（中职）化学分析技术项目九测定硫酸铝的含量教学课件.pptx

正版可修改PPT课件（中职）化学分析技术项目九 测定硫酸铝的含量教学课件项目九项目九 测定测定硫酸铝的含量硫酸铝的含量化学分析技术化学分析技术项目九项目九 测定测定硫酸铝的含量硫酸铝的含量9-1 制备EDTA、Zn2+标准滴定溶液9-2 测定硫酸铝的含量项目九项目九 测定测定硫酸铝的含量硫酸铝的含量学习目的学习目的掌握EDTA返滴定法测定硫酸铝的原理和方法能正确配制和使用常用的金属指示剂知识点知识点 配位滴定法测定AI3+的原理；金属指示剂在使用中存在的问题；提高配位滴定选择性的方法；配位滴定方式;确定单一金属离子被滴定的最小PH知道金属指示剂封闭、僵化的原因及消除方法能用EDTA返滴定法测定硫酸铝的含量进一步熟悉EDTA的离解平衡及条件稳定常数会查酸效应曲线并能正确选择配位滴定中的PH 项目九项目九 测定测定硫酸铝的含量硫酸铝的含量 硫酸铝，化学式Al2(SO4)3，式量342.15，白色斜方晶系结晶粉末，密度1.69g/mL（25）。工业硫酸铝见图9-1。在造纸工业中作为松香胶、蜡乳液等胶料的沉淀剂，水处理中作絮凝剂，还可作泡沫灭火器的内留剂，制造明矾、铝白的原料，石油脱色、脱臭剂、某些药物的原料等。还可制造人造宝石及高级铵明矾。大约占总产量50%的硫酸铝第一大用途是用于造纸，第二大用途是在饮用水、工业用水和工业废水处理中做絮凝剂，大约占硫酸铝总产量40%。当向这类水中加入硫酸铝后，可以生成胶状的、能吸附和沉淀出细菌、胶体和其他悬浮物的氢氧化铝絮片，用在饮用水处理中可控制水的颜色和味道。测定原理定原理Al3+的测定采用EDTA、Zn2+标准溶液返滴定法。在PH=34的条件下，在铝盐溶液中加入过量的EDTA标准滴定溶液，加热煮沸使Al3+配位完全。调节溶液的pH=56,以二甲酚橙作指示剂，用锌盐标准溶液滴定剩余的EDTA溶液，滴定至溶液由黄色变为橙红色即为终点。测定原理如下：测定原理如下：1在待测溶液中准确加入定量且适当过量的第一种标准溶液，让其完全反应。H2Y2-+Al3+AlY-+2H+(标准溶液1)(待测溶液)2再用第二种标准溶液返滴剩余的第一种标准溶液 H2Y2-+Zn2+ZnY2-+2H+(剩余标准溶液1)(标准溶液2)3由两种标准溶液所消耗的物质的量之差计算被测组分含量的滴定方式。任务一任务一 制备制备EDTAEDTA、ZnZn2+2+标准滴定溶液标准滴定溶液活活动一一 准准备仪器与器与试剂准准 备备 仪仪 器器准准 备备 试试 剂剂托盘天平、分析天平、电炉、容量瓶（250mL）、移液管（10mL）、滴定分析常用；玻璃仪器。ZnO（基准物质）（见图9-2）、（1+1）盐酸、百里酚蓝指示剂（=1g/L）、二甲酚橙指示剂（=1g/L）、氨水（1+1）、六亚甲基四胺溶液（=200g/L）、工业硫酸铝试样。图9-2 基准ZnO任务一任务一 制备制备EDTAEDTA、ZnZn2+2+标准滴定溶液标准滴定溶液活活动一一 准准备仪器与器与试剂 二甲酚橙指示剂（XO）为紫色结晶，易溶于水。pH6.3时呈红色，pH6.3 时呈黄色。二甲酚橙与金属离子生成的配合物为红紫色，因此它只适宜在pH6.3的酸性溶液中使用，终点由红紫色变为黄色。二甲酚橙指示剂通常配成=5g/L的水溶液，可保存23周。任务一任务一 制备制备EDTAEDTA、ZnZn2+2+标准滴定溶液标准滴定溶液 以配制约0.02mol/L EDTA标准滴定溶液250mL为例，配制过程如图8-3所示。