分析化学实验(共22页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上分析化学实验指导目录Ø 分析化学实验目的P2Ø 分析化学实验要求P2Ø 实验1 酸碱标准溶液的比较滴定（半微量分析法）P3Ø 实验3 铵盐中氮含量的测定（甲醛法）（半微量分析法）P5Ø 实验4 滴定分析技能考核P7Ø 实验5 EDTA标准溶液的标定（半微量分析法）P8Ø 实验6 天然水中总硬度的测定（半微量分析法）P9Ø 实验7 NaOH标准溶液的标定（半微量分析法）P11Ø 实验8 食醋中总酸度的测定（半微量分析法）P12Ø 实验9 混合碱组成的分析及各组分含量的测定P13Ø 实验10 高锰酸钾溶液的标定（半微量分析法）P15Ø 实验11 过氧化氢含量的测定（半微量分析法）P16Ø 实验12 硫代硫酸钠标准溶液的标定（半微量分析法）P17Ø 实验13 胆矾中铜含量的测定（半微量分析法）P19Ø 实验14 亚铁盐中铁的测定含量（半微量分析法）P20分析化学实验目的分析化学是一门实践性很强的学科，实验课约占总学时的1/22/3。为此，分析化学实验单独设课。分析化学实验课的任务是巩固、扩大和加深对分析化学基本理论的学习和理解；熟悉各种分析方法，尤其应掌握基础的化学分析法；熟练掌握分析化学基本操作技术；使学生具有初步进行科学实验的能力。为学习后续课程和将来从事与化学有关的科学研究工作打下良好的基础。为完成上述任务，提出以下要求：通过分析化学实验课的教学，使学生能掌握化学分析的基本知识，如常见离子的基本性质和鉴定，常见基准物质的使用。滴定分析的基本操作方法和指示剂的选择，学会查阅分析化学手册和参考资料，能正确、熟练地使用分析天平，会使用分光光度计和酸度计等仪器。在分析化学实验教学过程中，要注意培养学生严谨的学习态度，科学的思想方法，良好的实验操作习惯，爱公物、守纪律的优良品德和实事求是的工作作风。分析化学实验是农业院校一年级学生接触的第一门以定量测定为主的基础课,学生通过具体的实验，应达到以下目的： 1巩固、扩大和加深对分析化学基本理论的理解，熟练掌握分析化学的基本操作技术，充实实验基本知识，学习并掌握重要的分析方法。具有初步进行科学实验的能力。2了解并掌握实验条件、试剂用量等对分析结果准确度的影响，树立准确的“量”的概念。学会正确、合理地选择分析方法、实验仪器、所用试剂和实验条件进行实验，确保分析结果的准确度。3掌握实验数据的处理方法，正确记录、处理和分析实验数据，写出完整的实验报告。 4培养严谨细致的工作作风和实事求是的科学态度。通过实验，达到培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力和创新能力的目的。5根据所学的分析化学基本理论，所掌握的实验基本知识, 设计实验方案，并通过实际操作验证其设计实验的可行性。分析化学实验要求实验课开始时应认真阅读“实验室规则”和“天平室使用规则”，要遵守实验室的各项制度。了解实验室安全常识、化学药品的保管和使用方法及注意事项，了解实验室一般事故的处理方法，按操作规程和教师的指导认真进行操作。2课前必须进行预习，明确实验目的，理解实验原理，熟悉实验步骤，做好必要的预习记录。未预习者不得进行实验。3洗仪器用水要遵循“少量多次”的原则。要注意节约使用试剂、滤纸、纯水及自来水等。取用试剂时要看清标签，以免因误取而造成浪费和失败。4保持室内安静，以利于集中精力做好实验。保持实验台面清洁，仪器摆放整齐、有序。实验课开始和期末都要按照仪器清单（见附录二十四）认真清点自己使用的一套仪器。实验中损坏和丢失的仪器要及时去“实验准备室”登记领取，期末按有关规定进行赔偿。爱护仪器， 5所有实验数据，尤其是各种测量的原始数据，必须随时记录在专用的、预先编好页码的实验记录本上，不得记在其他任何地方，不得涂改原始实验数据。6火柴、纸屑、废品等只能丢入废物缸（箱）内，不能丢入水槽，以免水管堵塞。