分析化学实验指导新版

药 学 专 业

分 析 化 学 实 验 指 导

第一章 分析化学基本操作

一 、重量分析基本操作

(一) 样品的溶解

1.准备好洁净的烧杯,配好合适的玻璃棒和表面皿,玻棒的长度应比烧杯高5~7cm,不要太长。表面皿的直径应略大于烧杯口直径。 2.称取样品于烧杯后,用表面皿盖好烧杯。 3.溶解样品时注意:

溶解样品时,取下表面皿,将溶解剂沿玻棒下端加入,或沿烧杯壁加入。边加边搅拌直至样品完全溶解,然后盖上表面皿,此时玻棒不准离开烧杯放到别处(玻棒已沾有样品溶液)。若样品需加热溶解时,要盖表面皿使其微热或微沸溶解,不要暴沸。

(二) 沉淀

1.沉淀的条件 样品溶液的浓度,PH值,沉淀剂的浓度和用量,沉淀剂加入的速度,各种试剂加入的次序,沉淀时溶液的温度等条件要按实验操作步骤严格控制。

2.加沉淀剂 将样品于烧杯中溶解并稀释成一定浓度,加沉淀剂应沿烧杯内壁或沿玻璃棒加入,小心操作忽使溶液溅出损失。若需缓缓加入沉淀剂时,可用滴管逐滴加入并搅拌。搅拌时勿使玻棒碰击烧杯壁或触击烧杯底及防碰破烧杯。若需在热溶液中进行沉淀,最好在水浴上加热,用煤气灯加热时要控制温度,防止溶液暴沸,以免溶液溅失。

3.陈化 沉淀完毕,进行陈化时,将烧杯用表玻璃盖好,防止灰尘落入,放置过夜或在石棉网上加热近沸30分钟至1小时。

4.检查沉淀是否完全 沉淀完毕或陈化完毕后,沿烧杯内壁加入少量沉淀剂,若上层清液出现混浊或沉淀,说明沉淀不完全,可补加适量沉淀剂使沉淀完全。 (三) 过滤

1.滤纸或漏斗的选择 要用定量滤纸或称无灰滤纸(灰分在0.1毫克以下或重量已知)过滤。滤纸的大小和致密程度由沉淀量和沉淀的性质决定。定量滤纸有快速,中速,慢速,直径有7cm,9cm和11cm三种。微晶形沉淀多用7cm致密滤纸过滤,蓬松的胶状沉淀要用较大的、疏松的滤纸过滤。

根据滤纸的大小选择合适的漏斗,放入的滤纸应比漏斗沿低约1cm,不可高出漏斗。需要进行灼烧的无机化合物沉淀,需用长颈玻璃漏斗(图1-1)过滤,对不需灼烧的有机化合物沉淀,需用微孔玻璃漏斗或微孔玻璃坩埚减压过滤(图1-2),(图1-3),(图1-4)。

2.滤纸的折迭(图1-5、图1-6)先将滤纸沿直径方向对折成半圆,再根据漏斗角度的大小折迭;若漏斗顶角恰为60度,滤纸折成90度,展开即成圆锥状其顶角亦成60度,放入漏斗中,滤纸恰好贴紧漏斗内壁,无空隙也不会使滤纸出现皱折。若漏斗角不是60度,则第二次折迭时应折成适合于漏斗顶角度数放入漏斗中。为使滤纸三层部分紧贴漏斗内壁,可将滤纸外层的上角撕下,并留做擦拭沉淀用。

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3. 滤纸的安放 将折迭好的滤纸放在洁净的尽可能干燥的漏斗中,用手指按住滤纸,加蒸馏水至满,必要时用手指小心轻压滤纸,把留在滤纸与漏斗壁之间的气泡赶出,使过滤纸紧贴漏斗并使水充满漏斗颈形成水柱,以增快滤过速度。

4.过滤 将漏斗置漏斗架上,接受滤液的洁净烧杯放在漏斗下面,使漏斗颈下端在烧杯沿以下3~4cm处,并与烧杯内壁靠紧。

一般多采用“倾注法”过滤,即待沉淀降于烧杯底部,将上层清液小心倾入漏斗滤纸中,使清液先通过滤纸,尽可能不搅动沉淀,其操作如图1-7.

一手拿住玻璃棒,使与滤纸近于垂直,玻棒位于三层滤纸上方,但不和滤纸接触。另一只手拿住盛沉淀的烧杯,烧杯咀靠着玻璃棒,慢慢将烧杯倾斜,使上层清液沿着玻璃棒流入滤纸中,随着滤液的流注,漏斗中液体的体积增加,至滤液达到滤纸高度的三分之二处,停止倾注,切勿注满滤纸。停止倾注时,可沿玻璃棒将烧杯咀往上提一小段,扶正烧杯,在没扶正烧杯以前不可将烧杯咀离开玻璃棒,并注意不让沾在玻璃棒上的液滴或沉淀损失,把玻

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璃棒放回烧杯内,但勿把玻璃棒靠在烧杯咀部。

(四)沉淀得洗涤及沉淀的转移 洗涤沉淀一般也采用倾注法。将少量洗涤液注入盛沉淀的烧杯中,充分搅拌洗涤后静止(图1-8),待沉淀下沉后,倾注上层清液,如此洗涤数次之后再将沉淀转移到滤纸上,进行洗涤。

为了提高洗涤效率,可采用“少量多次”的方法洗涤,即每次用少量洗涤液,以淹没沉淀为度,多洗几次,可得到良好得洗涤效果。同样量的洗涤液分多次洗涤比分少次洗涤效率高,这种方法称为“少量多次”洗涤原则。

经过几次倾注洗涤之后,进行沉淀得定量转移,即将沉淀全部转移到滤纸上,进行最后的洗涤。

在烧杯中加少量洗涤液,其量应不超过滤纸体积的三分之二,用玻璃棒将沉淀充分搅起,立即将沉淀混悬液一次倾入滤纸中,这一转移操作最易引起沉淀损失,要十分小心。然后用洗瓶吹洗烧杯内壁,冲下玻璃棒和烧杯壁上的沉淀,再充分搅起沉淀进行倾注转移,经数次操作可将沉淀全部转移到滤纸上。但玻璃棒和烧杯内壁可能总附着少量沉淀,为使沉淀转移干净可用撕下的滤纸角(或沉淀帚,图1-9)擦拭玻璃棒后,将滤纸角放入烧杯中,用玻璃棒推动滤纸角使附着在烧杯内壁的沉淀松动,把滤纸角放入漏斗中,如图1-10所示方法将沉淀转移到滤纸中。用左手拿住烧杯,玻璃棒横放在烧杯上,使玻璃棒下端靠在烧杯咀得凹部略伸出一些,以食指按住玻璃棒,烧杯咀向着漏洞倾斜,玻璃棒下端指向滤纸三层部分,右手持洗瓶(无洗瓶可用滴管),用吹出得液流冲洗烧杯内壁,这时烧杯内残存得沉淀便随液流沿玻璃棒流入滤纸中。注意不要使洗涤液过多以防超过滤纸高度,造成沉淀的损失。

沉淀全部转入漏斗后,在滤纸上进行最后洗涤,以除尽全部杂质(图1-11)。用洗瓶吹出液流冲洗沉淀,并使沉淀集中于滤纸锥体最下部,再吹入洗涤液,每次都要沥尽方可吹入第二次洗涤液,这样经过多次洗涤(一般10次左右),直至检查无杂质为止。

(五)沉淀的干燥和灼烧

1.坩埚的准备 将坩埚洗净拭干后用架盘天平称粗重。坩埚可用高温炉或煤气灯灼烧至恒 重。但灼烧空坩埚的条件应与灼烧沉淀的条件一致。 用煤气灯灼烧时,将坩埚放在泥三角上(图1-12),用氧化焰加热。先用小火预热坩埚,再加大火焰灼烧,一般从红热开始约30分钟撤火,待红热退去1~2分钟,用在火焰上微热得坩埚

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钳夹住,放在保干器中,移天平室冷却至室温称重。坩埚钳咀要保持洁净,用后将弯咀向上放在台面上(图1-13),不准咀向下放。

将热坩埚放入保干器中要用手握住保干器盖,不时地将盖微微推开,以放出热空气,然后再盖好保干器。

坩埚冷却一定时间后进行称重。可先放好予称重的砝码于天平盘上,慢慢推开保干器盖,

用坩埚钳夹取坩埚,放于天平盘上称量,记录所称坩埚的重量。再按同法加热灼烧,放置,称量。若两次称量之差不超过规定值(一般0.2mg)为恒重,以轻者为恒重坩埚的重量。

2.干燥器的使用 干燥器是一种保持物品干燥的玻璃器皿(图1-14),内盛干燥剂,使物品不受外界水分的影响,常用放置坩埚或称量瓶等。干燥器内有一带孔的白瓷板、瓷板下面放干燥剂,但不要放得太多,否则会沾污在瓷板上的物品。

干燥器盖边的磨砂部分应涂上一层薄薄的凡士林,这样可以使盖子密合而不漏气。 由于涂有凡士林,开启干燥器时应同时用拇指按住其盖,以防滑落而打碎。

干燥剂得种类很多,有无水氯化钙、有色硅胶,无水硫酸钙,高氯酸镁等;浓硫 酸浸润的浮石,也是较好的干燥剂。各种干燥剂都具有一定的蒸汽压,因此在干燥器内并非 绝对干燥,只是湿度较低而已。

搬动干燥器时用双手拿稳并紧紧握住盖子,(图--15)打开盖子时,(图--16)用左手抵住干燥器身,右手把盖子往后拉或往前推开,一般不应完全打开,只开到能放入器皿为度。关闭时将盖子往前推或往后拉使其密合。不要将打开的盖子放在别的地方去。

3、沉淀的包裹 用玻棒或干净的手指将滤纸三层部分掀起,把滤纸连同沉淀从漏斗中取出,然后打开滤纸,用图1-17所示方法,(1)保持滤纸的半圆形,(2)沿右端相距约为半径的三分之一处,把滤纸自右向左折起,(3)沿着与直径平行的直线把滤纸上边向下折起来(4)最后自右向左将给整个滤纸卷成小包

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还有一种折包方法:将滤纸取出,保持其圆锥敞开部分封折 再将左右两边向里折起,尖端向下(有沉淀的锥顶)放在坩埚里。 4、沉淀的干燥 包好的沉淀可在恒温箱中干燥,也可用煤气灯加热烤干。将包好的沉淀放入已恒重的坩埚里,滤纸三层部分朝上,坩埚盖半掩坩埚口,在坩埚盖下部用小火焰烘烤,借热空气流将滤纸和沉淀迅速烘干。

图1-18 沉淀在坩埚中干燥(a)和灼烧(b)

5、沉淀的炭化和灰化 沉淀烘干后,将火焰移向坩埚底部,小火加热至滤纸逐渐变为炭黑为炭化。若火焰温度过高,滤纸可能燃着,此时应立即移去火焰,加盖密闭坩埚火即灭,且勿用嘴吹熄,以防沉淀散失。滤纸全部炭化后,可加大火焰,并不时用坩埚钳旋转坩埚至炭黑全部烧掉为止。

6、沉淀的灼烧 灰化后将坩埚竖直,加大火焰,灼烧一定时间,如BaSO4沉淀约15分钟,Al2O3约30分钟,但无严格规定。灰化灼烧的目的是除去沉淀中的挥发性杂质和将沉淀形式转变称称量形式。灼烧一般不用加盖,灼烧后待红热退去约1~2分钟,放入干燥器中,移天平室冷却一定时间,一般约30分钟,称量并记录重量。再按上法操作一次,但在保干器中放置时间应与第一次放置时间一致。称量时可先将第一次称量时砝码重放好,再放坩埚,迅速称量,观察停点,必要时用骑码调节停点与第一次停点一致,记录重量,两次重量之差不超过规定重量为恒重。

若用高温炉灼烧时,要用特制的长柄坩埚钳将坩埚放入高温炉内,并加盖,防止污物落入坩埚。恒温加热一定时间后,先将电源关闭,然后打开炉门,将坩埚移至炉口附近,放置片刻,再取出置干燥器中,移天平室冷却至室温,恒重称量。

二、滴定分析基本操作

在滴定分析中,准确地测量溶液的体积,是获得良好分析结果的重要因素。为此,必须了解如何正确地使用容量器皿如滴定管,容量瓶和移液管等,现分别叙述如下: (一)滴定分析器皿及其使用方法 1. 滴定管 滴定管是用来进行滴定的器皿,用于测量在滴定中所用溶液的体积,滴管是一种细长,内径大小比较均匀而具有

刻度的玻璃管,管的下端有玻璃尖嘴 (图—19)。有25、50毫升等不同的容积。如25毫升滴定管就是把滴定管分成25等分,每一等分为1毫升,1毫升中再分10等分,

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每一小格为0、1毫升,读数时,在每一小格间可再估计出0、01毫升。

滴定管一般分为两种,一种是酸式滴定管,另一种是碱性滴定管。酸式滴定管的下端有玻璃活塞,可盛放酸液及氧化剂,不能

酸式 碱式

图1-19 滴定管

盛放碱液,因为碱液常使活塞与活塞陶粘合,难于转动。盛放碱液时要用碱式滴定管,它的下端连接一橡皮管,内放一玻璃珠,以控制溶液的流出,下面再连一尖嘴玻管,这种滴定管不能盛放酸或氧化剂等腐蚀橡皮的溶液。

为了防止滴定管漏水,在使用之前要将已洗净的滴定管活塞拔出,用滤纸将活塞及活塞套擦干,在活塞粗端和活塞套的细端分别涂一薄层凡士林,把活塞插入活塞套内,来回转动数次,直到在外面观察时呈透明即可。亦可在玻璃活塞孔的两端涂上一薄层凡士林,小心不要涂在塞孔处以防堵塞孔眼,然后将活塞插入活塞套内,来回旋转活塞数次直至透明为止。(图—20)在活塞末端套一橡皮圈以防在使用时将活塞顶出。然后在滴定管内装入蒸馏水,置滴定管架上直立2分钟观察有无水滴滴下,缝隙中是否有水渗出,然后将活塞转180°再观察一次,放在滴定管架上,没有漏水即可应用。

为了保证装入滴定管溶液的浓度不被稀释,要用该溶液洗滴定管3次,每次约用7~8毫升。洗法是注入溶液后,将滴定管横过来,慢慢转动,是溶液流遍全管,然后将溶液自下放出。洗好后,即可装入溶液。装溶液时要直接从试剂瓶倒入滴定管,不要再经过漏斗等其它容器。

将标准溶液充满滴定管后,应检查管下部是否有气泡,如有气泡,可转动活塞,使溶液急速下流驱去气泡。如为碱式滴定管,则可将橡皮管向上弯曲,并在稍高于玻璃珠所在处用两手指挤压,使溶液从尖嘴口喷出,气泡即可除尽(图1--21)。