活活动二二 配制EDTA标准滴定溶液称取2.0gEDTA二钠盐 加蒸馏水溶解 稀释至250mL 装入试剂瓶250mL图8-3 配制EDTA标准滴定溶液EDTA的配制和标定与项目八的任务一相同，此处不在复述任务一任务一 制备制备EDTAEDTA、ZnZn2+2+标准滴定溶液标准滴定溶液1.基准ZnO溶液的配制过程如图所示活活动三三 制制备Zn2+标准滴定溶液准滴定溶液2计算任务一任务一 制备制备EDTAEDTA、ZnZn2+2+标准滴定溶液标准滴定溶液活活动三三 制制备Zn2+标准滴定溶液准滴定溶液式中Zn2+标准滴定溶液的浓度，mol/L；基准氧化锌的质量，g；V Zn2+标准滴定溶液的体积，mL。Company Logo任务一任务一 制备制备EDTAEDTA、ZnZn2+2+标准滴定溶液标准滴定溶液1常用的滴定方式有四种：直接滴定法、间接滴定法、置换滴定法和返滴定法。当反应物为固体；或者待测组分与标准滴定溶液之间的反应速度慢；或者滴定时没有合适的指示剂；或待测离子对金属指示剂有封闭作用，均可采用返滴定法。返滴定法。比如：（1）Al3+与EDTA配位速度缓慢；（2）Al3+对二甲酚橙有封闭作用（见相关知识二）（3）酸度不高时，Al3+易水解，因此一般采用返滴定法进行测定Al3+。2返滴定法需要EDTA、Zn2+两种标准滴定溶液。任务任务二二 测定测定AlAl2 2(SO(SO4 4)3 3的含量的含量 活活动一一 准准备硫酸硫酸铝试样硫酸铝试样溶液的准备如图9-3所示：图9-4 硫酸铝试样溶液的准备 任务任务二二 测定测定AlAl2 2(SO(SO4 4)3 3的含量的含量在实际工作中，经常遇到的情况是多种金属离子存在于同一溶液中,而EDTA能与很多金属离子生成稳定的配合物。因此提高配位滴定的选择性，设法消除共存离子的干扰，是配位滴定中要解决的重要问题。在实际滴定中，常用下列几种方法：（1）控制溶液酸度进行混合离子的分步滴定。（2）掩蔽和解蔽的方法：配位掩蔽法；利用选择性的解蔽剂；沉淀掩蔽法；氧化还原掩蔽法。（3）选用其它的配位滴定剂。（4）化学分离法。任务任务二二 测定测定AlAl2 2(SO(SO4 4)3 3的含量的含量活活动二二 测定硫酸定硫酸铝的含量的含量1.在滴定管中装入Zn2+标准滴定溶液，排气泡，调“零”2.用Zn2+滴定溶液滴定剩余的EDTA至溶液由亮黄色变为紫红色即为终点3.记录Zn2+标准滴定溶液的体积4.平行测定3次，同时做空白试验1.准确移取铝盐试液10.00mL置于250mL锥形瓶中2.准确加入EDTA标准滴定溶液25.00mL3.加百里酚蓝指示剂1滴，用（1+1）氨水调至溶液呈黄色（pH=3 3.5），煮沸后，加六亚甲基四胺溶液10mL使溶液 pH=56，用力震荡，流水冷却 4.滴加34滴二甲酚橙指示剂。图9-5硫酸铝的测定任务任务二二 测定测定AlAl2 2(SO(SO4 4)3 3的含量的含量1、加百里酚蓝指示剂1滴，用（1+1）氨水调至溶液呈黄色（pH=33.5），煮沸。以上操作的目的是使Al3+和EDTA完全配位。2、加六亚甲基四胺溶液10mL使溶液pH=56，以满足二甲酚橙指示剂对溶液pH的要求。活活动二二 测定硫酸定硫酸铝的含量的含量任务任务二二 测定测定AlAl2 2(SO(SO4 4)3 3的含量的含量活活动三三 记录与数据与数据处理理1计算公式任务任务二二 测定测定AlAl2 2(SO(SO4 4)3 3的含量的含量 活活动三三 记录与数据与数据处理理实验编号实验内容123c(EDTA)mol/Lc(Zn2+)mol/L倾倒前称量瓶+铝盐试样g倾倒后称量瓶+铝盐试样gmAI2(SO4)3,gV(EDTA)mL25.0025.0025.00滴定体积初读数，mL滴定体积终读数，mL滴定消耗Zn2+标准溶液体积，mL体积校正值，mL溶液温度，温度补正值溶液温度校正值，mLAl2(SO4)3,%Al2(SO4)3,%相对极差%2数据记录与处理表表9-2 