7树立环境保护意识，在能保证实验准确度要求的情况下，尽量降低化学物质（特别是有毒有害试剂及洗液、洗衣粉等）的消耗。实验产生的废液、废物要进行无害化处理后方可排放，或放在指定的废物收集器中，统一处理。常量分析的基本实验，其平行实验数据之间的相对极差和实验结果的相对误差，一般要求不超过±0.2和±0.3，自拟方案实验、双组分及复杂物质的分析和微量分析实验则适当放宽要求。实验1 酸碱标准溶液的比较滴定（半微量分析法）11 目的要求1学习、掌握滴定分析常用仪器的洗涤方法。2学习酸碱滴定管、移液管的使用方法，操作技术及使用时注意事项。3初步掌握甲基橙、酚酞指示剂确定终点的方法。12 实验原理 酸标准溶液通常用盐酸或硫酸来配制。因为盐酸不会破坏指示剂，同时大多数氯化物易溶于水，稀盐酸又比较稳定，所以多数用盐酸来配制。如果样品需要过量的标准酸共同煮沸时，以硫酸标准溶液为好，尤其标准酸浓度大时，更应如此。 碱标准溶液常用NaOH或KOH，也可用Ba(OH)2来配制。NaOH标准溶液应用最多，但它易吸收空气中CO2和水分，并能腐蚀玻璃，所以长期保存要放在塑料瓶中。 由于浓HCl和NaOH不够稳定，也不易获得纯品，所以用间接法来配制其标准溶液。 本实验主要是进行滴定分析基本操作的练习，重点是练习滴定操作技术，学会酸碱滴定管的使用，能正确读取读数和掌握滴定终点的控制。13 主要仪器和试剂 仪器：酸碱滴定管（10mL）各一支，锥形瓶（100mL）2个，试剂瓶（500mL）2个，洗瓶1个，量筒（5mL）1个，移液管（5mL）1支，滴管1支，吸耳球1个。 试剂：6mol·L-1HCl溶液和6mol·L-1NaOH溶液，甲基橙指示剂（0.02甲基橙水溶液），酚酞指示剂（0.04的酚酞乙醇溶液）。14 实验步骤 将0.1mol·L-1HCl溶液和0.1mol·L-1NaOH溶液分别装入酸式和碱式滴定管中（注意：装管前一定要用所装溶液润洗三次），将酸碱滴定管的气泡赶掉，把液面放至0.00刻度处。1甲基橙指示剂终点的确定用移液管准确移取5.00mLNaOH标准溶液于100mL锥形瓶中，加1滴甲基橙指示剂，摇匀，用0.1mol·L-1HCl溶液滴定，边滴定边不停地旋摇锥形瓶、使之充分反应。并注意观察溶液的颜色变化。刚开始滴定速度可稍快些，在近等量点时，速度应减慢，要一滴一滴的加入，甚至半滴半滴加入，当滴下的HCl液使溶液的颜色突然由黄色变为橙色，表示滴定终点已到。如果溶液由黄色变为红色，说明终点过了，可以用NaOH溶液回滴，溶液显橙色为终点。如果溶液由红色又变为黄色，说明终点又过了，还需要再用HCl溶液滴定，这样反复滴定，达到能准确控制终点的目的。2酚酞指示剂终点的确定 用移液管准确移取5.00mL HCl标准溶液于锥形瓶中，加12滴酚酞指示剂，溶液显无色，摇匀，用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定至淡粉色，30s内颜色不褪净，示为终点。如果滴定到溶液的红色较深，说明终点已过，应该用HCl溶液回滴，滴定至无色，然后再用NaOH溶液滴定至微红色，半分钟不褪，示为终点。3酸滴定碱用移液管准确移取5.00mLNaOH标准溶液于锥形瓶中，加1滴甲基橙指示剂，摇匀。用HCl标准溶液滴定，要求准确滴到终点（橙色），不要回滴。重复操作35次，记录消耗HCl溶液的体积。选择2次结果计算出它们的体积比，并计算出相对相差（两次所用体积之差不超过0.02mL）。4碱滴定酸 用移液管准确移取5.00mL HCl标准溶液于锥形瓶中，加12滴酚酞指示剂，溶液显无色，摇匀，用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定至淡粉色，30秒内颜色不褪净，示为终点。重复操作35次，记录消耗NaOH溶液的体积。选择2次结果计算出它们的体积比，并计算出相对相差（两次所用体积之差不超过0.02mL）。15 注意事项玻璃仪器使用前要按程序洗涤干净。