滴定管的读数:在读数时,应将滴定管垂直地夹在滴定管夹上,并将管下端悬挂的液滴除去。滴定管内的液面呈弯月形,无色溶液的弯月面比较清晰,读数时,眼睛视线与溶液弯月面下缘最低点应在同一水平上,眼睛的位置不同会得出不同的读数(图1--22);为了使读数清晰,亦可在滴定管后边衬一张白纸片作为背景,形成颜色较深的弯月带,读取弯月面的下缘,这样做不受光线的影响,易于观察(图1—23)。深色溶液的弯月面难以看清,如KMnO4溶液,可观察液面的上缘。读数时应估计到0.01毫升。

图1-20 涂凡士林操作

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图1-21 排除气泡方法 图1-22目光在不同的位置得到的滴定管的读数

图1-23 衬托读数 图1-24 滴定管的拿法

由于滴定管刻度不可能非常均匀,所以在同一实验的每次滴定中,溶液的体积应该控制在滴定管刻度的同一部位,例如第一次滴定是在0~30毫升的部位,那么第二次滴定也使用这个部位。这样由于刻度不准确而引起的误差可以抵消。

滴定操作:用左手控制滴定管的活塞,右手拿锥形瓶。使用酸式滴定管时(图1—24),左手拇指在前,食指及中指在后,一起控制活塞,在转动活塞时,手指微微弯曲,轻轻向里扣住,手心不要顶住活塞小头一端,以免顶出活塞,使溶液溅漏(图1—25)。使用碱式滴定管时,用手指捏玻璃珠所在部位稍上的橡皮,使形成一条缝隙,溶液即可流出(图1—26)。 滴定时,按图1—25所示,左手控制溶液流量,右手拿住瓶颈,并向同一方向作圆周运动,旋摇,这样使滴下的溶液能较快地被分散进行化学反应。但注意不要使瓶内溶液溅出。在接近终点时,必须用少量蒸馏水吹洗锥形瓶壁,使溅起的溶液淋下,充分作用完全。同时,滴定速度要放慢,以防滴定过量,每次加入1滴或半滴溶液,不断摇动,直至达终点。

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图1-25 酸滴定管滴定操作 图 1-26 碱滴定管滴定操作

在烧杯中滴定时,调节滴定管的高度,使滴定管的下端伸入烧杯内1cm左右。滴定管下端应在烧杯中心的左后方处,但不要靠内壁。右手持搅棒在右前方搅拌溶液。在左手滴加溶液的同时,搅拌应作圆周搅动,但不得接触烧杯壁和底(图1—27)。在加半滴溶液时,用搅棒下端承接悬挂的半滴溶液,放入烧杯中摇匀。注意,搅拌只能接触溶液,不要接触滴定管尖。

图 1-27 在烧杯中滴定姿势 图 1-28 容量瓶

滴定结束后,滴定管剩余的溶液应弃去,不得将其倒回原瓶,以免沾污整瓶溶液。随即洗净滴定管,并用蒸馏水充满全管,备用。

2.容量瓶 是一种细颈梨形的平地瓶(图1—28),带有磨口塞或塑料塞。颈上有标线,表示在所指温度下当液体充满到标线时,液体体积恰好与瓶上所注明的体积相等。容量瓶一般用来配制标准溶液或试样溶液。

容量瓶在使用前先要检查其是否漏水。检查的方法是,放入自来水至 标线附近,盖好瓶塞,瓶外水珠用布擦拭干净,用左手按住瓶塞,右手指顶住瓶底边缘,把瓶倒立2分钟,观察瓶周围是否有水渗出,如果不漏,将瓶直立,把瓶塞转动约180°后,再倒立过来试一次,检查两次很有必要,因为有时瓶塞与瓶口不是任何位置都密合的。

在配制溶液时,先将容量瓶洗净。如用固体物质配制溶液,应先将固体物质在烧杯中溶解后,再将溶液转移至容量瓶中,转移时,要使玻璃棒的下端靠近瓶颈内壁,使溶液沿壁流

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下(图1—29),溶液全部流完后,将烧杯轻轻沿玻璃棒上提,同时直立,使附着在玻棒与杯嘴中间的溶液流回到杯中,然后用蒸馏水洗涤烧杯三次,洗涤液一并转入容量瓶。当加入蒸馏水至容量瓶容量的2/3时,摇动容量瓶,使溶液混匀。接近标线时,要慢慢滴加,直至溶液的弯月面与标线相切为止。

图 1-29 溶液转移入容量瓶 图 1-30 混匀操作

盖好瓶塞,将容量瓶倒转,使瓶内气泡上升,并将溶液振荡数次,再倒转过来,使气泡再直升到顶,如此反复数次直至溶液混匀为止(图1—30)。

有时,可以把一干净漏斗放在容量瓶上,将已称样品倒入漏斗中(这时大部分已经落入容量瓶中)。然后,应以洗瓶吹出少量蒸馏水,将残留在漏斗上的样品完全洗入容量瓶中,冲洗几次后,轻轻提起漏斗,再用洗瓶的水充分冲洗,然后如前操作。 容量瓶不能久贮溶液,尤其是碱性溶液,它会侵蚀住瓶塞,无法打开。所以配制好溶液后,应将溶液倒入清洁干燥的试剂瓶中贮存,容量瓶不能用火直接加热及烘烤。

3、移液管 移液管(吸管)用于准确移取一定体积的溶液,通常有两种形状,一种移液管中间有膨大部分,称为胖肚移液管(胖肚吸管),常用的有5、10、25、50毫升等几种。另一种直形的,管上有分刻度的称为吸量管(刻度吸管)。常用的有1、2、5、10毫升等多种(图1—31)。 使用时,洗净的移液管要用被吸取的溶液洗涤三次,以除去管内残留的水分。为此,可倒少许溶液于一洁净而干燥的小烧杯中,用移液管吸取少量溶液,将管横下转动,使溶液流过管内标线下所有的内壁,然后使管直立将溶液由尖嘴口放出(图1—32)。

图 1-31 移液管及吸量管

吸取溶液时,一般可以用左手拿洗耳球,(无洗耳球可用口吸)右手吧移液管插入溶液中吸取。当溶液吸至标线以上时,马上用右手食指按住管口,取出用滤纸擦干下端,然后稍松

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食指,使液面平稳下降,直至溶液的弯月面与标线相切,立即按紧食指,将移液管垂直放入接受溶液的容器中,管尖与容器壁接触(图1—33),放松食指,使溶液自由流出,流完后再等15秒钟,残留于管尖的液体不必吹出,因为在校正移液管时,也未把这部分液体体积计算在内。移液管使用后,应立即洗净放在移液管架上。

图 1-32 移液管洗涤

图 1-33 从移液管放出液体 图 1-34 碘量瓶

4.碘量瓶 滴定操作多在锥形瓶中进行,有时也可在烧杯中进行。带磨口塞子的锥形瓶称碘量瓶(图1—34)。 由于碘液较易挥发而引起误差,因此在用碘量法测定时,反应一般在具有玻塞,且瓶口带边的锥形瓶中进行,碘量瓶的塞子及瓶口的边缘都是磨砂的。在滴定时可打开塞子,用蒸馏水将挥发在瓶口及塞子上的碘液冲洗入碘量瓶中。

(二) 滴定仪器的洗涤

容量器皿在使用前必须仔细洗净。洗净的容量器皿,它的内壁应能被水均匀润湿而无条纹及水珠。

一般玻璃器皿,例如烧杯或锥形瓶的洗涤,可用刷子蘸取肥皂或合成洗涤剂来刷洗,刷洗后再用自来水冲洗,若仍有油污可用铬酸洗液来浸泡

滴定管 无明显油污等滴定管,可直接用自来水冲洗,再用滴定管刷刷洗,若有油污则可倒入温热40~50℃得5%铬酸洗液10毫升,把管子横过来,两手平端滴定管转动直至洗液布满全管。碱式滴定管则应先将橡皮管卸下,把橡皮滴头套在滴定管底部,然后再倒入洗液,进行洗涤。

污染严重的滴定管,可直接倒入铬酸洗液浸泡几小时。

容量瓶 用水冲洗后,如还不洁净,可倒入洗液摇动或浸泡,可也使用去污粉或肥皂洗

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涤。

移液管 吸取洗液进行洗涤,若污染严重,则可放在高型玻筒或大量筒内用洗液浸泡。。 上述仪器洗净后,将用过的洗液仍倒入原贮存瓶中,器皿先用自来水冲洗干净,最后用蒸馏水洗三次,备用。

附录:

本天平是采用MCS-51系列单片微机的多功能电子天平。除一般智能化电子天平所具有的称量自动校准,积分时间可调和灵敏度可适当选择外,本天平还有三个量制,克,米制克拉,金盎司可供用户选择(米制克拉,金盎司供出口用),数据接口配有RS-232C通用串行双向口和标准的Centronics并行输出口,能与微机和各种打印机(如PP40等)相连。并行数据输出还设有二种模式;定时和不定时输出,其中定时可设三档不同的定时时间供用户自由选择。 准备

拆箱后,去除一切包装,取出风罩内缓冲海绵,装好称盘。 将天平置于稳定的工作台上,避免振动,阳光直射和气流。

工作环境温度:Ⅰ级天平15度-25度,温度波动不大于1度/h,Ⅱ级天平10度-30度,温度波动不大于5度/h。 相对湿度小于75%

工作电压为220±2233 V 50Hz或110V±11V;60Hz 操作

在使用前观察水平仪,如水平仪水泡偏移,需调整水平调节脚,使水泡位于水平仪中心。 本天平采用轻触按键,能实行多键盘控制,操作灵活方便,各功能的转换与选择,只需要相应的按键。 开机

选择合适电源电压,将电压转换开关置相应位置。 天平接通电源,就开始通电工作(显示器未工作),通常需预热一小时后方可开启显示器进行操作使用。

键盘的操作功能

ON开启显示器键只要轻按一下ON键,显示器全亮:

±8888888%g o

对显示器的功能进行检查,约二秒后,显示天平的型号: 例如:

-1604-

然后是称量模式。

0.0000g 或

0000g OFF关闭显示键

轻按OFF键,显示器熄灯即可。若要较长时间不再使用天平,应拔去电源线。 TAR清零,去皮键

置容器与称盘上,显示出容器的质量: +18.9001g 然后轻按TAR键,显示消隐,随既出现全零状态,容器质量显示值已去除,即去皮重:

0.0000g

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RNG称量范围转换键

本天平具有二种读数精度,称量范围在0-30g,其读数精度为0.1mg,若总称量超过30g.天平就自动转为1mg读数精度,但通过具有0-160g的去除皮重功能,在总称量不超过160g的范围内可分段(其分析量不超过30g)进行读数达0.1 mg精度分析。即若容器质量超过30g,可轻按TAR,先去除容器质量,然后称物(≤30g),其显示读数精度仍为0.1mg, 称量范围设置

只要按住RNG键不松手,显示器就会出现如图所示,不断循环

如您需要读数精度为0.1mg一档,即当显示器出现rng-30即松手,随即出现等待状态------,最后出现称量状态。

UNT量制转换器

按住ERY不松手,显示器就会出现如图所示,不断循环“g”表示单位克,“-”表示“米制克拉”,“g”表示单位为金盎司。量制单位的内体设置同RNG键。

-Unt-g-Unt-︿-Unt-y INT积分时间调整键

积分时间有四个依次循环的模式可供选择。如图所示

-INT-0-INT-1-INT-2。-INT-3 对应的积分时间长短为

INT-0 快速 INT-2 较短 INT-1 短 INT-3 较长

积分时间选定办法也同RNG 键。

ASD灵敏度调整键

同积分时间调整键一样,灵敏度也有依次循环的四种模式如图所示灵敏度依次顺序为ASD-0-最高 ASD-1-高 ASD-2-较高 ASD-3-低

-ASD-0-ASD-1-ASD-2-ASD-3 其中ASD-0是生产调试时用。用户不宜使用此模式,灵敏度模式的选定办法也同RNG键。 现将ASD与INT二模式的配合使用情况列出,供用户参考。

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最快称量速度 INT-1 ASD-3 通常 情况 INT-3 ASD-2 环境不理想时 INT-3 ASD-3

天平校准键

因存放时间较长,位置移动,环境变化或为获得精确测量,天平在使用前一般都应进行校准操作。

校准天平的准备:

取下称盘上所有被称物,置rng-30,INT-3,ASD-2,Ery-g模式,轻按TAR键天平清零。 校准天平

轻按CAI当显示器出现CAL-时,即松手,显示器就出现CAL-100其中“100”为闪烁码,表示校准砝码需用100g的标准砝码。此时就把准备好“100g”校准砝码放上称盘,显示器即出现------等待状态,经较长时间后显示器出现100.000g,拿去校准砝码,显示器应出现0.000g,若出现不是为零,则再清零,再重复以上校准操作。(注意:为了得到准确的校准结果、最好反复以上校准操作二次。)

校准显示顺序如图

0.0000gCAL-100-----0.000g100.000g PRT输出模式设定键

按住PRT键也会有如图所示的四种模式以次循环出现,供用户随意选择。

PRT-0为非定时按键输出模式。此时只要轻按一下PRT键,输出接口上就输出当时的称量结果一次。注意:这时应又轻又快地按此键,否则会出现下一个输出模式。

PRT-1-定时半分钟输出一次

PRT-2-定时1分钟输出一次 PRT-3-定时2分钟输出一次

-PRT-0-PRT-1-PRT-2-PRT-3 COU点数功能键

本天平具有点数功能,其平均数设有5,10,25,50四档。 平均数范围设置

只要按COU键不松手,显示器就会出现如图所示,不断循环

-Cou-0-Cou-1-Cou-2-Cou-3-Cou-4 如你需要一般称量功能,当显示出现COU-0时即松手,随即出现等待状态-------,最后出现称量状态0.0000g.

