98 无机及分析化学实验

实验十六 酸碱标准溶液浓度的标定

一、实验目的

1.能熟练的使用分析天平，准确快速的取称基准物（要求用递减称量法） 2.继续练习滴定操作

3.掌握酸碱标准溶液的标定原理与方法

二、实验原理

1.碱标准溶液的标定

标定NaOH标准溶液可用基准试剂有邻苯二甲酸氢钾、苯甲酸、草酸等，最常用是邻苯二甲酸氢钾。

KHC8H4O4基准物容易获得纯品，不吸湿，不含结晶水，容易干燥且相对分子质量大。使用时，一般要在105～110℃下干燥，保存在干燥器中。

KHC8H4O4基准物标定反应为： KHC8H4O4 + NaOH == KNaC8H4O4 + H2O

该反应是强碱滴定酸式盐，反应产物为（KNaC8H4O4+ H2O），化学计量点时pH为9.26，可选酚酞为指示剂，用标准NaOH溶液滴定到溶液呈现粉红色且半分钟不褪色，即为终点，变色很敏锐。

2. 酸标准溶液的标定

标定HCl酸标准溶液可用基准试剂无水碳酸钠或硼砂。无水Na2CO3基准物容易获得纯品且价格便宜，但容易吸收空气中水分，使用前必须在275～280℃下充分干燥，并保存在干燥器中。

Na2CO3基准物标定反应为： Na2CO3 + 2HCl == H2CO3 + 2NaCl

该反应是强酸滴定弱碱，反应产物为（H2CO3+NaCl），化学计量点时pH为3.8～3.9，可选甲基橙为指示剂，由黄色转变为橙色即为终点，但变色不太敏锐。

硼砂（Na2B4O7?10H2O）基准物容易获得纯品，不吸收水分，但当空气湿度较小时，容易失去结晶水，因此需保存在相对湿度为60%的恒湿器中。

硼砂作为基准物时与盐酸反应为： Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O == 4H3BO3 + 2NaCl 该反应也是强酸滴定弱碱，反应产物为（H3BO3+NaCl），化学计量点时pH为5.12，可以选甲基红指示剂，由黄色变为浅粉红色即为终点，变色十分敏锐。

NaOH标准溶液与HCl标准溶液的浓度，一般只需标定一种，另一种则通过NaOH溶液与HCl溶液的体积比计算出。实际标定NaOH溶液还是标定HCl溶液，要根据使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，并且标定条件与测定条

第四章 定量化学分析

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件应尽可能一致。

三、仪器与试剂 1.仪器

50mL酸式 、 碱式滴定管各一支 常用玻璃仪器若干 2.试剂

-1-1

HCl标准溶液（约为0.2mol?L） NaOH标准溶液（约为0.2mol?L） 基准试剂KHC8H4O4 （105～110℃下干燥1小时） 甲基橙水溶液（0.1%） 基准试剂无水Na2CO3 （275～280℃下干燥2小时） 酚酞乙醇溶液（0.2%）

四、实验内容

下面的标定实验，可根据后续实验中样品的分析情况来选择其中一个。若要分析氨盐中含氮量或食醋中总酸量时，应标定NaOH溶液；若要分析碱灰中总碱度或混合碱含量时，应标定HCl溶液。

1.NaOH标准溶液的标定

(1)称量基准物 在分析天平上用递减称量法称取0.8～1.2g（准确至0.1mg）KHC8H4O4

三份，分别置于250mL的锥形瓶中，加入新鲜去离子水50mL，完全溶解后加1～2滴的酚酞指示剂。

(2)标定NaOH标准溶液 用NaOH标准溶液分别滴定每份KHC8H4O4溶液，当溶液由无色变为粉红色且半分钟不腿色时，即为终点，记录每份消耗NaOH标准溶液的体积，计算NaOH标准溶液的浓度。要求三份测定值的相对平均偏差应小于0.2%，否则应重复测定。

2.HCl标准溶液的标定

(1)称量基准物 在分析天平上用递减称量法称取0.3～0.4 g（准确至0.1mg）无水Na2CO3三份，分别置于250mL的锥形瓶中，加入新鲜去离子水20～30mL，完全溶解后加1～2滴的甲基橙指示剂。

(2)标定HCl标准溶液 用HCl标准溶液分别滴定每份Na2CO3溶液，当溶液由黄色变为橙色时，即为终点，记录每份消耗HCl标准溶液的体积，计算HCl标准溶液的浓度。要求三份测定值的相对平均偏差应小于0.2%，否则应重复测定。

五、实验数据记录与处理 1.NaOH标准溶液的标定

NaOH标准溶液浓度的计算公式：

m(KHC8H4O4)c(NaOH)?