滴定时每次要从零刻度开始，以消除滴定管刻度不匀所产生的系统误差。 倒HCl、NaOH等试剂时，手心要握住试剂瓶上标签部位，以保护标签。16 问题与思考 玻璃仪器使用前应如何洗涤？2滴定管在装标准溶液前为什么要用标准溶液润洗三次？滴定用的锥形瓶要不要润洗？为什么？ 3滴定时为什么每次要从零刻度开始？ 4滴定管使用的步骤是什么？操作时应注意什么？5移液管使用的步骤是什么？操作时应注意什么？6为什么用HCl溶液滴定NaOH时选用甲基橙指示剂，而用NaOH滴定HCl溶液时，选用酚酞指示剂？实验2 HCl标准溶液的标定（半微量分析法）21 目的要求 掌握酸标准溶液的标定方法。学习容量瓶的使用方法及使用时注意事项。3熟悉差减法的称量过程。4能够用甲基橙指示剂准确的判断滴定终点。22 实验原理 标定是准确测定标准溶液浓度的操作过程。间接法配制标准溶液的浓度是近似浓度，其准确浓度需要进行标定。 标定HCl标准溶液的基准物质有无水碳酸钠、硼砂等，这两种物质比较，硼砂更好些，因为它的摩尔质量比较大。硼砂标定HCl的反应式为： Na2B4O72HCl5H2O2NaCl4H3BO3 滴定达化学计量点时，产物有NaCl和H3BO3（硼酸为一弱酸，Ka5.9×10-10），溶液的pH值在5左右。应选择甲基橙或甲基红作指示剂。由反应式可知Na2B4O7·10H2O的基本单元为Na2B4O7·10H2O。23 主要仪器和试剂仪器：分析天平，10mL酸滴定管，5mL移液管，100mL容量瓶，100mL锥形瓶，50mL烧杯，滴管，吸耳球，玻棒，洗瓶等。 试剂：硼砂（A·R或再结晶），甲基橙指示剂（0.02甲基橙水溶液），0.1mol·L-1HCl溶液。24 实验步骤 硼砂标准溶液的配制 用差减法准确称取2.0左右g硼砂，放入50mL烧杯中，加约10mL热蒸馏水溶解，待冷却后，转入100mL容量瓶中，用蒸馏水冲洗烧杯内壁和玻棒3次，洗液全部转入容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，摇匀，备用。0.1mol·L-1HCl标准溶液的标定 用洁净干燥的移液管（或用吸取的溶液润洗三次的移液管）移取硼砂溶液5.00mL于100mL锥形瓶中，加1滴甲基橙指示剂，用0.1mol·L-1HCl溶液滴定。开始滴定速度可以稍快些，近化学计量点时速度要慢，一滴一滴地加入，并不断摇动，当溶液突然由黄色变为橙色时，表示终点已到，立即停止滴定。记录消耗HCl溶液的体积。将酸滴定管里的HCl溶液再充满，按上述步骤。重复测定35次。选择两次所用体积相差不超过0.02mL，计算结果和相对偏差。25 计算公式 M（Na2B4O7·10H2O）381.372190.7g·mol-1相对偏差：dr 式中 m为称取硼砂的质量。26 注意事项 用热蒸馏水溶解的硼砂，要冷却至室温后，才能转移到容量瓶中。 滴定时每次要从零刻度开始，以消除滴定管刻度不匀所产生的系统误差。27 问题与思考 什么是差减法？用差减法进行称量时应注意什么？ 差减法准确称取2.0左右g硼砂应记录至小数点后几位？3称量硼砂的质量不同对测定结果有何影响？4溶解样品时，所加入的蒸馏水体积是否一定要很准确？5HCl标准溶液用什么方法配制？为什么？6基准物质称取的质量是怎样计算出来的？7用硼砂标定化学计量点的pH是多少？应选用什么指示剂？8容量瓶使用的步骤是什么？操作时应注意什么？实验3 铵盐中氮含量的测定（甲醛法）（半微量分析法）31 目的要求 掌握甲醛法测定铵盐中氮含量的原理。熟悉置换滴定方式的操作技术。3学会用混合指示剂正确的判断滴定终点。32 实验原理 铵盐中氮以铵根离子（NH）的形式存在。NH是一元弱酸（Ka5.6×10-10），不能用NaOH标准溶液直接滴定，可以用蒸馏法或甲醛法进行测定，常用的是甲醛法。1蒸馏法 铵盐与过量的浓碱作用，加热使NH3气释放出来，吸收于H3BO3溶液中，用盐酸标准滴定，选用混合指示剂（甲基红和溴甲酚绿）或甲基红指示剂。