如你需要进入点数状态,当显示管出现COU-1,COU-2,COU-3,COU-4的任意一种状态时即松

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手,显示器出现相应的显示状态,COU-5-;COU-10-;COU-25-;COU-50-任意一种情况,分别代表为(5,10,25,50)只平均值。

例如当显示器出现COU-1时松手,随即显示器显出COU-05-,其中“-05-”为闪烁状态表示称盘上放入5只被称物,再按一下CAL键,随即出-------等待状态的8秒钟后显示器上就出现5,拿去被称物,显示器显示“0”,这时就可对被称物相同物体进行点数工作,(注意:被秤物体的质量不能大于天平的最大称量)

你若用10,25,甚至50只进行平均,那你点数的精度会更高些。

本天平由于具有断电记忆功能,所以你若以为原有的平均数是准确的,那可以免去平均功能操作步骤,操作如下,按住COU键,显示器出现COU-1,COU-2,COU-3,COU-4中任意一种状态即松手,按去皮键TAR,随即显示器出“0”,即可进行点数工作。

称量

以上各模式待用户选定后(本天平由于具有记忆功能,所有选定模式能保持断电后不丢失就可用于称量)。

按TAR键,显示为零后,置被称物于称盘,待数字稳定-即显示器左边的“0”标志熄灭后,该数字即为被称物的质量值。 去皮重

置容器于称盘上,天平显示容器质量,按TAR键,显示零,即去皮重。再置被称物于容器中,这时显示的是被称物的净重。 累计称量

用去皮重称量法,将被称物逐个置于称盘上,并相应逐一去皮清零,最后移去所有被称物,则显示数的绝对值为被称物的总质量值。 加物

置INT-0模式,置容器于称盘上,去皮重。将称物(液体或松散物)逐步加入容器中,能快速得到连续读数值。当加物达到所需称量,显示器最左边“0”熄灭,这时显示器的数值即为用户所需的称量值。当加入混合物时,可用去皮重法,对每种物质计净重。

读取偏差

置基准砝码(或样品)于称盘上,去皮重,然后取下基准码,显示其质量负值。再置称物于称盘上,视称物比基准码重或轻,相应显示正或负偏差值。

下称

拧松底部下盖板的螺丝,露出挂钩。将天平置于开孔的工作台上,调正水平,并对天平进行校准工作,就可用挂钩称量挂物了。 天平的维护与保养

天平必须小心使用。称盘与外壳须经常用软布或牙膏轻轻擦洗。切不可用强溶介剂擦洗。

第二章酸碱滴定法

实验一 滴定分析操作练习

一、目的与要求

1.学习滴定仪器的洗涤方法

2.掌握滴定管,移液管及容量瓶的操作技术 3.学习观察与判断滴定终点

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4.学会配制铬酸洗涤液和它的使用方法。

二、方法提要

在滴定分析中,准确地测量溶液的体积,是获得良好分析结果的重要前提之一。为此,必须学会正确使用滴定仪器,否则,必定使分析工作失败。按照滴定分析仪器的使用操作规程,进行滴定操作,移液管,容量瓶使用练习。

三、仪器与试剂

滴定管,移液管,容量瓶,K2Cr2O7,HCl液(0.1mol/L),NaOH液(0.1mol/L),甲基橙指示剂,甲基红指示剂,酚酞指示剂,溴甲酚绿-甲基红混合指示剂。

四、操作步骤

1、滴定管、容量瓶、移液管的洗涤方法,按滴定分析基本操作进行。

2、取K2Cr2O7固体少许,置小烧杯中,加常水约20ml,搅拌使溶解后,按操作规程,定量转移到250毫升容量瓶中,稀释至刻线,混匀。

3、用25ml移液管,吸取常水,放入250ml容量瓶中。吸取放入10次,直至熟练。

4、用量筒取常水25ml置锥形瓶中,加入NaOH液(0.1mol/L)2ml,加甲基橙指示剂1滴,用装有HCl液(0.1mol/L)的酸式滴定管滴定,观察终点颜色从黄滴至橙色。再放入NaOH液(0.1mol/L)数滴,在滴定至终点,反复练习观察终点,直至操作熟练。注意练习掌握1/2滴,1/4滴的操作。

5、用量筒取常水25ml置250ml锥形瓶中,加标准酸液2ml,加酚酞2滴,用碱式滴定管滴定,指点颜色从无色至浅粉色。再从酸管放几滴酸液,反复滴定,注意观察终点的颜色。

6、用量筒取常水25ml置250ml锥形瓶中,加碱液(0.1mol/L)2ml,加混合指示剂5滴(溴甲酚绿甲基红)溶液呈绿色,用酸滴定至呈紫色,加热煮沸2分钟(又恢复至绿色)冷却后,再用酸滴定至紫色为终点。

7、用量筒取常水25ml置250ml烧杯中,加碱液(0.1mol/L)2ml,加甲基橙指示剂1滴,用酸滴定至终点。边滴定边用玻棒搅拌溶液。

五、思考题

1、容量玻璃仪器洗净的标志是什么?为什么要达到这一要求?

2、滴定管和移液管使用前如何处理?为什么?与锥形瓶的处理有何不同? 3、用移液管量取溶液时,最后遗留在管口内部少量溶液是否应该吹出? 4、实验中所用的锥形瓶是否需用欲测溶液洗涤三遍?洗涤后是否需要烘干?

实验二 容量仪器的检定

一、目的与要求

1、理解容量仪器校准的必要性 2、学会容量仪器校准的方法

二、方法提要

容量仪器的容积并不一定与它所标示的值完全一致,就是说,刻度不一定十分准确。因此在实验工作前,尤其对于准确度要求较高的工作,必须予以校正。

测量液体体积的基本单位是升。1升是指在真空中,1千克重的水在最大密度(3.98℃)时所占的体积。换句话说,就是在3.98℃和真空中称量所得的水重克数,在数值上就等于它

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的体积毫升数。

但是,在实际工作中,容器中的水重是在室温下和空气中称量的。因此必须考虑如下三个方面的影响。

(1)由于空气浮力使重量改变的校正 在空气中称重时由于空气浮力引起减少的重量,等于水所排除的空气的重量。同理,砝码也是如此。但因砝码的密度比水的密度大,当两者重量相等时,砝码的体积较小因而所减少的重量也较小。因此,水的真实重量Wv应为在空气中所称得的重量Wa加上一个校正数A,其值等于水所排去的空气和砝码所排去的空气的重量差:【公式】

(1)

式中的Da、D水和Dw分别代表空气、水和砝码的密度。可见在空气中称得水重为Wa

克时,在真空中应重(Wa+A)克,它在3.98℃时占有的容积为Wa+A毫升。

(2)由于水的密度随温度而改变的校正 在称量水重时,水温一般都高于3.98℃。由于在此情况下水的密度随温度增高而减少,所以同质量的水在较高温度时占有较大的体积,或者说,它的实际体积的毫升数比它的实际重量的克数大些。设这一校正数为B,则W(即Wa+A)克重的水在t℃时所占的体积应等于(Wa+A+B)毫升。B的数值可按照下式从不同温度下水的密度值计算:【公式】

式中的Dt为水在t℃时的密度。这样,水在t℃时的体积应等于(Wa+A+B)毫升。

(3)由于玻璃容器本身容积随温度而改变的校正 随温度的变化,不仅水的体积改变,而且玻璃容器本身的容积也在改变。为了统一,一般规定以20℃为测量玻璃容器容积的标准温度。不在20℃校正时,就要加上校正值C,其数值可按下式计算:

C=Vt(20-t)0.000025 (2)

式中的Vt是容器在t℃时的容积,0.000025是玻璃的体积膨胀系数。因此容器在20℃时的真实容积应等于(Wa+A+B+C)毫升。

表4-1 不同温度下1升水的重量 温度 一升水在空气中的重量(g) 温度 一升水在空气中的重量(g) ℃ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 (用黄铜砝码称量) 998.39 998.32 998.23 998.14 998.04 997.93 997.80 997.66 997.51 997.35 997.18 ℃ 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 (用黄铜砝码称量) 997.00 996.80 996.60 996.38 696.17 995.93 995.69 995.44 995.18 994.91 通过上述三项校正,即可计算出在某一温度时需称多少克的水(在空气中,用黄铜砝码)才能使它所占的体积恰好等于20℃时该容积所指的容积。

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为了便于计算,将20℃容量为1L的玻璃容器,在不同温度时所应盛水的重量列于表4-1。 应用此表来校正容量仪器是很方便的。例如,在15℃时,欲称取在20℃时容量恰为1L的水,其值为997.93g;反之,亦能从水的重量换成体积。

三、操作步骤

(1)滴定管的校正

将蒸馏水装入已洗净的滴定管中,调节水的弯月面至刻度零处,然后按照滴定管速度放出一定体积的水到已称重的小锥形瓶(最好是有玻塞的)中,再称重,两次重量之差,即为水重。然后用实验温度时1毫升水的重量(从表4-1查得)来除水重,即可得真实体积。按国家计量局规定,常量滴定管分五段进行校正。现举一实验数据为例列于表4-2供参考。

表 4—2 50毫升滴定管的校正表

滴定管读取容积(ml) 0.00~10.00 0.00~20.00 0.00~30.00 0.00~40.00 0.00~50.00 瓶和水重 (g) 44.74 64.64 94.49 74.77 84.73 空瓶重 (g) 34.80 44.74 64.64 34.90 34.88 水重 (g) 9.94 19.90 29.85 39.87 49.85 真实容积 (ml) 9.97 19.95 29.92 39.97 49.98 校正值 (ml) -0.03 -0.05 -0.08 -0.04 -0.03 校正时水的温度为18℃1.00ml水重0.99751g

校准时需要注意:

1.称量时称准到0.01g即足。

2.最好使用同一容器从头做到尾,至少也要尽量减少倾空次数;每次倾空后,容器外面不可有水,瓶口内残留的水也要用于滤纸吸干;从滴定管往容器中放水时,尽可能不要沾湿瓶口,也不要溅失;这都是为了减少误差。

(二)移液管的校正

将移液管洗净,吸取蒸馏水至标线以上,调节水的弯月面至标线,按前述的使用方法将水放入已称重的锥形瓶中,再称量。两次重量之差为量出水的重量。从表1查得该实验温度时每毫升的重量除水重,即得移液管的真实体积。

(三)容量瓶的校正

将洗净的容量瓶倒置空干,并使之自然干燥,称空瓶重。注入蒸馏水至标线,注意瓶劲内壁标线以上不能挂有水滴,再称量。两次重量之差即为瓶中的水重。从表5查得该实验温度时每毫升水的重量,除水重,即得该容量瓶的真实体积。

实际上,移液管常与容量瓶配合使用,这时重要的不是知道移液管和容量瓶的绝对体积,而是要知道它们之间的体积是否成准确比例,因此只做相对校正便可。例如,校正100ml容量瓶与25ml移液管时,可用移液管吸取4次蒸馏水,转移入容量瓶中,检查液面是否与容量瓶标线一致,如不一致,可在瓶劲液面处作一新记号。使用时,将溶液稀释至新标志处。用这支移液管从这个容量瓶中吸取一管溶液,就是全部溶液体积的1/4.

四、思考题

1. 影响容量仪器校正的主要因素有哪些?

2. 校正滴定管时,为什么每次放出的水都要从0.00刻度线开始?

3. 100ml容量瓶,如果与标线相差0.40ml,问此体积的相对误差是多少?如分析试样时,称

取试样0.5000克,溶解后定量转入容量瓶中,移取25.00毫升测定,问称量差值是多少?

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称样的相对误差是多少?

4. 校正容量仪器为什么要求使用蒸馏水而不用自来水?为什么要测水温? 5. 为什么容量仪器都按20℃体积进行刻度?

实验三 HCL标准溶液(0.1mol/L)的配制与标定

一、

1. 学会标准溶液的配制方法。

2. 掌握用碳酸钠作基准物质标定盐酸溶液的原理及方法。 3. 正确判断甲基红溴甲酚绿混合指示剂滴定终点。

目的与要求

二、方法提要

1.市售盐酸为无色透明的氯化氢水溶液,HCL含量36~38%(g/g),比重约1.18,因此配制HCL液(0.1mol/L)需用间接法配制。

2.标定酸用的基准物质很多,我们采用无水碳酸钠为基准物,用甲基红溴甲酚绿混合指示剂指示终点,终点颜色是由绿色转变为暗紫色。

用Na2CO3标定时滴定反应为:

三、试剂

浓盐酸 无水碳酸钠基准物

甲基红溴甲酚绿指示剂:0.2%甲基红乙醇溶液与0.1%溴甲酚绿乙醇溶液(1:3)混合即得。 1.HCL液(0.1mol/L)的配置

用小量筒取盐酸9ml,倒入一洁净具有玻塞的试剂瓶中,加蒸馏水稀释至1000ml,振摇混匀。

2.HCL液(0.1mol/L)的标定

取270~300℃干燥至恒重的基准物无水碳酸钠约0.12g,精密称定。加蒸馏水50ml使溶解后,加甲基红溴甲酚绿混合指示液10滴,用HCL液(0.1mol/L)滴定至溶液由绿色转变为紫红色,煮沸2分钟,冷却至室温,继续滴定至溶液由绿色变为暗紫色。记下读数,按下式计算盐酸的浓度

3.HCL液(0.1mol/L)的标定(比较法)

从碱式滴定管中准确放取NaOH液(0.1mol/L)25.00ml于锥形瓶中,加入0.1%甲基橙指示剂1滴,用待标定的HCL液(0.1mol/L)滴定至由黄色恰为橙色,即为终点,记下读数。重复操作两次。

四、思考题

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1.配制HCL液(0.1mol/L)1000ml,需取浓盐酸9ml是怎样计算来的? 2.实验中所用锥形瓶是否需要烘干?加入蒸馏水的量是否需要准确?

3.用碳酸钠标定盐酸溶液,滴定至近终点时,为什么需将溶液煮沸?煮沸后为什么又要冷却后再滴至终点?

4.用碳酸钠为基准物质标定HCL溶液的浓度,一般应消耗HCL液(0.1mol/L)约22ml,问应称取碳酸钠若干克?

五、实验报告示例

1、原始记录

(1)Na2CO3重量

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ

W1=16.2375 W2=16.1041 W3=15.9774 W4=15.8423 W5=15.7045 W2=16.1041 W3=15.9774 W4=15.8423 W5=15.7045 W6=15.5741  ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ 0.1334 0.1267 0.1351 0.1378 0.1304

(2)消耗HCL溶液的体积

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ

HCL最终度数 24.01 22.85 24.30 24.75 23.51 HCL最初度数 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01

 ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ 24.01 22.85 24.30 24.75 23.50

2.实验报告示例

HCL液(0.1mol/L)的标定 日期:1992.9.6 天平号:302—9 基准物:Na2CO3=106.0 计算公式:

称重:Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ

瓶+基准物重 16.2375 16.1041 15.9774 15.8423 15.7045 倒出后重 16.1041 15.9774 15.8423 15.7045 15.5741  ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ 基准物重W 0.1334 0.1267 0.1351 0.1378 0.1304

标定: Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ HCL最终度数 24.01 22.85 24.30 24.75 23.51 HCL最初度数 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01  ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ 24.01 22.85 24.30 24.75 23.50

CCHCL 0.1049 0.1047 0.1048 0.1051 0.1047 HCL 0.1048

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标准偏差SX 1.6310-4 相对标准差RSD 0.16%

实验四 药用硼砂的含量测定

一、目的与要求

1、掌握用中和法测定硼砂含量的原理和操作。 2、掌握甲基红指示剂的滴定终点

二、方法提要

硼砂是四硼酸的钠盐,因为硼酸是弱酸(Ka=6.4310 -10)所以可用HCl标准溶液直接滴定。其反应为:

Na2B4O7210H2O+2HCL→4 H3BO4+NaCL+5H2O 硼砂=381.4

滴定至化学计量点时为H3BO4的水溶液,此时溶液的pH值可根据生成的硼酸的浓度及它的电离常数来计算:设用HCl液(0.1mol/L)滴定Na2B4O7液(0.05mol/L),化学计量点时溶液稀释一倍应为0.025mol/L,因此化学计量点时。

三、试剂

甲基红指示剂 硼砂Na2B4O7210H2O样品

四、操作步骤

取硼砂样品约0.5克,精密称定,家蒸馏水50ml溶解后,加甲基红指示剂2滴,用HCl液(0.1mol/L)滴定至由黄色变为橙色即为终点。(每1毫升的HCl液(0.1mol/L)相当于19.07mg的Na2B4O7210H2O)

硼砂的百分含量可按下式计算:

五、思考题

1、硼砂和硼酸的混合物样品,你将怎样设计分析方案?