工工业硫酸硫酸铝中中Al2(SO4)3含量的含量的测定定项目九项目九 测定测定硫酸铝的含量硫酸铝的含量过过 程程 评评 价价操作项目操作项目不不规规范范操操作作项项目目名名称称小小组组互互评评教师教师评价评价是是否否扣分扣分基准物和试样称量操作基准物和试样称量操作（每项1分，共10分）不看水平不清扫或校正天平零点后清扫称量开始或结束零点不校用手直接拿取称量瓶或滴瓶称量瓶或滴瓶放在桌子台面上称量时或敲样时不关门，或开关门太重使天平移动称量物品洒落在天平内或工作台上离开天平室物品留在天平内或放在工作台氧化锌称样量在规定量5%以内工业硫酸铝称样量未超出称量范围每重称每重称1份，在总分中扣份，在总分中扣5分分玻璃器皿玻璃器皿洗涤洗涤（每项1分，共3分）滴定管挂液移液管挂液容量瓶挂液项目九项目九 测定测定硫酸铝的含量硫酸铝的含量移取管操作移取管操作（每项2分，共10分）移液管未润洗或润洗不规范吸液时吸空或重吸放液时移液管不垂直移液管管尖不靠壁放液后不停留一定时间(约15s)滴定管操作滴定管操作（15分）滴定管不试漏或滴定中漏液,扣1分滴定管未润洗或润洗不规范,扣1分装液操作不正确或未赶气泡,扣1分调0刻线时，溶液放在地面上或水槽中,扣1分滴定操作不规范,扣1分滴定速度控制不当,扣1分滴定终点过头或不到,扣2分平行测定时，不看指示剂颜色变化，而看滴定管的读数,扣2分读数操作不对,扣1分不进行滴定管表观读数校正,扣2分不进行溶液温度校正,扣2分每重滴每重滴1份，在总分中扣份，在总分中扣5分分项目九项目九 测定测定硫酸铝的含量硫酸铝的含量数据记录及处理数据记录及处理（5分）不记在规定的记录纸上，扣5分计算过程及结果不正确，扣5分有效数字位数保留不正确或修约不正确,扣1分结束工作结束工作（每项1分，共3分）玻璃仪器不清洗或未清洗干净废液不处理或不按规定处理工作台不整理或摆放不整齐损坏仪器损坏仪器（4分）每损坏一件仪器扣4分总总分分Company Logo相相关关知知识识 一、一、EDTA酸效应曲线的应用酸效应曲线的应用滴定不同的金属离子有不同的最低pH（最高酸度），以金属离子的lgKMY为横坐标，以最低pH为纵坐标，绘制pH-lgKMY曲线，此曲线称为酸效应曲线，如图9-8所示。图96EDTA的酸效应曲线项目九项目九 测定测定硫酸铝的含量硫酸铝的含量Company Logo 应用酸效应曲线，能较方便地解决滴定中可能遇到的一系列问题。1.选择滴定的合适酸度条件选择滴定的合适酸度条件 在酸效应曲线上找到相关金属离子所在位置，并由此作水平线，与纵坐标的交点pH，就是单独测定该金属离子的最高允许酸度即最低pH。如果曲线上没有标出该金属离子，可根据被测离子的lgKMY大小作垂线，垂线与曲线交点对应的pH就是滴定所允许的最小pH。项目九项目九 测定测定硫酸铝的含量硫酸铝的含量Company Logo【例9-1】试求用EDTA分别滴定0.01mol/LFe3+、Al3+、Zn2+、Ca2+和Mg2+的最高允许酸度（最低允许pH）?解：在酸效应曲线上找到各离子的位置，该位置对应的纵坐标即为单独滴定该金属离子的最低允许pH。pH(Fe3+)=1.1、pH(Al3+)=4.2 、pH(Zn2+)=4.0、pH(Ca2+)=7.6、pH(Mg2+)=9.7配位滴定的酸度不能太高，也不能太低。若酸度过低，pH太大，金属离子将发生羟合反应，甚至生成M（OH）n沉淀，妨碍MY的形成，使配位滴定不能进行。