反应如下：NHOH-NH3H2ONH3H3BO3NH4H2BO3HC1NH4H2BO3NH4ClH3BO3另外也可以将释放出来的NH3气吸收到一定量过量的HCl标准溶液中，然后用NaOH标准溶液返滴定剩余的HCl。反应如下：NH4OHNH3H2O NH3HNH4H(剩余)OHH2O 由于化学计量点时溶液中存在NH4，溶液显酸性，可用甲基红作指示剂。二者比较，用硼酸（H3BO3）吸收更好些。它只需用一种标准溶液，硼酸浓度又不必准确，只要用量足够就可以。蒸馏法测氮结果比较准确，但较费时。 甲醛法将铵盐与甲醛作用，生成定量的酸和六次甲基四胺盐(CH2)6N4H+，这一定量的酸用NaOH标准溶液滴定。反应如下：4NH6HCHO(CH2)6N4H+3H+6H2OH+OH-H2O(CH2)6N4H+OH-(CH2)6N4H2O 六次甲基四胺(CH2)6N4为弱碱，Kb1.4×10-9，化学计量点时溶液的pH值约为8.9，选用酚酞作指示剂。 比较以上两种方法、甲醛法快速，简便，应用广泛。33 主要仪器和试剂仪器：分析天平，10mL碱式滴定管，5mL移液管，100mL容量瓶，100mL锥形瓶，50mL烧杯，滴管，吸耳球，玻棒，洗瓶等。 试剂：0.1000mo1·L-1NaOH溶液，甲醛（1:1）（A·R）（用酚酞作指示剂中和游离酸），0.05甲基红指示剂，酚酞指示剂（0.04的酚酞乙醇溶液）。34 实验步骤 铵盐试液的制备 准确称量(NH4)2SO4（或其它铵盐样品）0.8g左右，放入小烧杯中，加约20mL蒸馏水，待溶解完全后，全部转入100mL容量瓶中定容，摇匀，备用。 (NH4)2SO4中氮的测定 用移液管准确移取5.00mL（NH4）2SO4试液于100mL锥形瓶中。加23滴甲基红指示剂，用NaOH标准溶液滴定至溶液由红变橙色（约1滴NaOH）表示试液中游离酸已除掉（不记NaOH体积）。然后加入2mL（1:1）甲醛，溶液由黄又变红（为什么），再加入2滴酚酞指示剂。摇匀，静置1min后，用NaOH标准溶液滴定（记录初始读数）。由于溶液中加了两种指示剂，所以滴定过程中溶液颜色的变化为： 红色 橙色 黄色 金黄色 红色 pH4.4 5.0 6.2 8.7 10 甲基红和酚酞 甲基红色 混合色 酚酞色 金黄色（近橙色）30s颜色不褪净即为终点。记录最终读数。重复35次，选择两次所用体积相差不超过0.02mL，计算结果和相对偏差。35 计算公式w（N） M（N）14.0067g·mol-136 注意事项1碱滴定管滴定前要赶走气泡，滴定中要防止产生气泡。滴定时每次要从零刻度开始，以消除滴定管刻度不匀所产生的系统误差。3由于滴定过程中颜色变化复杂，所以终点颜色判断一定要正确。不要把第一次出现的橙色误认为终点。4用酚酞作指示剂，终点为金黄色，30s内颜色不褪净。如果经较长时间颜色漫漫褪去，是由于溶液吸收了空气中的CO2生成H2CO3所致。37 问题与思考 铵盐中氮的测定，为什么不采用NaOH直接滴定法？ 测定铵盐中氮的含量可用什么方法？各有什么优缺点？ 甲醛法测定铵盐中氮含量的原理是什么？用什么做标准溶液？属于什么滴定方式？ 甲醛法测定铵盐中氮的含量，化学计量点的pH是多少？应选用什么指示剂？终点的颜色是什么？ 甲醛法测定铵盐中氮的含量，为什么事先需要除去游离酸？怎样除掉？ CO2对测定是否有影响？应如何消除？7为什么中和甲醛中的游离酸用酚酞作指示剂，而中和铵盐样品中的游离酸则用甲基红作指示剂？8NH4Cl、CO（NH2）2、NH4HCO3中氮含量的测定能否用甲醛法？9蒸馏法用过量HCl标准溶液吸收后，用NaOH标准溶液返滴定剩余的HCl，属于什么滴定方式？10蒸馏法用H3BO3吸收后，用HCl标准溶液滴定属于什么滴定方式？实验4 滴定分析技能考核 滴定分析用来准确量取溶液体积的仪器有的滴定管、移液管和容量瓶。这三种仪器的规范操作对获得准确的分析结果至关重要。