2、用HCl(.1mol/L)滴定硼砂的实验中,能用甲基橙指示终点吗?若用酚酞作指示剂会产生多大误差?

3、哪些盐类可用酸碱滴定法的直接法进行测定?

4、称取硼砂样品约0.5克是如何决定的?如倒出过多,其重量达0.6125g,问是否需重称?

实验五 药用NaOH的含量测定

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一、 目的与要求

1、掌握双指示剂法测定NaOH和Na2CO3混合物中个别组分含量的原理和方法。 2、熟悉移液管和容量瓶的使用

二、方法提要

NaOH易吸收空气中的CO2使一部分NaOH变成Na2CO3,即形成Na2CO3和NaOH的混合物。此混合物用盐酸标准溶液滴定。在溶液中先加入酚酞指示剂,当酚酞变色时,NaOH全部被HCl中和,而Na2CO3只被滴定到NaHCO3,即只中和了一半,设这时共用去HCl的体积为V1ml;在此溶液中再加入甲基橙指示剂,继续滴定至甲基橙变色时,NaHCO3进一步被中和为CO2,此时消耗的HCl的体积为V2ml,则Na2CO3消耗的体积为2 V2,总碱量所消耗的HCl的体积为V1+V2.据此,即可分别测得总碱量和Na2CO3的含量。

三、试剂

HCl液(0.1mol/L) 酚酞指示剂 甲基橙指示剂 药用NaOH

四、操作步骤

迅速地精密称取本品约0.35g于50ml小烧杯中,加少量蒸馏水溶解后,定量转移至100ml容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀。

精密吸取20.00ml样品溶液于250ml锥形瓶中,加20ml蒸馏水及2滴酚酞指示剂,以HCl液(0.1mol/L)滴至酚酞的红色消失为止,记下所用HCl液(0.1mol/L)的毫升数(V1),再加入2滴甲基橙指示液,继续用HCl液(0.1mol/L)滴定至黄色变为橙色(V2)。根据前后消耗HCl液(0.1mol/L)的毫升数,算出供试品Na2CO3的含量,即得。按下式分别求出总碱量(以NaOH计算)和Na2CO3的百分含量:

附注:样品溶液含有大量氢氧根离子,滴定前不应久置空气中,否则溶液吸收CO2使NaOH的量减少,而Na2CO3的量增多。

五、思考题

1、吸取样品溶液及配制样品溶液时,移液管和容量瓶是否要烘干?

2、用盐酸标准溶液滴定至酚酞变色时,如超过终点是否可用碱标准溶液回滴?试说明原因

3、试说明总碱量和Na2CO3百分含量计算式的原理. 4根据操作步骤,样品重量约0.35g是怎样求得的?

实验六 NaOH标准溶液(0.1mol/L)的配制与标定

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一、 目的与要求

1、学会配制标准溶液和用基准物质来标定标准溶液浓度的方法 2、掌握滴定操作和滴定终点的判断。

二、方法提要

NaOH易吸收空气中的CO2,使配地的溶液中含有少量Na2CO3

2NaOH+ CO2→Na2CO3+ H2O

经过标定的含有碳酸盐的标准碱溶液,用它测定酸含量时,若使用与标定时相同的指示剂,则含碳酸盐对测定结果并无影响,若标定与测定不是用相同的指示剂,则将发生一定的误差。因此应配制不含碳酸盐的标准碱溶液。

配制不含Na2CO3的标准NaOH溶液的方法很多,最常见的是用NaOH的饱和水溶液(120:100)配制。Na2CO3在饱和NaOH溶液中不溶解,待Na2CO3沉淀沉下后,量取一定量上层澄清溶液,再稀释至所需浓度,即可等到不含Na2CO3的NaOH溶液,饱和NaOH溶液含量约为52%(g/g),比重约1.56。配制1000mlNaOH液(0.1mol/L)应取饱和溶液5.6ml.。用来配制NaOH溶液的水,应加热煮沸放冷,除去其中的CO2。

标定碱溶液用的基准物质很多,如草酸(H2C2O4*2H2O),苯甲酸(C6H5COOH)氨基磺酸(NH2SO3H),邻苯二甲酸氢钾(HOOCC6H4COOK)等。目前常用的是邻苯二甲酸氢钾,其滴定反应如下:

化学计量点时由于共轭碱的生成,溶液呈微碱性,应采用酚酞为指示剂。

三、仪器及试剂

碱式滴定管 50ml,锥形瓶 250ml,烧杯 250ml, 邻苯二甲酸氢钾基准物质

NaOH饱和水溶液 0.1%酚酞指示剂

四、实验方法

1、配制

(1)NaOH饱和水溶液的溶液的配制:取氢氧化钠约120g,加蒸馏水100ml,振摇使溶液成饱和溶液。冷却后,置塑料瓶中,静置数日,作贮备液。

(2)NaOH液(0.1mol/L)的配制:

量取NaOH的饱和水溶液5.6ml,加新煮沸过的冷蒸馏水至100ml,摇匀。或直接称取NaOH4.4g,加新煮沸过的冷蒸馏水至100ml,摇匀。

2、NaOH液(0.1mol/L)的标定 精密称取在105~110℃干燥至恒温的基准物邻本二甲酸氢钾约0.5g,加新煮沸过的冷蒸馏水50ml,小心摇动,使其溶解,加酚酞指示剂2滴,用NaOH液(0.1mol/L)滴定至溶液呈浅红色,30秒不退色为终点。记录所耗用的NaOH溶液的体积。

根据邻苯二甲酸氢钾的重量和所用的NaOH溶液的毫升数按下式计算NaOH标准溶液的浓度。

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五、思考题

1、配制标准碱溶液时,用架盘天平称取固体NaOH是否会影响溶液浓度的准确度?能否用纸称取NaOH?为什么?

2、为什么NaOH标准液要用标定法配制而不用直接法配制?

3、配制NaOH标准液和溶解邻苯二甲酸氢钾时,为什么要求用新沸冷却的蒸馏水? 4、盛NaOH的瓶子为什么不能用玻璃塞,每次取出NaOH溶液后必须橡胶塞立即塞紧? 5、滴定管内气泡未除尽,对滴定结果有何影响?

6、本实验除用酚酞外,还可以选用什么指示剂指示终点

实验七 苯甲酸的含量测定

一、 目的与要求

1、掌握用中和法测定苯甲酸含量的原理和操作 2、掌握酚酞指示剂的滴定终点

二、方法提要

-3

苯甲酸属芳香羧酸类药物,其Ka=6.3310 故可用标准碱溶液直接滴定。其滴定反应为: 【公式】

化学计量点时,由于生成共轭碱(苯甲酸钠),溶液呈微碱性,应选用碱性区域变色的指示剂,本实验选用酚酞作指示剂。

三、试剂

NaOH液(0.1mol/L) 0.1%酚酞指示剂

四、操作步骤

取本品约0.27g精密称定,加中性的稀乙醇(对酚酞指示剂显中性)25ml溶解后,加酚酞指示剂3滴,用NaOH液(0.1mol/L)滴定至显淡红色,即达终点(每1ml的NaOH液(0.1mol/L)相当于12.21mg的C7H6O2)。

附注:

1、苯甲酸在水中微溶,在乙醇中易溶,故用稀乙醇为溶剂。

2、中性稀乙醇的配制:取95%的乙醇53ml,加水至100ml,加酚酞指导价3滴,用NaOH液(0.1mol/L)滴定至淡红色,即得。

苯甲酸的百分含量可按下式计算:

23

五、思考题

1、操作步骤中,每份样品重约0.27g是怎样求得的?

2、若实验需要50%(V/V)稀乙醇75ml,问需取95%(V/V)乙醇若干毫升?

第三章 非水溶液滴定法

实验八 高氯酸标准溶液(0.1mol/L)的配制与标定

一、 目的与要求

1、掌握非水溶液酸碱滴定原理及操作。

2、掌握高氯酸标准溶液的配制、标定的方法及原理。

二、方法提要

常见的矿酸在冰醋酸中以高氯酸的酸性最强,故常用高氯酸的冰醋酸溶液作标准溶液。 邻苯二甲酸氢钾在冰醋酸中显碱性,以其为基准物,用结晶紫为指示剂,被高氯酸溶液滴定。根据基准物的重量,滴定所消耗的高氯酸溶液的体积,计算出高氯酸溶液的浓度(mol/L)

用邻苯二甲酸氢钾标定时的滴定反应为:

生成的KCLO4不溶于冰醋酸溶液中,故有沉淀产生。

三、操作步骤

1、标准溶液的配制 取无水冰醋酸750ml,加入高氯酸(70~72%)8.5ml,摇匀,在室温下缓缓地加醋酐23ml,边加边摇,加完后再振荡摇匀,放冷。加无水冰醋酸适量使成1000ml,摇匀,放置24小时。若所测供试品易乙酰化,则须用水分测定法测定本液的含水量,再用水和醋酐调节本液的含水量为0.01~0.2%。

2、标定 取在105℃干燥至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾约0.16g,精密称定,加无水冰醋酸20ml使溶解,加结晶紫指示剂1滴,用本液缓缓滴定至蓝色,并将滴定的结果用空白试验校正。每1ml的高氯酸溶液(0.1 mol/L)相当于20.42mg的邻苯二甲酸氢钾。根据本液的消耗量与邻苯二甲酸氢钾的取用量,算出本溶液的浓度(mol/L),即:

VHClO4为空白校正后的体积;KHC8H4O4=204.2

四、注意事项

24

1、配制高氯酸冰醋酸溶液时,不能将醋酐直接加入高氯酸中,应先用冰醋酸将高氯酸稀释后再缓缓加入醋酐。

2、使用的仪器应予先洗净烘干。

3、高氯酸、冰醋酸均能腐蚀皮肤、刺激粘膜,应注意防护。 4、冰醋酸有挥发性,故标准溶液应置棕色瓶中密闭保存。

5、高氯酸标准溶液的体积,随室温变化而改变。因此在标定时及样品测定时代室温均应注意,必要时应修正标准溶液的浓度。

6、结晶紫为指示剂,其终点变化为紫→蓝紫→纯蓝。应正确观察终点的颜色,必要时可采用空白对照或电位法对照。

五、思考题

1、向高氯酸冰醋酸溶液中加入到醋酐量应如何计算?为什么醋酐不能直接加入高氯酸溶液中?

2、为什么邻苯二甲酸氢钾,既可标定碱(NaOH)又可标定酸(HClO4的冰醋酸溶液)?

3、做空白试验的目的?怎么做空白试验?

六、参考资料

1、于如霞主编 分析化学实验 中国医药科技出版社 出版1988;12.第二版,32~34 2、中国药典 1990年版二部 附录180~181.

试验九 水杨酸钠的含量测定

一、 目的与要求

1、掌握有机酸碱金属盐的非水滴定方法

2、掌握结晶紫指示剂的滴定终点的颜色变化。

二、方法提要

水杨酸钠是有机酸的碱金属盐,在水溶液中碱性较弱,不能直接进行酸碱滴定。但是可以选择适当的溶剂,使其碱性增强,再用高氯酸标准溶液进行滴定。其滴定反应为:

C7H5O3Na+HAc=C7H5O3H+Acˉ+Na+

HCLO4+HAc=H2Ac++CLO4ˉ

H2Ac++Ac=2HAc

总反应:HCLO4+C7H5O3Na=C7H5O3H+CLO4ˉ+Na+反应在醋酸—冰醋酸混合溶剂中进行,以增强水杨酸钠的碱度,用结晶紫为指示剂,用高氯酸标准溶液滴定到蓝绿色。

三、操作步骤

精密称取在105℃干燥的水杨酸钠约0.13g于50ml干燥的锥形瓶中,加醋酐—冰醋酸(1:4)混合溶剂10ml使溶解,加结晶紫指示剂1滴,用高氯酸标准溶液(0.1 mol/L)滴定至蓝绿色。滴定结果用空白试验校正。 结果的计算:

四、注意事项

25

1、使用仪器均需预先洗净干燥。

2、注意测定时的室温,若与标定时室温相差较大时,(一般±2℃以上)需加以校正。 3、注意节约使用有机溶剂。

五、思考题

1、在非水酸碱滴定中,若容器或试剂含有微量水分,对测定结果各有什么影响? 2、若标定时和样品测定时的室温相差较大,标准溶液的浓度应如何校正? 3、若试样为苯甲酸钠,在本实验条件下能否进行测定?为什么?

六、参考资料

1、孙谨等编著 非水滴定(下册) 1022~1023

2、于如霞主编 分析化学实验 33~34

3、中国药科大学分析化学教研室编写 分析化学实验 28~30

第四章 沉淀滴定法

试验十 硝酸银标准溶液的配制与标定

一、目的与要求

1、掌握硝酸银标准溶液,用吸附指示剂(荧光黄指示剂)法标定的原理及方法 2、掌握用“比较法”确定标准溶液浓度的方法及铁铵矾指示剂的应用。

二、方法提要

采用吸附指示剂法,标定硝酸银溶液的浓度时,为了使AgCl保持较强的吸附能力,应使沉淀保持胶体状态。为此,可将溶液适当稀释,并加入糊精溶液以保护胶体。

用基准NaCl标定AgNO3溶液,以荧光黄为指示剂,终点时胶体溶液由黄绿色转变为微红色,其变化过程如下:

终点前 溶液中CL过剩(AgCl)CLˉ M+ 终点时 溶液中Ag+过剩(AgCl)CLˉ Xˉ 此时溶液中(AgCl)Ag+吸附FIˉ→(AgCl)Ag+2FI 微红色

若再用上述硝酸银标准溶液,与NH4SCN溶液进行定量的比较,也测定NH4SCN溶液的浓度(比较法)时,可以用铁铵矾指示剂来确定终点。在滴定过程中,为了防止Fe3+的水解,故在滴定液中加入HNO3溶液维持酸性环境。其反应如下:

【公式】

终点前 Ag++SCNˉ→AgSCN↓

终点时 Fe+SCNˉ→Fe(SCN)↓ 淡棕红色

3+

2+

ˉ

三、操作步骤

(一)标准溶液的配制

1、AgNO3溶液(0.1mol/L)的配制 取AgNO317.5g置250mol烧杯中,加蒸馏水100ml使溶解,然后移入棕色磨口瓶中,加蒸馏水稀释至1000ml,充分摇匀,密塞。

26

2、NH4SCN溶液(0.1mol/L)的配制 取NH4SCN8g置250mol烧杯中,加蒸馏水100ml,使溶解然后移入磨口瓶中,加蒸馏水稀释至1000ml,摇匀。

(二)标准溶液的标定

1、AgNO3标准溶液的标定 取在110℃干燥至恒重的基准NaCl约0.13g,精密称定,置于250ml锥形瓶中,加蒸馏水50ml使溶解,再加糊精(1→50)2ml与荧光指示剂8滴,用AgNO3标准溶液(0.1mol/L)滴定至浑浊液由黄绿色转变至微红色,即为终点。

2、NH4SCN标准溶液(0.1mol/L)的标定(比较法) 精密量取AgNO3标准溶液(0.1mol/L)20ml,置锥形瓶中,加蒸馏水20ml,HNO3(6mol/L)2ml、铁铵矾指示剂2ml,用NH4SCN溶液滴定呈淡棕红色,剧烈振摇后仍不褪色即为终点。

溶液浓度的计算:

四、思考题

1、用荧光黄为指示剂,标定AgNO3标准溶液时,为什么要加入糊精溶液?