在没有其他配位剂存在下，最低酸度值可由M（OH）n的溶度积求得。项目九项目九 测定测定硫酸铝的含量硫酸铝的含量Company Logo【例9-2】求用0.02000mol/L EDTA标准滴定溶液滴定相同浓度的 Zn2+的最低酸度（最大允许pH）。解：根据溶度积原理，为防止滴定开始时生成Zn(OH)2沉淀，由可知：pOH 6.8即溶液的pH应满足：pH=14 pOH 7.2项目九项目九 测定测定硫酸铝的含量硫酸铝的含量Company Logo2.提高配位滴定的选择性提高配位滴定的选择性在酸效应曲线上，位于被测离子下方的其他离子用“N”表示，由于lgKNY lgKMY，它们能对待测离子产生干扰，理论推导和实践证明，配位滴定中的干扰规律可总结如下：（1）当lgKMY8,lg KNY3，滴入EDTA，M离子配位而N离子完全不配位，N离子不干扰M离子的测定。（2）当lgKMY8，且lgKMY lg KNY5，可以通过控制酸度滴定M离子，N离子不干扰。（3）当lgKMY8，lg KNY 3，但lgKMY lg KNY 5，滴入配位剂EDTA，M、N离子均被配位，因此，可以滴定M、N离子的总量。如果要分别测定M、N金属离子，需用掩蔽和解蔽措施来消除其干扰，达到分别测定的目的。项目九项目九 测定测定硫酸铝的含量硫酸铝的含量Company Logo【例9-3】在pH=56的条件下，用EDTA滴定Zn2+时，试液中共存的Cu2+、Mn2+、Ca2+是否干扰Zn2+测定?解：查酸效应曲线可知，Cu2+位于Zn2+下方，明显有干扰，可加掩蔽剂邻二氮菲掩蔽Cu2+。Mn2+、Ca2+位于Zn2+上方，由于lgKZnY lgKMnY=16.5 14.0=2.55，Ca2+不干扰。Company Logo二、金属指示剂在使用中存在的问题二、金属指示剂在使用中存在的问题 1.指示剂的封闭现象如果指示剂与金属离子形成的配合物极稳定，即lgKMInlgKMY，以至于加入过量的滴定剂如EDTA也不能将金属离子从MIn配合物中夺取出来，溶液在计量点附近就没有颜色变化，这种现象称为指示剂的封闭现象。对于封闭现象，通常加入适当的掩蔽剂来消除干扰离子的影响。例如，EDTA测定Ca2+、Mg2+含量时，用铬黑T作指示剂，溶液中存在的Al3+、Fe3+、Ni2+和Co2+等离子对铬黑T有封闭作用，这时可加入三乙醇胺掩蔽Al3+和Fe3+，加入KCN掩蔽Co2+和Ni2+，以消除干扰。二、金属指示剂在使用中存在的问题二、金属指示剂在使用中存在的问题 2.指示剂的僵化现象 有些指示剂或其MIn配合物在水中的溶解度太小，使得滴定剂如EDTA与MIn配合物进行置换反应的速率变慢，导致终点到达时间拖长，这种现象称为指示剂的僵化，指示剂僵化会带来测定误差。解决办法是加入有机溶剂或加热以加快反应速度。如用PAN作指示剂时，可加入少量甲醇或乙酸；也可以将溶液适当加热，以加快置换速度，使指示剂的变色较明显。二、金属指示剂在使用中存在的问题二、金属指示剂在使用中存在的问题 3.金属指示剂的氧化变质现象 金属指示剂大多是具有双键的有色化合物，易被日光、空气和氧化剂所分解；有些指示剂在水溶液中不稳定，日久会因氧化或聚合而变质。如铬黑T、钙指示剂的水溶液均易氧化变质，常加入盐酸羟胺防止其氧化。为了保存较长的时间，对于铬黑T或钙指示剂，常以固体NaCl为稀释剂，按质量比1:100配成固体混合物使用。工业分析与检测核心教材工业分析与检测核心教材化学分析技术化学分析技术 国家规划教材，教育部推广国家规划教材，教育部推广Thank youThank you