本实验通过学生对上述三种仪器使用情况进行考核，仅在进一步发现和纠正其在操作上的问题和错误，使学生规范的掌握分析化学实验的基本操作技能，正确地使用实验仪器与设备，并养成良好的实验习惯。考核时可四人一组，采取抽考签，实际操作，口答和笔答相结合的方式。实验教师根据学生三方面的表现，综合给出考核成绩，作为分析化学实验成绩的一部分。 具体考核要求参见表10-1。表10-1 滴定分析基本操作要求细则考查项目滴定分析基本操作要求细则分数正误判断正确错误容量瓶、滴定管、移液管的洗涤1容量瓶、滴定管查漏2自来水冲洗皂液、洗涤剂洗3有油污用铬酸洗液洗4自来水冲洗管壁至不挂水珠5蒸馏水润洗内壁3次6蒸馏水润洗每次用量810mL未查漏用去污粉洗滴定管、滴定管刷铁丝磨损管壁未布满全管、洗后洗液未放回原瓶仍挂水珠未润洗或只润洗1次用量多于10mL滴定管装滴定剂1滴定剂润洗3次2每次润洗溶液用量810mL3滴定剂直接由试剂瓶装入滴定管4赶气泡操作正确5调液面至刻度“0”处或略低未润洗或只润洗1次用量多于10mL转入其它容器再装滴定管未赶气泡或气泡未赶干净高于“0”或低于“0”超过1mL或滴定前未调至刻度“0”处定容(容量瓶的使用)1溶液移入容量瓶操作正确2定容操作正确3摇匀操作正确倒完烧杯末沿玻棒上滑立起漂洗烧杯时拿法不对定容时温度未冷至室温超过标线或视线未水平摇匀时拿法不对，摇动次数不够移液管操作1润洗前内吹尽外擦干2润洗3次3洗耳球吸液操作正确4准确放液至刻度处5半滴处理6放液操作正确润洗前未吹尽擦干未润洗或只润洗1次左手执管、空吸、反复吸放操作液、食指有水、大拇指按管口、不会慢慢放液，未与刻度处平视、半滴未处理移液管悬空或不垂直或放完时未停顿15s滴定操作1初读数正确，管尖半滴处理正确2活塞操作正确3摇动操作正确4能根据滴定时溶液颜色变化和反应特点掌握滴定速度5终读数准确并及时记录滴定管倾斜读数或未平视刻度或半滴未处理活塞操作不正确或漏液直线摇动或管尖端碰瓶口或管尖离瓶口2cm以上不能根据具体反应掌握滴定速度滴定过程中形成气泡，未等30s读刻度。视线不水平或未及时记录考查项目滴定分析基本操作要求细则分数正误判断正确错误滴定终点判断1指示剂选用正确2指示剂用量恰当3滴定终点时能一滴一滴或半滴半滴滴定4滴定突跃明显，判断正确5半滴处理正确指示剂选用错误用量太少或太多滴定速度控制不好滴定终点判断不准半滴处理不正确实验5 EDTA标准溶液的标定（半微量分析法）51 目的要求 学习EDTA标准溶液的配制和标定方法。 了解配位滴定法的原理及特点。 学习金属指示剂终点判断方法。 52 实验原理乙二胺四乙酸难溶于水，通常用它的二钠盐（Na2H2Y·2H2O），也简称EDTA，或EDTA二钠盐。由于蒸馏水中含有杂质(Ca2、Mg2、Pb2、Sn4等)，EDTA溶液常用间接法配制。即先配制成近似浓度的溶液，然后用基准物质标定。标定EDTA的基准物质很多，如金属Zn、Cu、ZnO、CaCO3及MgSO4·7H2O等，所选基准物质最好与被测物一致，以减小测定误差。EDTA若用于测定水的硬度，常选用MgSO4·7H2O及CaCO3作基准物质。以MgSO4·7H2O为基准物标定EDTA，可选铬黑T指示剂，在pH10的氨性缓冲溶液中，用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。 HIn2（蓝色）Mg2+ MgIn（酒红色）H+滴定前溶液呈酒红色。用EDTA标准溶液滴定时，滴入的EDTA首先和Mg2+作用：Mg2+HY MgY（无色）H+当达到化学计量点时，EDTA夺取MgIn中的Mg2+，使指示剂In重新游离出来：MgIn-（酒红色）HY2- MgY2-（蓝色）HIn溶液从酒红色转变为纯蓝色，指示终点到达。EDTA标准溶液最好保存在聚乙烯或硬质玻璃瓶中。若在软质玻璃中存放，玻璃瓶中的Ca2会被EDTA溶解，从而使EDTA的浓度不断降低。通常较长时间保存的EDTA标准溶液，在使用前应再进行标定。53 主要仪器和试剂仪器：分析天平，10mL酸式滴定管，5mL移液管，100mL容量瓶，100mL锥形瓶，50mL烧杯，滴管，吸耳球，玻棒，洗瓶等。