2、按指示终点的方法不同,硝酸银标准溶液的标定有几种方法?各种方法在什么条件下进行?

3、AgNO3标准溶液与NH4SCN溶液用比较法确定浓度时,为什么在终点时需剧烈振摇?

试验十一 氯化铵的含量测定

一、目的与要求

掌握铬酸钾指示剂法(Mohr法)。正确判断K2CrO4作指示剂的滴定终点。

二、方法提要

NH4Cl的测定采用Mohr法。是根据分步沉淀的原理,溶解度小的AgCl先沉淀,溶解度大的Ag2CrO4后沉淀。适当控制K2CrO4指示剂浓度使AgCl恰好完全沉淀后立即出现砖红色Ag2CrO4沉淀,指示滴定终点的到达。其反应如下:

【公式】

终点前 Ag++CLˉ→AgCL↓

终点时 2Ag++CrO42ˉ→AgCrO4↓ 砖红色

三、操作步骤

取NH4Cl约0.42-0.44g,精密称定,置100ml容量瓶中,加水适量,振摇,使溶解后,再用水稀释至刻度,摇匀。精密量取20ml,加铬酸钾指示剂数滴,用AgNO3标准溶液(0.1mol/L)滴定至恰好混悬液微呈砖红色,即为终点。

样品总NH4Cl百分含量的计算:

四、思考题

27

1、NH4Cl的含量测定能否用吸附指示剂法或者铁铵矾指示剂法?为什么? 2、在用铬酸钾指示剂法测定NH4Cl含量时,应注意哪些关键操作?

第五章络合滴定法

实验十二 EDTA标准溶液(0.05mol/L)的配制与标定

一、目的与要求

掌握EDTA标准溶液配制和标定的方法。

二、方法提要

EDTA标准溶液常用乙二胺四乙酸的二钠盐(EDTA22Na22H2O=392.28)配制。EDTA22Na22H2O是白色结晶粉末,可以制成基准物质,但一般不直接用EDTA配制标准溶液,而是先配制成大致浓度的溶液,然后以MgSO427H2O为基准物来标定其浓度。滴定

是在pH≈10的条件下进行的,铬黑T为 指示剂,终点由紫红色变为纯蓝色。滴定过程中的反应为:

Zn2++HIn2ˉ= ZnInˉ+H﹢ Zn2++H22ˉ= ZnY2ˉ+2H﹢

终点时:

ZnIn+H2 Y= ZnY+HIn+H 紫红色 纯蓝色

ˉ

三、操作步骤

1、EDTA标准溶液(0.05mol/L)的配制:取EDTA22Na22H2O约9.5g,加蒸馏水500ml使溶解,摇匀,贮存在硬质玻璃瓶或聚乙烯塑料瓶中。

2、EDTA标准溶液(0.05mol/L)的标定:精密称取已在800℃灼烧至恒重的基准物ZnO约0.12g,加稀HCl3ml使溶解,加蒸馏水25ml和甲基红(0.025→100)的乙醇液1滴,滴加氨试液至溶液呈微黄色。再加蒸馏水25ml,NH32H2O—NH4Cl缓冲液(pH10.0)10ml和铬黑T指示剂少量,用EDTA液(0.05mol/L)滴定至溶液自紫红色转变为纯蓝色,即为终点。

四、注意事项

1、EDTA22Na22H2O在水中溶解较慢,可加热使溶解或放置过夜。

2、贮存EDTA溶液应选用硬质玻璃瓶,如用聚乙烯瓶贮存更好。避免与橡皮塞、橡皮管的接触。

五、思考题

1、为什么在滴定时要加NH32H2O—NH4Cl缓冲液?

2、为什么ZnO溶解后要加甲基红指示剂并用氨试液调节至微黄色?

28

实验十三 水的硬度测定

一、目的与要求

1、了解络合量法测定水的硬度的原理及方法。 2、掌握水的硬度测定的方法及计算。

二、方法提要

水的硬度的测定,自50年代以来,用EDTA标准溶液直接滴定水中Ca、Mg总量,然后以Ca换算为相应的硬度单位。工业上水的硬度有多种表示方法,较通用的为德国度,1度相当于1升水中含CaO10毫升。在我国除采用度表示法外,还常以mg/L表示,mg/L相当于ppm,1mg/L相当于1ppm,故1°=10ppmCaO。

测定原理:取一定的水样,调节pH≈10,以铬黑T为 指示剂,用EDTA标准溶液(0.05mol/L)滴定Ca2+、Mg2+的总量,即可计算水的硬度。反应式为:

三、操作步骤

量取水样100ml置于锥形瓶中,加NH32H2O—NH4Cl缓冲液(pH10.0)5ml,铬黑T 指示剂少许,用EDTA标准液(0.01mol/L)滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色,即为终点。

当水的硬度较大时,在pH≈10会析出MgCO3、CaCO3沉淀使溶液变浑。 【公式】

HCO3+Ca2++OH-→CaCO3↓+H2O

在这种情况下,滴定至“终点”时,常出现返回现象,使终点难以确定,滴定的重复性差,为了防止Ca2+、Mg2+沉淀,可按以下步骤进行:

量取水样100ml置于锥形瓶中,投入一小块刚果红试纸,用盐酸(6 mol/L)酸化至试纸变蓝色,振摇2分钟,然后如前所述加缓冲液和指示剂,用EDTA标准液(0.01mol/L)滴定。

四、思考题

1、你准备怎样配制EDTA标准液(0.01mol/L)?

2、试说明硬度计算公式的来源?

3、为什么后一操作步骤可以防止Ca2+、Mg2+的沉淀?

29

实验十四 EDTA法分别测定混合物中钙盐及镁盐的含量

一、目的与要求

1、了解混合试样的测定方法。

2、掌握钙指示剂的使用原理及条件

二、方法提要

测定Ca2+、Mg2+共存时的含量的方法,可在一份溶液中进行,也可平行取两份溶液进行。前者是先在pH=12时滴定Ca2+,后将溶液调至pH=10时滴定Mg2+(先调至pH≈3,再调至pH≈10,以防止Mg(OH)2或MgCO3等形式存在而溶解不完全)。后一种方法是一份试液在pH=10时测定Ca2+、Mg2+总量,另一份在pH=12时测定Ca2+,用差减法求出Mg2+的含量。本实验采用后一种方法。

本实验为取一分溶液调节溶液的pH≈10,以铬黑T为指示剂,用EDTA标准溶液滴定Ca2+、Mg2+总量。另取一分试液,调节溶液pH12~13,此时,Mg2+生产Mg(OH)2沉淀,故可用EDTA单独滴定Ca2+,但要注意Mg(OH)2沉淀会吸附Ca2+,从而使钙的结果偏低,镁的结果偏高。另外溶液pH12~13时钙指示剂与Ca2+形成稳定的粉红色络合物,而游离指示剂为蓝色,故滴定终点由粉红色变成蓝色。

三、操作步骤

钙盐的含量测定 精密称取定量的可溶性钙盐及镁盐混合试样,在250ml容量瓶中配制成相当于Ca2+或Mg2+浓度约0.05mol/L,精密吸取样品液20ml,加蒸馏水25ml,二乙胺3ml调节pH12~13,再加入钙指示剂1ml,用EDTA标准溶液(0.05mol/L)滴定溶液从粉红色变为蓝色,即为终点。消耗体积为V1

镁盐的含量测定 从上述容量瓶中,精密吸取样品20ml,加蒸馏水25ml,NH32H2O—NH4Cl缓冲液(pH10.0)10ml,铬黑T指示剂少量,用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色为纯蓝色,即为终点。消耗体积为V2

四、注意事项

二乙胺用量要适当,如果pH<12,则Mg(OH)2沉淀不完全;而pH>13时,钙指示剂在终点变化不明显。

五、思考题

1、为什么试样分析时是用一次称样

,分取试液滴定的操作?能都分别称样,进行滴定分析? 2、本实验测定Ca2+、Mg2+时为什么要使用两种缓冲液? 3、为什么在镁盐测定中消耗标准溶液的体积是V2—V1?

30

实验十五 氯化钙的含量测定

一、目的与要求

掌握络合滴定中辅助指示剂的原理

二、方法提要

络合滴定中常用的指示剂为络黑T,但钙离子与络黑T在PH=10时形成的CaIn离子不够稳定,会使终点过早出现,而镁离子与络黑T形成的MgIn-相当稳定。利用CaY2-比MgY2-更稳定的性质,加入少量MgY2ˉ作辅助指示剂,当Ca2+试液中加入络黑T与MgY2-的混合液后,发生下列置换反应:

MgY+Ca=Ca Y+Mg

2﹢2ˉˉ﹢

Mg+HIn=MgIn+H

滴定过程中,EDTA先与游离Ca2+络合,因此,在终点前溶液显MgIn-的酒红色。最后,EDTA从MgIn-中置换出络黑T,使溶液由酒红色变为纯蓝色。 MgInˉ+H2Y2ˉ=MgY2ˉ+HIn2ˉ+H﹢

2-在整个滴定过程中MgY并未消耗EDTA,而是起了辅助络黑T指示终点的作用。

2+

2﹢

三、操作步骤

取本样品约1.5g,置贮有蒸馏水约10ml并称重量的称量瓶中,精密称定,移置100ml的容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,精密量取10ml,置锥形烧瓶中。

另取蒸馏水10ml,加NH32H2O—NH4CL缓冲液(PH10.0)10ml,稀硫酸镁试液1滴与络黑T指示剂少量,用EDTA标准溶液(0.05mol/L)滴定至溶液显纯蓝色。将此溶液倾入上述锥形瓶中,用EDTA标准溶液(0.05mol/L)滴定至溶液自紫红色转变为纯蓝色,即为终点。按下式计算

四、注意事项

由于氯化钙为白色、坚硬的碎块或颗粒;潮解性很强。所以称量方法较为特殊,称量速度宜快些。

五、思考题

1.如果试样是Ca2+,Mg2+的混合物是否可以用络黑T指示剂从混合液中分别测定Ca2+及Mg2+的含量?

2.氯化钙除用络合滴定法测定其含量外,能否用沉淀滴定法测定其含量?

31

第六章 氧化还原滴定法

实验十六 I2标准溶液(0.05mol/L)的配制与标定

一、目的与要求

1.掌握碘标准溶液的配制方法和注意事项。 2.了解直接碘量法的操作过程。

二、方法提要

用升华法制得的纯碘,可以直接用于配制标准溶液。由于碘在室温时的升华压为0.31毫米,称量时易引起损失;另外,碘蒸汽对天平零件具有一定的腐蚀作用。故碘标准溶液多采用间接法配制。碘在纯水中的溶解度很小,通常都是利用I2与I生成I3络离子的反应,配制成有过量碘化钾存在的碘溶液,I3的形成增大了碘的溶解度也减小了碘的挥发损失。 由于光照和受热都能促使溶液中I-的氧化。所以,配好的含有碘化钾的碘标准溶液放在棕色瓶中,置于暗处保存。

通常As2O3直接标定I2溶液的浓度。也可先标出Na2S2O3溶液浓度,然后再用Na2S2O3溶液标定I2溶液。

As2O3不易溶于水,通常先用NaOH把它溶解,以得到Na2 As2O3。

As2O3+ 6NaOH= 2Na2As2O3+3H2O

然后再用H2SO4中和过量的NaOH。As2O3-和碘之间的反应为

3-3--+

As2O3+ I2+ H2O= AsO4+2I+ 2H

反应生成氢离子。在碱性溶液中 I2 氧化 As2O3- 的反应可达完全,但又不能再强碱性溶液中进行滴定,标定在NaHCO3溶液中进行,溶液的PH值约为8.

由此反应可知,1摩尔的 As2O3生成2摩尔Na2 As2O3,1摩尔AsO3与1摩尔的I2等计量反应。所以As2O3与 I2化学计量反应的摩尔比为1:2.

-

三、操作步骤

1. I2溶液的配制 取I213g,加KI溶液(36gKI溶于30ml水中),溶解后,加浓盐酸3滴与蒸馏水1000ml,盛棕色瓶中,摇匀,用垂熔玻璃滤器滤过。

2. I2溶液的标定

(1)用As2O3标定:取在105℃干燥至恒重的基准物As2O3约0.2g,精密称定。加NaOH液(1mol/L)4毫升,使溶解,加蒸馏水20毫升,酚酞指示液1滴,滴加硫酸液(1mol/L)至粉红色褪去,然后再加入NaHCO32g,蒸馏水30ml与淀粉指示液2ml,用碘液滴定至溶液显浅紫色。

按下式计算I2液浓度

(2)用Na2S2O3溶液标定:准确量取I2液20ml,加蒸馏水100ml及HCL溶液(4mol/L)5ml,用Na2S2O3溶液(0.1mol/L)滴定,近终点时加淀粉指示液2ml,继续滴定至蓝色消失。根据Na2S2O3溶液消耗的体积算出I2溶液的摩尔浓度。

标定操作平行重复3次,相对偏差不超过0.2%.

32

四、注意事项

1.配制碘标准溶液时加入浓盐酸的目的有二个。其一是为了把KI试剂中可能含有的KIO3杂质在标定前通过下列反应还原成I2。

IO3-+5I-+6H+= 3I+3H2O

以免影响以后的测定。其二是因为在配制硫代硫酸钠标准溶液时加入了少量的碳酸钠,在碘

2

溶液中加入盐酸,保证滴定反应不致在碱性环境中进行。 2.碘溶液对橡胶有腐蚀作用,必须放在酸式滴定管里滴定。

3.碘在稀碘化钾溶液中溶解速度缓慢,故通常将其溶于浓碘化钾溶液中,待完全溶解后再行稀释。

五、思考题

1.配制I2标准溶液时为什么加KI?将称得的I2和KI一起加水到一定体积是否可以? 2. 用As2O3标定I2液时,为什么加NaOH、H2SO4和NaHCO3?