V(NaOH)?0.2042

换算出HCl标准溶液浓度：

V(NaOH)

c(HCl)?c(NaOH)?V(HCl)

100 无机及分析化学实验

NaOH标准溶液的标定

编号 实验项目 倾出前（称量瓶+试样）质量/g 倾出后（称量瓶+试样）质量/g KHC8H4O4质量/g NaOH溶液 终读数/mL NaOH溶液 初读数/mL 消耗NaOH溶液的体积/mL NaOH标准溶液的浓度/mol?L 浓度平均值/mol?L 相对偏差 相对平均偏差 -1-1

2. HCl标准溶液的标定

HCl标准溶液的标定

编号 实验项目 倾出前（称量瓶+试样）质量/g 倾出后（称量瓶+试样）质量/g 无水Na2CO3质量/g HCl溶液 终读数/mL HCl溶液 初读数/mL 消耗溶液的体积/mL HCl标准溶液的浓度/mol?L 浓度平均值/mol?L 相对偏差 相对平均偏差 -1-1

六、思考题

1.在分析天平上称取KHC8H4O4为什么一定要在0.4～0.6g范围内？能否少于0.4g或多于0.6g呢？为什么？

2.溶解基准物KHC8H4O4或Na2CO3所用的去离子水，用什么量器量取？为什么？

3.用KHC8H4O4作基准物标定NaOH溶液时，为什么指示剂选用酚酞而不用甲基橙？在用Na2CO3作基准物标定HCl溶液时，为什么指示剂选用甲基橙而不用酚酞呢？

第四章 定量化学分析

101

实验十七 铵盐中含氮量的测定（甲醛法）

一、实验目的

1.了解酸碱滴定法的应用

2.掌握甲醛法测定铵盐中氮含量的原理和方法

二、实验原理

+ -10

铵盐[如(NH4)2SO4]是常用的氮肥之一。由于离子酸NH4的酸性太弱（K?a=5.6?10），因此无法用直接滴定。一般可用两种方法间接测定其含量。

1.蒸馏法

在试样中加入过量的碱，加热，把NH3蒸馏出来，吸收于过量的酸标准溶液中，然后用碱标准溶液反滴定过量的酸，以求试样中含氮量。也可以把蒸馏出的NH3用硼酸吸收，然后用酸标准溶液直接滴定。蒸馏法虽然较准确，但比较麻烦和费时。

2.甲醛法

-6

铵盐与甲醛反应，生成六次甲基四胺酸（K?a=7.1?10）和定量的强酸，其反应如下： 4NH4+ 6HCHO == (CH2)6N4H + 6H2O + 3H

用NaOH标准溶液直接滴定，终点时溶液呈弱碱性，可以酚酞作指示剂。

++

从反应式可知，4摩尔NH4 离子与甲醛反应，生成3摩尔H （强酸）和1摩尔的六次

+ ++

甲基四胺酸离子，即：1摩尔NH4相当于1摩尔H 。若NH4的含量以NH3质量分数来表示，测定结果计算式为：

c(NaOH)?V(NaOH)?MNH3?100 NH3% =

m(铵盐质量）+

+

+

3+

甲醛法准确度较差，但比较快速，在生产过程中应用较多。试样中若含有Fe离子，影响终点的观察，可改用蒸馏法。本方法也可以用于测定有机酸中的氮，但需预先将它转化为铵盐后再进行测定。

三、仪器与试剂 1.仪器

50mL 碱式滴定管 常用玻璃仪器若干 2.试剂

-1

NaOH标准溶液（约为0.2mol?L） 甲醛溶液（40%） 酚酞乙醇溶液（0.2%） 铵盐试样