试剂：乙二胺四乙酸二钠（Na2H2Y·2H2O）固体（A·R），MgSO4·7H2O固体（A·R），pH10的氨性缓冲溶液（溶解20gNH4Cl于蒸馏水中，加入100mL25氨水后，再稀释至1L即成）。0.1%铬黑T指示剂（称0.1g铬黑T指示剂溶解于20mL1:4的三乙醇胺溶液，加入80mL蒸馏。54 实验步骤10.01mol·L-1EDTA标准溶液的配制 称取约1gEDTA二钠盐于100mL温水中，溶解并稀释至250mL，摇匀，保存在聚乙烯或硬质玻璃瓶中，用下法进行标定后使用。20.01mol·L-1MgSO4标准溶液的配制 用差减法准确称取0.25gMgSO4·7H2O，放入50mL烧杯中，加约20mL蒸馏水溶解后，转入100mL容量瓶中定容至刻度，摇匀，备用。30.01mol·l-1EDTA溶液的标定 吸取5.00mL硫酸镁溶液于100mL三角瓶中，加入2mL氨性缓冲溶液，23滴铬黑T指示剂，用EDTA溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。记录EDTA溶液的消耗量。重复滴定23次。选择两次所用体积相差不超过0.02mL，计算结果和相对偏差。55 计算公式c(MgSO4·7H2O) M（MgSO4·7H2O）246.47g·mol-1式中 m为称取MgSO4·7H2O的质量。c(EDTA)56 注意事项1指示剂的加入量要合适，加多颜色深，终点变色不敏锐，加少颜色太浅，不易观察终点。2终点颜色不是突变，而是酒红紫蓝紫纯蓝的渐变过程，而且过量后仍是纯蓝。所以近终点时一定要慢滴，注意观察以免滴过量。57 问题与思考 配位滴定常用的标准溶液是什么？用什么方法配制？ 若用EDTA测定水的总硬度，用什么基准物质标定EDTA较好？3配位滴定中为什么需要使用缓冲溶液？本实验使用什么缓冲溶液来控制溶液的酸度？4在配位滴定中，指示剂是否参加了反应？终点显示的是谁的颜色？ 实验6 天然水中总硬度的测定（半微量分析法）61 目的要求1熟悉配位滴定法及其操作技术。2掌握水的硬度测定方法3能够用金属指示剂准确判断滴定终点。62 实验原理自然水（自来水、河水、井水等）含有较多的钙盐、镁盐，称为硬水。锅炉用水、工业和生活用水等都需要测定其硬度。水的硬度测定分为水的总硬度及钙镁硬度两种。前者是测定Ca2+、Mg2+总量，后者是分别测定Ca2+和Mg2+的含量。通常采用EDTA为配位剂的配位滴定法。在pH10的的氨性缓冲溶液中，加入少量的铬黑T（EBT）指示剂，EBT便和水样中的Mg2+发生如下反应：HIn2（蓝色）Mg2+ MgIn（酒红色）H+滴定前溶液呈酒红色。用EDTA标准溶液滴定时，滴入的EDTA首先和水样中呈游离状态的Ca2+及Mg2+作用：a2+HY CaY（无色）H+Mg2+HY MgY（无色）H+当达到化学计量点时，EDTA便夺取MgIn中的Mg2+，使指示剂In游离出来：MgIn-（酒红色）HY2- MgY2-（兰色）HIn当溶液从酒红色转变为纯蓝色，滴定到达终点。根据EDTA标准溶液的消耗量，便可算出试样中Ca2+、Mg2+的总含量。Fe3+、Fe2+、Al3+等离子对Ca2+的测定有干扰，可用三乙醇胺掩蔽。Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金属离子也会干扰，可用KCN、Na2S掩蔽。水的硬度是表示水的质量的一项重要指标。我国目前采用的表示方法主要有两种，一种是将测得的Ca2+、Mg2+折算成CaCO3的质量，以每升水中含有CaCO3的质量（mg·L-1）表示硬度。另一种是将测得的Ca2+、Mg2+折算成CaO的质量，以每升水中含有10mgCaO为1度(°)，此为德国度。硬度小于8°者称为软水，大于16°者称为硬水，介于816°者称为中硬水。