3.碘标准溶液为深棕色,装入滴定管中弯月面看不清楚,应如何读数? 4.配制碘溶液时,为什么要加入3滴浓盐酸?

实验十七 Na2S2O3标准溶液(0.1mol/L)的配制与标定

一、目的与要求

1.掌握Na2S2O3标准溶液的配制方法和注意事项。

2.学习使用碘瓶和正确判断淀粉指示液指示终点。

3.了解置换碘量法的过程、原理,并掌握用基准物K2Cr2O7标定Na2S2O3溶液浓度的方法。 4.学习固定重量称量法。

二、方法提要

硫代硫酸钠标准溶液通常用Na2S2O325H2 O配制,由于Na2S2O3遇酸即迅速分解产生S,配制时若水中含CO2较多,则PH偏低,容易使配制的Na2S2O3变混浊。另外水中若有微生物也能够慢慢分解Na2S2O3。因此,配制Na2S2O3通常用新煮沸放冷的蒸馏水,并先在水中加入少量Na2CO3,然后再把Na2S2O3溶于其中。

标定Na2S2O3溶液可用KBrO3,KIO3,K2Cr2O7,KmnO4等氧化剂,以K2Cr2O7用得最多。标定时采用置换滴定法,使K2Cr2O7先与过来KI作用,再用欲标定浓度的Na2S2O3溶液滴定析出I2。第一步反应为:

Cr2O72-+14H﹢+6Iˉ=3I+2Cr3﹢+7H2O

在酸度较低时此反应完成较慢,若酸度太强又有使KI被空气氧化生成I2的危险,因此必须注

2

意酸度的控制并避光放置10分钟,此反应才能定量完成。第二步反应为: 2S2O32﹣+I2=S2O52﹣+2Iˉ

第一步反应析出的I2用Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂。淀粉溶液在有I离子存在时能与I2分子形成蓝色可溶性吸附化合物,使溶液呈蓝色。达到终点时,溶液中的I2全部与Na2S2O3作用,则蓝色消失。但开始I2太多,被淀粉吸附得过牢,就不易被完全夺出,并且也难以观察终点,因此必须在滴定至近终点时方可加入淀粉溶液。

Na2S2O3与I2的反应只能在中性或弱酸性溶液中进行,因为在碱性溶液中会发生下面的副反

33

应: S2O32﹣+4Iˉ+10OHˉ=2SO42﹣+8Iˉ+5H2O 而在酸性溶液中Na2S2O3又易分解:

S2O32﹣+2H﹢=S↓+SO2↑+H2O

所以进行滴定以前溶液应加以稀释,一为降低酸度,二为使终点时溶液中的Cr3+离子不致颜色太深,影响终点观察。另外KI浓度不可过大,否则I2与淀粉所显颜色偏红紫,也不利于观察终点。

三、操作步骤

1.Na2S2O3溶液的配制:在1000ml含有0.2g Na2CO3的新煮沸放冷的蒸馏水中加入Na2S2O325H2 O26g,使完全溶解,放置两周后再标定。

2.Na2S2O3溶液的标定:

(1)用固定重量称量法称取在120℃干燥至恒重的基准物K2Cr2O70.4903g于小烧杯中,加水使溶解,定量转移到100ml容量瓶中,加水至刻线,混匀,备用。

(2)用移液管量取20.00mlK2Cr2O7溶液于碘瓶中,加KI 2g,蒸馏水15ml,HCL溶液(4mol/L)5ml,密塞,摇匀,封水,在暗处放置10分钟。

(3)加蒸馏水50ml稀释,用Na2S2O3液滴定至终点,加淀粉指示液2ml,继续滴定至蓝色消失而显亮绿色,即达终点。

(4)重复标定三次,相对偏差不能超过0.2%. 为防止反应产物I2的挥发损失,平行试验的碘化钾试剂不要在同一时间加入,做一份加一份。

(5)结果计算:

四、注意事项

1.K2Cr2O7与KI反应进行较慢,在稀溶液中尤慢,故在加水稀释前,应放置10分钟,使反应完全。

2.滴定前,溶液要加水稀释。

3.酸度影响滴定,应保持在0.2~0.4mol/L的范围内。

4.KI要过量,但浓度不能超过2~4%,因为碘离子太浓,淀粉指示剂的颜色转变不灵敏。

5.终点有回褪现象,如果不是很快变蓝,可认为是由于空气中氧的氧化作用造成,不影响结果;如果很快变蓝,说明K2Cr2O7与KI反应不完全。

6.近终点,即当然也为绿里带点棕色时,才可加指示剂。

7.滴定开始时要掌握慢摇快滴,但近终点时,要慢滴,并用力振摇,防止吸附。

五、思考题

1.配制Na2S2O3溶液时为什么要提前两周配制?为什么用新煮沸放冷的蒸馏水?为什么要加入Na2CO3?

2.标定Na2S2O3标准溶液时为什么要在一定酸度范围,酸度过高或过低有何影响?为什么滴定前要先放置10分钟?为什么先加50ml水稀释后再滴定?

3.KI为什么必须过量?其作用是什么?

4.如何防止I2的挥发和空气氧化I-?

34

5.称取K2Cr2O7基准物1.2258g是怎么计算出来的?

6.为什么在滴定至近终点时才加入淀粉指示液?过早加入会出现什么现象? 7.为什么要求使用碱性式滴定管进行硫代硫酸钠溶液的滴定?

实验十八 维生素C的含量测定(直接碘量法)

一、目的与要求

1.通过维生素C含量测定了解直接碘量法的过程及测定维生素C含量的操作步骤。 2.进一步掌握碘量法操作。

二、方法提要

I2是弱氧化剂E0=0.535V。因此,能用直接碘量法测定的物质都属于强还原剂,维生素C就是这样的物质。维生素C结构中的烯二醇基能被I2定量氧化成二酮基。

此反应在弱酸溶液中进行得相当完全。在中性或碱性溶液中,维生素C易受空气中的氧气氧化,所以实验在稀醋酸介质中完成。

三、操作步骤

取本品约0.2g,精密称定。加新煮沸放冷的蒸馏水100ml与稀HAc10ml的混合液使溶解。加淀粉指示液1ml,立即用碘溶液(0.05mol/L)滴定至溶液显持续的蓝色。

按下式计算维生素C的含量:

四、注意事项

1.维生素C (Vc)的滴定反应多在酸性溶液(HAc,H2SO4,偏磷酸等)中进行,因在酸性介质中,维生素C受空气中氧的氧化速度稍慢,较为稳定。但样品溶于稀酸后,仍需立即进行滴定。

2.维生素C在有水或潮湿的情况下易分解成糠醛。

五、思考题

1.为什么维生素C含量可以用直接碘量法测定? 2.如果需要应如何干燥维生素C样品?

3.溶样时为什么用新煮沸并放冷的蒸馏水?

4.维生素C本身就是一个酸,为什么测定时还要加酸。

35

实验十九 铜盐的含量测定(滴定碘法)

一、目的与要求

1.通过滴定碘法,了解间接碘量法中滴定生成物方法的原理和计算方法。 2.巩固碘量法操作。

二、方法提要

滴定碘法师间接碘量法中滴定氧化还原反应生成物以测定未知物含量的方法。测定铜盐的依据是在醋酸酸性溶液中,利用过量的KI将铜离子还原成CuI沉淀,同时定量地置换出I2

2Cu2++4I-=2CuI↓+I2

(乳白色)

生成的I2与过量的碘离子形成络离子

I2+I= I3

实际反应为:

2Cu2++5Iˉ=2CuI↓+I3ˉ

所以,碘离子在这里不仅是铜离子的还原剂,还是反应物I2的络合剂。上述应虽是一个可逆的反应,但在过量碘存在下,反应可以定量向右进行。

反应要求在弱酸性介质中进行,在碱性溶液中发生I2的歧化反应:【公式】 I2+2OH= I+IO+H2O

3IO= 2I+IO3

除此副反应外,在碱性溶液中铜离子的水解作用使铜离子和碘离子反应速度变慢。但若酸性过强也会发生空气氧化碘离子形成碘的反应:

4Iˉ+O2+4H﹢=2I-+2H2O

置换出来的I2,以淀粉为指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定,滴定反应为:

2S2O32ˉ+I2= S4O62ˉ+2Iˉ

此滴定反应要求在中性或弱酸性介质中进行,如果介质酸性过强,滴定剂发生分解反应: S2O32ˉ+2H﹢= SO2↑+S↓+H2O 如果介质呈碱性,滴定时发生下述副反应:

S2O32ˉ+4I2+10OHˉ=2SO42ˉ+8Iˉ+5H2O

综上所述,利用滴定碘量法测铜时,控制溶液PH=3.5~4为宜,可采用醋酸一醋酸钠或氟氢化铵(NH4HF2)缓冲液控制介质的PH。

从上述讨论中可知,铜盐含量测定中有关反应化学计量的摩尔比为: Na2S2O3: I2: Cu2+=2:1:2

因此消耗 Na2S2O3的摩尔数也就等于未知物中铜的摩尔数。

------ˉ

ˉ

三、操作步骤

取CuSO425H2O约0.5g,精密称定,置碘瓶中,加蒸馏水50ml,溶解后,加醋酸4ml,碘化钾2g,用Na2S2O3标准溶(0.1mol/L)滴定。至近终点时,加淀粉指示液2ml,继续滴定至蓝色消失。

按下式计算硫酸铜的含量:【公式】

36

四、注意事项

1.铜离子与碘离子作用生成的CuI沉淀强烈的吸附I2,故要求加入KI后,应立即滴定;滴定时,要充分摇动锥形瓶中的溶液和沉淀,促使吸附在CuI沉淀上的I2解吸下来,否则淀粉指示剂的蓝色会提前消失,而蓝色消失的溶液经摇动后,又复出现蓝色即所谓“回蓝”现象。如在终点前附近,加入KSCN试剂把CuI转化为对I2吸附弱的CuSCN沉淀,释放出吸附的I2,可显著的改善指示剂的性能。

2.碘量法要注意的两个重要误差来源,一是I2的挥发,二是碘离子被空气氧化。实验中应采取适当的措施减少或排除这两种误差。

3.溶液中溶解的氧对硫代硫酸钠有氧化作用:【公式】 Na2S2O3+O2= Na2SO4+2S↓

此反应速度较慢,少量铜离子等杂质会加速此反应。

五、思考题

1.操作中为什么要加HAc?

2.I2易挥发,在操作过程中应如何防止I2挥发所带来的误差?

实验二十 KMnO4标准标准溶液(0.02mol/L)的配制与标定

一、目的与要求 1.掌握KMnO4标准溶液的配制方法和保存方法。

2.掌握Na2C2O4标定KMnO4标准溶液浓度的方法和注意事项。 3.练习使用自身指示剂。

二、方法提要

KMnO4为一强氧化剂,在酸性溶液中按下式起反应: MnO4ˉ+8H﹢+5e=Mn++4H2O 通常,滴定溶液的酸度要保持在1~2mol/L。

纯的KMnO4相当稳定。但试剂中含有少量MnO2及其他物质,实验用水中的微量还原性物质,都会引起从配制的溶液中析出MnO2或MnO(OH)2的沉淀。这些四价锰的物质会进一步促使KMnO4溶液的分解。为了得到稳定的KMnO4溶液,需将溶液中析出的四价锰的沉淀物质用玻璃漏斗过滤掉。

标定KMnO4溶液的基准物有As2O3,纯铁丝等,实验室常用草酸或草酸盐进行标定。标定反应:

2MnO4ˉ+16H﹢+5 C2O42-= 2Mn2++8H2O+10CO2↑

由于Na2C2O4和KMnO4反应较慢,故开始滴定时加入的KMnO4不能立即褪色,但一经反应生成锰离子后,锰离子对反应有催化作用,反应速度加快。滴定中加热滴定溶液以提高反应速度。

当溶液中MnO4离子浓度约为2310mol/L时,人眼即可观察到粉红色。故用KMnO4作滴定剂进行滴定时,通常不附近其他指示剂,利用粉红色的出现指示终点。

-6

三、操作步骤

1.KMnO4标准溶液(0.02mol/L)的配制

称取KMnO43.2~3.9g,溶于1000ml新煮沸放冷的蒸馏水中,混匀,置棕色玻璃瓶内,于暗处放置7~10天,用垂熔玻璃漏斗过滤,保存于另一棕色玻璃瓶中。

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2.KMnO4标准溶液(0.02mol/L)的标定

精密称取于105℃干燥至恒重的Na2C2O4基准物约0.15~0.2g(平行三份),置400ml烧杯中,加新鲜蒸馏水250ml与浓硫酸10ml,搅拌使溶。迅速自滴定管中加入KMnO4标准溶液约25ml,待褪色后,加热至65℃继续滴定至溶液显微粉红色并保持半分钟不褪。当滴定终了时,溶液温度不低于55℃.

计算公式:

四、注意事项

1.滴定终了时,溶液温度不低于55℃,否则因反应速度较慢会影响终点的观察与准确性。操作中加热可使反应加快,但不应热至沸腾,更不能直火加热,否则可能引起部分H2C2O4的分解。

H2C2O4= CO2+H2O+CO

2. Mn(Ⅱ)的自催化机理可能是:【化学式】 Mn(Ⅶ)+Mn(Ⅱ)= Mn(Ⅵ)+Mn(Ⅲ) Mn(Ⅵ)+Mn(Ⅱ)= Mn(Ⅳ)

Mn(Ⅳ)+Mn(Ⅱ)= Mn(Ⅲ)

Mn(Ⅱ)与C2O4离子生成络合物,如MnC2O4离子,Mn(C2O4)离子等,这类络合物自动分解成Mn(Ⅱ)和CO2最终产物。例如:

MnC2O4﹢→Mn2++CO2↑+CO2

ˉ

Mn(Ⅲ)+CO2→Mn2++CO2↑

如果标定前溶液中没有加入Mn离子,滴定生成的Mn离子即起到自身催化剂的作用。接

ˉ

近终点时,溶液中C2O4离子急剧降低,反应速度也随之变慢。 3.高锰酸钾溶液在保存时,受到热和光的辐射将发生分解

4MnO4ˉ+2H2O=4MnO2↓+3O2↑+4OH

分解产物MnO2会加速上面的分解反应。所以配好的溶液应放在棕色瓶中,置于冷暗处保存。

ˉ

4.高锰酸钾在酸性介质中是强还原剂。滴定到达终点的粉色溶液在空气中放置时;由于和空气中的还原性气体或灰尘作用能引起褪色现象。

五、思考题

1.为什么用H2SO4使溶液呈酸性?用HCL或HNO3可以吗? 2.在配制KMnO4标准溶液时,应注意哪些问题?为什么? 3.KMnO4滴定时,为何要求接近终点时放慢滴定速度? 3.滴定到终点的粉红色溶液为何在空气中放置过久会褪色?

