5-8mL,以0.01mol?L-1 EDTA标准溶液滴定至绿色荧 光消失,出现稳定的红色为终点①. 注释: ①观察终点时应该从烧杯上方向下看. 思考题:

1、加入三乙醇胺的目的是什么?为什么要在加入 KOH 之前加三乙醇胺?

2、试样中存在大量的 CaO 时,对MgO 的测定有何影响?

五、Ca2+ 、Mg2+ 离子总量的测定 实验原理 镁的含量是采用差减法求得,即在另一份试液中,于pH=10 时用 EDTA 滴定钙、镁合量,再从钙、镁合量中减去钙量后,即为镁的含量. 滴定钙、镁合量时,常用指示剂有铬黑T和酸性铬兰K-萘酚绿B混合指示剂, 铬黑T易受某些重金属离子所封闭,所以用K―B指示剂作为EDTA滴定钙、镁合 量的指示剂.Fe3+ 的干扰需要用三乙醇胺和酒石酸钾钠联合掩蔽,因为三乙醇胺 与Fe3+ 生成的配合物能破坏酸性铬兰K指示剂, 使萘酚绿B的绿色背景加深, 易使 终点提前到达.当溶液中酒石酸钾钠与三乙醇胺一起对Fe3+ 进行掩蔽时,上述破 坏指示剂的现象可以消除,Al3+ 的干扰也能由三乙醇胺和酒石酸钾钠进行掩蔽. 试剂: 10%酒石酸钾钠:将10g酒石酸钾钠溶于 10mL水中,1:2 三乙醇胺, NH3-NH4Cl缓冲溶液(pH=10) ,KB指示剂.

58 实验内容: 吸取分离SiO2后之滤液 10mL于250mL锥形瓶中,加水稀释至约 100mL,加10%酒石酸钾钠溶液 1mL和1+2 三乙醇胺 5mL,搅拌一min,加入 15mLNH3―NH4Cl缓冲溶液(pH=10) ,再加入适量K―B指示剂,用0.01mol? L-1 EDTA标准溶液滴定至溶液呈纯蓝色,根据所消耗的EDTA体积,计算样品中 钙、镁含量.

59 实验一零零 离子交换法分离及分光光度法测定钴和镍

一、实验目的

1、初步了解离子交换分离法在定量分析中的应用.

2、学习测定微量钴和镍的分光光度法.

二、实验原理 用强碱性阴离子交换树脂分离钴和镍,在9mol・L-1 的盐酸介质中,Co2+ 与Cl- 形成CoCl4 2- 阴离子,它能被阴离子交换脂所吸附.Ni2+ 不形成络阴离子,则不 被树脂所吸附,从而与Co2+ 分离.分离后再用稀盐酸(1~4mol・L-1 )淋洗树脂, 使CoCl4 2- 离解,而Co2+ 被淋洗下来. 分离后的Ni2+ 和Co2+ ,分别用分光光度法测定. 在有氧化剂存在的强碱性溶液中,Ni2+ 与丁二酮肟生成橘红色络合物,其最 大吸收波长为 465nm,试剂本身无色. 在pH4~9 的溶液中,Co2+ 与新钻试剂(即5-Cl-PADAB)生成红色络合物, 然后用HCl进行酸化,使酸度达到 3~7mol・L-1 ,络合物由红色转变为紫红色, 其最大吸收波长为 568nm, 试剂本身呈黄色. 酸化不但增大了络合物与试剂本身 颜色的反差,而且使用可能存在的其他金属离子的有色络合物受到破坏,从而也 就消除了某些金属离子的干扰. 新钴试剂是测定钴的灵敏性与选择性均高的显色 剂之一.

三、试剂及仪器 层析柱:10*150mm(下端有玻璃砂滤片) ,2 支,分光光度计: (配10mm 吸收 池2只) HCl溶液(9mol・L-1 ;

2mol・L-1 ) ,NaOH溶液(0.50mol・L-1 ) , (NH4)2S2O8 溶液(3%) 乙酸钠溶液 (1.0mol・L-1 ) 、 丁二酮肟溶液(1.0%乙醇溶液) ,新钴试剂(4-(5- 氯(2-吡啶偶氮)-1,3-二氨基苯)溶液(0.05%乙醇溶液) 镍标准溶液(50.0?g・mL-1 ) :用干燥的 100mL烧杯准确称取NiCl2・6H2O试剂2.025g,加入 10mL浓盐酸和 50mL二次水,溶解后转入 500mL容量瓶中,再加150mL浓盐酸, 用二次水稀释至标线, 摇匀, 此为贮备液 (含镍 1.00mg・ mL-1 ) . 用时取 50.0mL,注入 1L容量瓶中,用二次水稀释至标线,摇匀. 钴标准溶液(5.00?g・mL -1 ) :用干燥的 100mL烧杯准确称取 0.2019gCoCl2・ 6H2O试剂, 加入 10mL浓盐酸和 50mL二次水, 溶解后........