63 主要仪器和试剂仪器：分析天平，10mL酸滴定管，5mL移液管，100mL容量瓶，100mL锥形瓶，50mL烧杯，滴管，吸耳球，玻棒，洗瓶等。试剂：1EDTA(0.01mol·L-1)溶液：称取约1.1g乙二胺四乙酸二钠于烧杯中，用少量水溶解后稀释至100mL。若溶液要保存，最好将溶液贮存于聚乙烯塑料瓶中保存。NH3·H2ONH4Cl缓冲溶液：溶解20gNH4Cl于蒸馏水中，加入100mL25氨水后，再稀释至1L即成30.1%铬黑T指示剂：称0.1g铬黑T指示剂溶解于20mL1:4的三乙醇胺溶液，加入80mL蒸馏水。 4井水或河水试液，亦可用自来水代替。64 实验步骤 1EDTA标准溶液的配制与标定 见实验5.1。2水的总硬度测定 吸取5.00mL水样于锥形瓶中，加入2mL氨性缓冲溶液，23滴铬黑T指示剂，用EDTA标准溶液滴定至纯蓝色即为终点。记录EDTA标准溶液的消耗量V，重复滴定35次，选择两次所用体积相差不超过0.02mL，计算结果和相对偏差。65 计算公式根据测定数据按下式计算Ca2+和Mg2+的含量。总硬度/mg·L-1总硬度/mg·L-166 注意事项1指示剂的加入量要合适，加多颜色深，终点变色不敏锐，加少颜色太浅，不好观察终点。2终点颜色不是突变，而是酒红紫蓝紫纯蓝的渐变过程，而且过量后仍是纯蓝。所以尽终点时一定要慢滴，注意观察以免滴过量。3用来掩蔽Fe3+的三乙醇胺，必须在酸性溶液中加入，然后碱化，否则Fe3+已生成Fe（OH）3沉淀而不易被掩蔽。4KCN是剧毒物，只允许在碱性溶液中使用，若加入酸性溶液中，则产生剧毒的HCN气体逸出，对人有严重危害。67 问题与思考1测定水的总硬度是测定水中哪些离子？2加入缓冲溶液的目的是什么？溶液pH应控制在什么范围？3如果忘记了加入缓冲溶液，对测定结果有什么影响？4用EDTA测定水的总硬度，用什么指示剂？终点是什么颜色？如何避免滴定过量？5用EDTA测定水的总硬度时，哪些离子的存在有干扰？如何消除？6为什么掩蔽Fe3+、Al3+时，要在酸性溶液中加入三乙醇胺？用KCN掩蔽Cu2+、Pb2+、Zn2+等离子是否也可在酸性条件下进行？实验7 NaOH标准溶液的标定（半微量分析法）71 目的要求1了解基准物质邻苯二甲酸氢钾的性质及其应用。2掌握NaOH标准溶液的标定方法及保存要点。3掌握强碱滴定弱酸的滴定过程，突跃范围及指示剂的选择。72 实验原理NaOH具有很强的吸湿性，易吸收空气中的CO2，因此NaOH标准溶液应用间接法配制。标定NaOH溶液的基准物质有H2C2O4·2H2O、KHC2O4、邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）等，最常用的是KHC8H4O4。邻苯二甲酸氢钾易制得纯品，不含结晶水，不吸潮，容易保存，摩尔质量大，是标定碱较理想的基准物质。滴定反应为： 邻苯二甲酸的pKa25.41，化学计量点的产物为二元弱碱，pH值约为9.1，因此可选酚酞作指示剂。由反应式可知邻苯二甲酸氢钾的基本单元为KHC8H4O4，摩尔质量M(KHC8H4O4)204.22g·mol-1。73 主要仪器和试剂仪器：分析天平，10mL碱式滴定管，5mL移液管，100mL容量瓶，100mL锥形瓶，50mL烧杯，滴管，吸耳球，玻棒，洗瓶等。 试剂：邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）（在100125干燥后备用），酚酞指示剂（0.04的酚酞乙醇溶液），0.1 mol·L-1NaOH溶液。74 实验步骤 邻苯二甲酸氢钾标准溶液的配制 用差减法准确称取2.0g邻苯二甲酸氢钾，放入50mL烧杯中，加约20mL热蒸馏水溶解，待冷却后，转入100mL容量瓶中，用蒸馏水冲洗烧杯内壁和玻棒3次，全部转入容量瓶中，然后用蒸馏水定容至刻度，摇匀，备用。0.1mol·L-1NaOH标准溶液的标定 用洁净干燥的移液管（或用吸取的溶液润洗三次的移液管）移取邻苯二甲酸氢钾溶液5.00mL于100mL锥形瓶中，加入12滴酚酞指示剂，用NaOH标准溶液滴定至溶液呈现淡粉色，30s内颜色不褪净，即为终点。