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实验二十一 过氧化氢的含量测定

一、目的与要求

1.熟悉用KMnO4标准溶液测定H2O2含量的方法。 2.掌握液体样品的取样方法。

二、方法提要

在酸性溶液中,H2O2遇氧化性比它更强的KMnO4,则按下式被氧化:【化学式】

2MnO4+5 H2O2+6H= 2Mn5O2+8H2O

过氧化氢的水溶液俗称双氧水,纯的过氧化氢是淡蓝色粘稠液体,能以任何比例与水混合。

ˉ

2+

市场上买到的通常是它的30%的水溶液,稀释后方可滴定。上述滴定反应在滴定开始时比较慢,由于反应物锰离子起自催化作用,故随锰离子的生成,反应逐渐加快。但当滴定接近终点时,由于溶液中H2O2浓度很低,反应速度也比较慢。

市售H2O2中常含有少量乙酰苯胺或尿素等作为稳定剂,它们也有还原性,妨碍测定。在这种情况下,以采用碘量法为宜。

三、操作步骤

1.含H2O230%的样品 量取样品1ml,置贮有5ml蒸馏水并已称定重量带磨口塞的小锥形瓶中,精密称重,然后定量地转移至100ml容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀。精密吸取10ml,置250ml锥形瓶中,加硫酸(1mol/L)20ml,用KMnO4标准溶液(0.02mol/L)滴定至显微红色即达终点。 计算公式:

2.含H2O230%的样品 精密量取样品1.00ml,置贮有蒸馏水20ml的锥形瓶中,加硫酸

(1mol/L)20ml,用KMnO4标准溶液(0.02mol/L)滴定至显微红色即达终点。 计算公式:

四、注意事项

1.滴定开始时,滴定速度不能太快。如果加入的滴定剂过多,来不及反应,MnO4离子在酸性介质中将按下式分解。

4MnO4ˉ+12H﹢= 4Mn2++5O2↑+6H2O

2.过氧化氢溶液有很强的腐蚀性,防止溅洒到皮肤和衣物上。

五、思考题

1.除KMnO4法外,还有什么方法可以测定H2O2含量? 2.若用碘量法测定时应怎样做?这种方法有什么优点?

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第七章 电位法

实验二十二 用PH计测定溶液的PH值

一、目的与要求

1.掌握用PH计测定溶液PH值的方法。

2.通过实验,加深对用PH计测定溶液PH值得原理理解。

二、方法摘要

1.电位法测定PH值 目前都用玻璃电极,将它作为负极,饱和甘汞电极为参比电极,将它作为正极,组成电池。

用PH计测量PH值时,都是采用两次测量法,即先用标准溶液校准PH计,然后再测待测溶液的PH值,两次测量法所根据的原理是

此式说明溶液的PH值变化一个单位,测量电池的电动势变化2.303RT/F伏。

2.PH计 实际上是一个特殊的测量电位的装置,为了直接读出溶液的PH值,仪器相邻两个读数间隔相当于2.3033RT/F伏的电位。此值应随温度改变而不同,因此PH计上都设有温度调节钮来调节温度,使适合上述要求。

3.由于不同玻璃电极的性能之间有差异,甘汞电极的电位也会因为电极制造中的弊病或内充KCL溶液浓度的改变而稍微有变化,因此用PH计测定PH值之前,须用一个标准缓冲液来校准PH计。

4.有些玻璃电极或PH计的性能可能有缺陷,因此有时要用两种标准缓冲液来检验PH计。

三、仪器及试剂 25型PH计及PH S-2型酸度计

电极:221型玻璃电极,222型饱和甘汞电极。 标准缓冲液

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四、操作步骤 1.配制六种常用的标准缓冲液

(1)草酸三氢钾[KH3(C2O4)222H2O]标准缓冲溶液(0.05mol/L):称取在54℃±3℃干燥4~5小时的草酸三氢钾12.61g,溶于蒸馏水,并稀释至1L。

(2)25℃饱和酒石酸氢钾溶液:在磨口玻璃瓶中装入蒸馏水和过量的酒石酸氢钾(KHC4H4O6)粉末(约20g/L),温度控制在25℃±5℃,剧烈摇动20~30分钟,溶液澄清后,用倾泻法取其清液备用(如果用于0.02级的PH计,饱和温度应控制在25℃±3℃)。 (3)邻苯二甲酸氢钾(KHC8H8O4)标准缓冲液(0.05mol/L):称取在115℃±5℃干燥2~3小时的邻苯二甲酸氢钾10.12g,溶于蒸馏水,并稀释至1 L。

(4)PH6.8磷酸盐标准缓冲溶液:【磷酸二氢钾(0.025mol/L)磷酸氢二钠(0.025mol/L)的混合液】分别称取在115℃±5℃干燥2~3小时的磷酸氢二钠【Na2HPO4】3.533g和磷酸二氢钾【KH2PO4】3.387g,溶于预先煮沸过15~30分钟的冷却蒸馏水,并稀释至1 L。

(5)硼砂标准缓冲溶液(0.01mol/L):精密称取硼砂【Na2B4O7210H2O】3.80g(注意:不能烘烤),溶于预先煮沸过15~30分钟的冷却蒸馏水,并稀释至1L。装在聚乙烯塑料瓶中密闭保存。

(6)25℃饱和(约0.02mol/L)氢氧化钙溶液:在瓶中装入蒸馏水和过来的氢氧化钙粉末(约10g/L)。温度控制在25℃±5℃,剧烈振摇20~30分钟,迅速抽滤清液,置聚乙烯瓶中密闭保存。

标准缓冲液一般可保存使用2~3个月。但保存期间若发现混浊、发霉、沉淀等现象时,便不能继续使用。

以上标准缓冲液于0℃~45℃的标准PH值如表9-1: 表9-1 标准缓冲溶液表 缓冲液 PH值 温度(℃) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

2.PH计的校准、检验与溶液PH的测定

(1)校准:用一种标准缓冲液(例如邻苯二甲酸氢钾或其他标准缓冲液)按PH计的使用方法校准PH计。

(2)检验:用校准好了的PH计测量另一种与校准时所用缓冲液的PH值相差3个单位左右的标准缓冲液(例如混合磷酸盐或其它标准缓冲液),测得值与表中所列值之间相差不应大于表9-2所规定的仪器示值准确性的误差范围。(表9-2见实验三十四)

(3)测定:用校准好了的PH值计测定待测溶液的PH值。

草酸三氢钾标准缓冲液 1.67 1.67 1.67 1.67 1.68 1.68 1.68 1.69 1.69 1.70 25℃饱和酒石酸氢钾溶液 3.56 3.55 3.55 3.55 3.55 邻苯二甲酸氢钾标准溶液 4.01 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.01 4.02 4.03 4.04 混合磷盐标准缓冲溶液 6.98 6.95 6.92 6.90 6.88 6.86 6.85 6.84 6.84 6.83 硼砂标准缓冲溶液 9.46 9.39 9.33 9.28 9.23 9.18 9.14 9.10 9.07 9.04 25℃饱和氧化钙溶液 13.42 13.21 13.01 12.82 12.64 12.46 12.29 12.13 11.98 11.83 41

五、注意事项

1.玻璃电极下端的玻璃球很薄,所以切忌与硬物接触,一旦破裂,则电极完全失效。

2.玻璃电极使用前,应把玻璃球部位浸泡在蒸馏水中至少一昼夜。若在50℃蒸馏水中保温2小时,冷却至室温后可当天使用。不用时也最好浸泡在蒸馏水中,供下次使用。

3.玻璃电极测定碱性溶液时,应尽量快测,对于PH﹥9的溶液的测定,应使用高碱玻璃电极。在测定胶体溶液、蛋白质或染料溶液后,玻璃电极宜用棉花或软纸沾乙醚小心地轻轻擦拭,然后用酒精洗,最后用水洗。电极若沾有油污,应先浸入酒精中,其次移置于乙醚或四氯化碳中,然后再移至酒精中,最后用水洗。

4.使用甘汞电极时,注意KCL溶液应浸没内部的小玻璃管下口,且在弯管内不得有气泡将溶液隔断。

5.甘汞电极不使用时,要用橡皮套把下端毛细管口套住,存放于电极盒内。

6.甘汞电极内装饱和kcl溶液,并应有少许kcl结晶存在。注意不要使饱和kcl溶液放干,以防电极损坏。

7.安装电极时,应使甘汞电极下端较玻璃电极下端稍低约2~3mm,以防玻璃电极碰触杯底而破损。

8.校准仪器时应尽量选择与被测溶液PH值接近的标准缓冲液,PH值相差不应该超过3个单位。

9.校准仪器的标准溶液与被测溶液的温度相差不应该大于1℃.

10.仪器使用后,电源开关应在关处,量程选择开关应在“0”。 11.本仪器应置于干燥环境,并防止灰尘及腐蚀性气体侵入。

六、思考题

1.从原理上说明PH计的“温度”钮及“定位”钮的作用。

2.通过实验观察弄清25型PH计的“零点”钮的作用。

3.说明为什么要用与待测溶液PH值接近的标准缓冲液来校准仪器?

4.常用的标准缓冲液有哪些?使用时应注意些什么?

5.一个缓冲溶液是以恶搞共轭酸和碱的混合物,那么,邻苯二甲酸氢钾、硼砂为什么也可看做为一个缓冲溶液? 附录:

PHS-3C型精密pH计

概述 PHS-3C型pH计是一台精密数字显示pH计,它采用3位半十进制LED数字显示。该机适用于大专院校、研究院所、工矿企业的化验室取样测定水溶液的pH值和电位(mV)值。此外,还可配上离子选择性电极,测出该电极的电极电位。

仪器的主要技术性能

1.测量范围:pH:0-14.00pH mV:0-±1999mV(自动极性显示) 2.最小显示单位:0.01pH,1mV

3.温度补偿范围:0-60℃

4.电子单元基本误差:pH:±0.01pH mV:±1mV±1个字 5.仪器的基本误差:±0.02pH±1个字 6.电子单元输入电流:不大于2310A 7.电子单元输入阻抗:不小于131012 Ω 8.温度补偿器误差:±0.01pH

9.电子单元重复性误差:pH:不大于0.01pH mV:不大于1mV

-12

42

10.仪器重复性误差:不大于0.01pH

11.电子单元稳定性:0.01pH±1个字/3H 12.外形尺寸:13b3h,mm:2903210395 13.重量:15kg 14.正常使用条件 ⑴环境温度:(5-40)℃ ⑵相对湿度:不大于85% ⑶供电电源:AC(220±22)V ⑷无显著的振动

⑸除地球磁场外无外磁场干扰 仪器结构

仪器主机:外形结构 1机盖箱 2显示屏 3面板 4机箱底

5电极梗插座 6定位调节旋钮 7斜率补偿调节旋钮 8温度补偿调节旋钮 9选择开关旋钮(pH、mV) 10仪器后面板 11电源插座 12电源开关 13保险丝 14参与电极接口 15测量电极插座 操作步骤

开机前准备

a.电极梗(16)旋入电极梗插座(5),调节电极夹(17)到适当位置。 b.复合电极(18)夹在电极夹(17)上拉下电极(18)前端的电极套(19) c.拉下橡皮套,露出复合电极(18)上端小孔 d.用蒸馏水清洗电极 开机

a.电源线(20)插入电源插座(11) b.按下电源开关(12),电源接通后,预热30min,接着进行标定。 标定

仪器使用前,先要标定。一般说来,仪器在连续使用时,每天要标定一次。 a)在测量电极插座(15)处拔去Q9短路插头(21); b)在测量电极插座(15)处插上复合电极(18);

c)如不用复合电极,则在测量电极插座(15)处插上电极转换器在插头(22A)处;玻璃电极插头插入转换器插座(22B)处;参比电极接入参比电极接口(14)处;

d)把选择开关旋钮(9)调到pH档;

e)调节温度补偿旋钮(8),使旋钮白线对准溶液温度值;

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f)把斜率调节旋钮(7)顺时针旋到底(即调到100%位置); g)把用蒸馏水清洗过的电极插入pH=6.86的缓冲溶液中;

h)调节定位调节旋钮、使仪器显示读数与该缓冲溶液当时温度下的pH值相一致(如用混合磷酸盐定位温度为10℃时,pH=6.92);

i)用蒸馏水清洗电极、再插入pH=4.00(或pH=9.18)的标准缓冲溶液中,调节斜率旋钮使仪器显示读数与该缓冲溶液中当时温度的pH值一致

j)重复(g)-(i)直至不用再调节定位或斜率两调节旋钮为止;

k)仪器完成标定。 注意

经标定后,定位调节旋钮及斜率调节旋钮不应再有变动。

标定的缓冲溶液第一次应用pH=6.86的溶液,第二次应用接近被测溶液pH值的缓冲液,如被测溶液为酸性时,缓冲溶液应选pH=4.00;如被测溶液为碱性时则选pH=9.18的缓冲溶液。

一般情况下,在24个小时内仪器不需再标定。

测量pH值

经标定过的仪器,即可用来测量被测溶液,被测溶液与标定溶液温度相同与否、测量步骤液有所不同。

⑴被测溶液与定位溶液温度相同,测量步骤如下: ①用蒸馏水清洗电极头部,用被测溶液清洗一次;

②把电极浸入被测溶液中,用玻璃棒搅拌溶液、使溶液均匀,在显示屏上读出溶液的pHzhi值。

⑵被测溶液和定位溶液温度不同时,测量步骤如下: ①用蒸馏水清洗电极头部,用被测溶液清洗一次 ②用温度计测出被测溶液的温度值

③调节“温度”调节旋钮(8),使白线对准被测溶液的温度值

④把电极插入被测溶液内,用玻璃棒搅拌溶液,使溶液均匀后读出该溶液的pH值。 测量电极电位(mV)值

⑴把离子选择电极或金属电极和参比电极夹在电极架上; ⑵用蒸馏水清洗电极头部,用被测溶液清洗一次;

⑶把电极转换器的插头(22A)插入仪器后部的测量电极插座(15)处;把离子电极的插头插入转换器插座(22B)处;

⑷把参比电极接入仪器后部的参比电极接口(14)处;

⑸把两种电极插在被测溶液内,将溶液搅拌均匀后,即可在显示屏上读出该离子选择电极的电极电位(mV值),还可自动显示±极性。

⑹如果被测信号超出仪器的测量范围,或测量端开路时,显示屏会不亮,作超载报警。 ⑺使用金属电极测量电极电位时,用带夹子的Q9插头,Q9插接入测量电极插座(15)处,夹子与金属电极导线相接,参比电极接入参比电极(14)处。

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实验二十三 磷酸的电位滴定

一、目的与要求

1.掌握电位滴定的方法及确定化学计量法的方法。 2.学会用电位滴定法测定弱酸的Pka。

二、方法提要

1.电位滴定法装置及操作都较一般的容量滴定麻烦,但对某些一般容量滴定不能进行的滴定及容量分析方法的研究有意义。

2.用电位滴定法测定一些电离平衡常数,如弱酸的Pka等,也很有实用意义。 3.若要较准确地测定Pka值,应将活度系数计入。

三、仪器及试剂 25型PH计

电极:221型玻璃电极,222型饱和甘汞电极。 电磁搅拌器

NaOH标准溶液(0.1ml/L) 磷酸样品溶液(0.1ml/L)

邻苯二甲酸氢钾标准缓冲液(0.05ml/L)

四操作步骤

1.用邻苯二甲酸氢钾标准缓冲液(0.05ml/L)校准PH计。

2.精密量取磷酸样品溶液10ml,置100ml烧杯中,加蒸馏水10ml,加入搅拌棒,插入甘汞电极与玻璃电极。开启电磁搅拌器,在溶液不断搅拌下,用NaOH标准溶液(0.1ml/L)滴定。每加2ml,记录PH值。在接近化学计量点时(加入NaOH溶液时引起溶液的PH值变化逐渐增大),每次加入标准溶液的体积逐渐减小,在化学计量点前后若干滴时,每加入二滴(约0.1ml)即记录一次PH值。每次加入的体积最好相等,这样在数据处理时较方便。继续滴定至已过第二个化学计量点为止。

3.按PH—V,△V—V法作图以及按△2PH/△V2—V法计算确定出化学计量点,并计算磷酸溶液的确切浓度。

4.由PH—V曲线找出第一个化学计量点前中和点的PH值,以及第一个化学计量点与第二个化学计量点间半中和点的PH值,计算磷酸的Ka1和Ka2。

五、注意事项

1.对于PH>10的溶液的测定有钠误差,使测得值<实际值。

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2.用玻璃电极测定碱性溶液时,应尽量快测。测强碱(PH>11)后,电极应浸泡在水中使之复原;如不能复原时,可浸泡在HCL溶液(0.1ml/L)中。

六、思考题

1.通过实验与数据处理,你如何体会化学计量点前后若干滴时加入的小份体积以数量相等为好?

2.如何根据滴定弱碱的数据求它的Kb?

3.试评价你求得的Ka值的准确度。

4.若用电位滴定法进行非水溶液滴定,氧化还原滴定、沉淀滴定及络合滴定应各选择何种指示电极和参比电极?

实验二十四 磺胺嘧啶的重氮化滴定(永停滴定法)

一、目的与要求

1. 了解重氮化滴定中永停滴定法的原理。 2. 掌握永停滴定法的操作。

二、方法提要

1. 永停滴定法又称死停滴定法,它是把两个相同的铂电极插入滴定溶液中,在两个电极间外

加一小电压(10~200mv),观察滴定过程中通过两个电极间的电流变化,根据电流变化的情况确定终点,永停滴定法装置简单,确定终点方法也简单,准确度高。

2. 磺胺嘧啶是具有芳香伯氨基的药物,它在酸性溶液中可与亚硝酸钠定量完成重氮化反应而生成重氮盐。反应如下:

化学计量点前两个电极上无反应,故无电流产生:化学计量点后溶液中少量的亚硝酸及其分解产物一氧化氮在两个铂电极上产生如下反应:【化学式】

阴极:HNO2+H++e→H2O+NO

阳极:H2O+NO→HNO2+H++e

因此在化学计量点是,滴定电池由原来的无电流通过变为有电流通过,检流计显示偏转并不再回到“0”。

三、仪器及试剂

1.灵敏检流计(带阻尼电阻,灵敏度在10-9A/mm左右) 2.1.5V电池 3.5000欧姆

4.电阻箱或500欧姆可变电阻

5.电磁搅拌器(带搅拌子)

6.铂电极两个(每次使用前要用新鲜配置的含少量FeCl3的HNO3,煮沸浸泡30分钟) 7亚硝酸钠标准溶液(0.1mol/L) 8.淀粉—KI试纸

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四、操作步骤

1.亚硝酸钠标准溶液(0.1mol/L)的配置与标定

(1)配置 取亚硝酸钠约7.2g,加无水碳酸钠0.1g,加水适量使溶解成1000ml,摇匀。 (2)标定 取在120℃干燥至恒重的基准物对氨基苯磺酸约0.5g,精密称定,加水30ml及浓氨水试液3ml,溶解后,加盐酸(1–2)20ml,搅拌,在30℃以下用本液迅速滴定。滴定时将滴定管尖端插入液面下约2/3处,随滴随搅拌,至近终点时,将滴定管尖端提出液面,用少量水洗涤尖端,洗液并入溶液中,继续缓缓滴定,用永停法指示终点,至检流计指针持续1分钟不回复,即为终点。每1ml的亚硝酸钠液(0.1ml/L)相当于17.32mg的对氨基苯磺酸。根据本液的消耗量与对氨基苯磺酸的取用量,即可算出本液的浓度。

2.按图9-10连好线路。图中,R1为5000欧姆电阻,R2为电阻箱或500O欧姆可变电阻,B为1.5v电池,E1,E2为铂电极,G为灵敏检流计。调节R2的大小,可以得到需要的外加电压,R2值的大小可以根据欧姆定律进行计算。本实验中所用外加电压约为30~60mv,R2的约为100~200欧姆。

3.精密称取磺胺嘧啶样品0.5g,加盐酸(1-2)10ml使溶解,再加蒸馏水50ml及KBr1g,在电磁搅拌下用亚硝酸钠标准溶液(0.1mol/L)滴定,将滴定管尖端深入液面下约2/3处至接近终点时,将滴定管的尖端提出液面,用少量蒸馏水冲洗管尖,洗液并入溶液中,进行缓缓滴定,直至检流计发生明显偏转,不再回复,即达终点。在终点附近,同时用细玻璃棒蘸取溶液少许,点在淀粉-KI试纸上试之。比较两种方法确定终点的情况。记录所用亚硝酸钠标准溶液(0.1mol/L)的体积,按下式计算磺胺嘧啶样品的百分含量。

4.重复上述实验,但不加KBr,比较终点的情况。

五、注意事项

1.因为0.1mol/L亚硝酸钠标准溶液在PH10左右最为稳定,故在配制时常加入适量的碳酸钠作为稳定剂。

2.由于基准物对氨基苯磺酸难溶于水,所以应先用氨水溶解,待对氨基苯磺酸全部溶解后,再加盐酸进行酸化。

3.滴定至近终点时,应注意缓缓滴定并充分搅拌。

4.用淀粉-KI试纸观察终点时,若滴定液接触试纸后,试纸立即出现蓝色,停止滴定1分钟,再试,仍显蓝色,则表示终点已经到达。

5.其它注意事项可参见实验三十八的注意事项。

六、思考题

1. 通过实验,比较一下淀粉-KI外指示剂法和永停滴定法的优缺点。 2. 滴定中如用过高的外加电压会出现什么现象?

3. 按本实验条件,如所需外加电压为50mv,计算可变电阻R2应该为多少欧姆? 4. 加KBr的意义何在? 附录:

(一)结构说明:

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永停滴定仪的电路最不复杂,但在使用过程中,由于使用不当或长期使用后,可能出现的故障现象。却是错综复杂的,如元件质量不好,或者是虚焊假焊等等。都可能产生故障现象。在滴定仪发生故障时,如何从这些现象中找出故障的原因呢?概括说就是首先要根据故障现象。分析故障的部位,检查具体故障的所在,然后予以排除,为此必须熟悉电路工作原理,了解各部分电路工作过程及相互关系。同时要熟悉滴定仪各元件部件的具体位置。接线及各测试点的位置以及各测试点上的电压,电流等,以便分析判断发现问题和排除故障,以便于仪器的推广使用,特向用户概要的介绍仪器的结构,电路的工作原理,及常见故障的排除方法,供用户参与。永停滴定仪主要有:放大器,比较放大器,功率放大器,触发器,以及电磁阀。磁力搅拌器,电极度和滴定管等组成。在电路中设有可选择的极化电压档。门限值设有10档的变换装置。参看面板示意图。 面板示意图按序号说明 1电源开关带指示灯,按一下电源指示灯。

2手自动开关,拨动开关指手动时,(主要调节二个电磁阀的液滴)。它和手动慢滴6手动开关7联动组合,拨动开关指自动6和7不起作用。

3红灯作终点指示,红灯亮终点到有声鸣。 4绿灯:绿灯亮快滴有液滴,绿灯暗快滴停。 5黄灯:黄灯亮慢滴有液滴黄灯暗慢滴停。

6手动慢滴;按一下6黄灯亮电磁阀慢滴起动液流下,这时调节电磁阀慢滴螺母顺时针慢反时针快,慢慢调。一般(6)3-4次为一滴即可。

7手动开关;开关(7)关,黄绿灯均亮快慢滴电磁阀全部起动。这时调节电磁阀快滴螺母方法和调节慢滴相同,调至液滴成线状。

8门限值开关;面板上的指数和仪器上的电表指数相同,变换开关(8)。即改变门限值。 9灵敏度开关;变换开关(9),即改变放大器的放大倍数。该放大器设三档变换,1.5x10-6A1.5x10-8A1.5x10-9A

10极化电压开关;是电极的工作电压,它分五档选择。 11电源插座.

12保险丝座,内装0.5A保险丝管一根。 13电磁阀插座 14电极插座

15搅拌电源开关

16搅拌速度变换顺(连续)。

永停滴定仪的使用方法和检定 一自动永停滴定仪的使用:

(一)仪器安装后,开始使用前的检查:

1开启电源开关,将手自动开关置手动挡,按慢滴开关。则黄灯亮,按快滴开关,则黄绿灯亮。

2检查搅拌装置,观察是否运行正常。 3将极化电压置50mV,灵敏度10门限值置0,将手动开关置自动挡,再将门限值置10格时,应黄灯亮,约5-7秒后绿灯亮,再将门限值置0。黄,绿灯即暗。过1分30秒左右红灯亮蜂鸣叫。

4将自动开关置手动挡。红灯暗。

注:以后测定样品时,就不需要每次调节。 (二)赶气泡,调液滴: 1装上滴定管,并加标准液。

-9,

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2将电磁阀门盖打开,按手动开关的快滴或慢滴,标准液流下,气泡亦下,待导管内无气泡时,盖上门盖。

3调节液滴速度。拧动右边电磁阀螺丝,使慢滴速度为0.02-0.03ml左右/次。拧动左边电磁阀螺丝,使快滴速度成线状。

(三)将极化电压,灵敏度,门限值按照测定的样品,调节到规定范围

(四)安装活化的电极(电极一般在使用前,经清洁液浸泡0.5-1分钟,并冲洗干净)注意电极活化不宜时间过长,过长会影响分析,使电极的铂片与烧杯的圆周方向一致电极应处于溶液漩涡的下游位置,便于迅速分散均匀。

(五)将标准液注入滴定管 内,按慢滴开关,使滴定管内标准液为零刻度,

(六)将测定样品的烧杯置搅拌器上,并将电极,滴定管口插入液面。打开搅拌棒相碰。 (七)把开关置自动挡。滴定开始。待红灯亮,则终点到,记录滴定管上的读数。 (八)将开关回复到手动位置,用蒸馏水冲洗电极,从(五)开始,重复操作。

第八章 紫外一可见分光光度法

实验二十五 吸收曲线的测绘

一、目的与要求

1.掌握分光光电比色法的原理。 2.熟悉测绘吸收曲线的一般方法。

二、方法提要

有色溶液对可见光的吸收具有选择性。利用分光光电比色计能连续变换波长的性能,可以测绘有色溶液在可见光的吸收曲线。虽然由于仪器所能提供的单色光不够纯,得到的吸收曲线不够精密准确,但亦足以反映溶液吸收最强的光带波段,可用作光电比色时选择波长的依据。本次实验用72型(或721型)分光光度计测绘有色溶液在可见光区的吸收曲线。有色溶液可以用维生素B12的水溶液,浓度约100ug/ml,也可以用高锰酸甲溶于硫酸溶液(0.05mol/L)或者邻二氮菲与二价铁络合物的溶液,还可以用其它的有色溶液.用与配制溶液相同的溶剂或试剂作空白溶液(100%T).

三、仪器与试剂

1.72型(或721型)分光光度计

2.维生素B12溶液(100ug/ml)或高锰酸甲溶液(0.05mol/L)或邻二氮菲铁溶液

(0.15%)。

四、操作步骤

将被测溶液与空白溶液分别盛装于1cm厚的比色皿中,安置于仪器中的比色皿架上.按仪器使用方法进行操作.从仪器波长范围的上限(700nm)或下限(420nm)开始,每隔20nm测量一次,每次用空白调节100%透光后测定溶液的吸光度.在有吸收峰或吸收谷的波段,再以5nm(或更小)的间隔测定一些点,必要时重复一次。记录不同波长处的测得值。

以波长为横座标,吸光度为纵座标,将测得值逐点描绘在坐标纸上并连成光滑曲线,即得吸收曲线。从曲线上可查见溶液吸收最强的光带波长。

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五、思考题

1单色光不纯对于测得的吸收曲线有些什么影响?保留本次测得的吸收曲线,待今后用分光光度计测得与本次实验相同样品的吸收曲线时,比较其可见光部分的吸收曲线。 2 利用邻组同学的实验结果,比较同一溶液在不容仪器上测得的吸收曲线的形状,吸收峰波长以及相同浓度的吸光度等有无不同,试作解释。

实验二十六 用邻二氮菲测定水中含铁量

一、目的与要求

1.了解邻二氮菲测定Fe(Ⅱ)的原理与方法。

2.掌握用72型或721型分光光度计进行定量测定的方法。 3.了解比色皿(吸收池)配对性的检验与校正法方。

二、方法提要

邻二氮菲(1,10—邻二氮杂菲)是有机络合剂之一。它与Fe2+能形成红色络离子。

生成的络离子在510nm附近有一吸收峰,摩尔吸收系数达1.13104反应灵敏,适用于微量测定。在PH3~9范围内,反应能迅速完成,且显色稳定,在含铁0.5~8ppm范围内,浓度与吸光度符合Beer定律。若用精密分光光度计测定,可用吸光系数计算法。用光电比色法测定,则设备较简便,可用标准曲线法,也可用标准对比法。

被测溶液用PH4.5~5的缓冲液保持其酸度,并用盐酸羟胺还原其中的Fe3+,同时防止Fe2+被空气氧化。

比色皿(或称吸收池)不配套,可影响吸收光度的测量值,应检验其透光度与厚度的一致性,必要时加以校正。

图 10-2 邻二氮菲铁的吸收光谱

三、仪器与试剂

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