将碱滴定管里的NaOH溶液再充满，按上述步骤。重复35次，记录每次消耗NaOH的体积。选择两次所用体积相差不超过0.02mL，计算结果和相对偏差。75 计算公式式中 m为称取邻苯二甲酸氢钾的质量。76 注意事项 滴定时每次要从零刻度开始，以消除滴定管刻度不匀所产生的系统误差。 碱滴定管滴定前要赶走气泡，滴定中要防止产生气泡。 用热蒸馏水溶解的邻苯二甲酸氢钾，要冷却至室温后，才能转移到容量瓶中。77 问题与思考 标定NaOH标准溶液的基准物质常用的有哪几种？本实验选用的基准物质是什么？与其它基准物质比较，它有什么显著的优点？ 基准物质称取的质量是怎样计算出来的？3称取NaOH和邻苯二甲酸氢钾各用什么天平？为什么？ 4用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH化学计量点的pH是多少？应选用什么指示剂？ 5CO2对测定是否有影响？应如何消除？ 标定NaOH溶液时，用酚酞作指示剂，终点为淡粉色，10S内颜色不褪净。如果经较长时间颜色漫漫褪去，为什么？ 实验8 食醋中总酸度的测定（半微量分析法） 81 目的要求 1掌握食醋总酸度的测定原理和方法。2掌握强碱滴定弱酸的滴定过程，突跃范围及指示剂的选择。3能够用酚酞指示剂准确的判断滴定终点。82 实验原理 食醋的主要成分是醋酸，此外，还有少量其它有机酸，如乳酸。冰醋酸的Ka1.8×10-5，乳酸的Ka1.4×10-5，都能满足cKa10-8的滴定条件，故均可被碱标准溶液直接滴定。所以实际测得的结果是食醋中总酸度。因醋酸含量多，故常用醋酸含量表示。此滴定属于强碱弱酸滴定，突跃范围偏于碱性区，选酚酞作指示剂。整个操作过程中注意消除CO2的影响。83 主要仪器和试剂仪器：分析天平，10mL碱式滴定管，5mL移液管，100mL锥形瓶，50mL烧杯，滴管，吸耳球，玻棒，洗瓶等。 试剂：0.1000mol·L-1NaOH标准溶液，酚酞指示剂（0.04的酚酞乙醇溶液），食醋样品。84 实验步骤用移液管移取稀释好的食醋试液5.00mL放入锥形瓶中，加2滴酚酞指示剂，用NaOH标准溶液滴定至溶液由无色变为淡粉色，保持30s内颜色不褪净,示为终点。记录NaOH消耗的体积。重复35次，选择两次所用体积相差不超过0.02mL，计算结果和相对偏差。85 计算公式c(HAc)/ (g·100mL-1) M(HAc)60.05g·mol-186 注意事项 因食醋本身有很浅的颜色而终点颜色又不够稳定，所以滴定终点要注意观察和控制。 注意碱滴定管滴定前要赶走气泡，滴定过程中不要形成气泡。NaOH标准溶液滴定HAc，属强碱滴定弱酸，CO2的影响严重，注意除去所用碱标准溶液和蒸馏水中的CO2。87 问题与思考测定食醋含量时，为什么选用酚酞指示剂？改用甲基橙指示剂结果如何？ 2酚酞指示剂由无色变为淡粉色时，溶液的pH为多少？变红的溶液在空气中放置后又会变为无色的原因是什么？3以此实验为例说明CO2对酸碱滴定的影响和消除办法。 用NaOH标准溶液测定食醋，实际测得的结果是什么？实验9 混合碱组成的分析及各组分含量的测定 （半微量分析法）91 目的要求1 掌握混合碱组成分析的步骤和确定的方法。2 掌握强酸测定混合碱的原理、方法和操作技术。92 实验原理 混合碱系指NaOH和Na2CO3或Na2CO3和NaHCO3等类似的混合物，可采用双指示剂法进行分析，并测定各组分的含量。若混合碱是由NaOH和Na2CO3组成，先以酚酞作指示剂，用HCl标准溶液滴至溶液略带粉色，这时NaOH全部被滴定，而Na2CO3只被滴到NaHCO3，此时为第一终点，记下用去HCl溶液的体积V1。发生的反应如下：酚酞变色时： OHHH2OCO32HHCO3然后加入甲基橙指示剂，用HCl继续滴至溶液由黄色变为橙色，此时NaHCO3被滴至H2CO3，记下用去的HCl溶液的体积为V2，此时为第二终点。显