化学工程与工艺专业分析化学实验讲义.doc
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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除化学分析实验讲义(本科)实 验 目 录实验名称类型要求学时实验1食用白醋中HAc浓度的测定(包括氢氧化钠标准溶液的配制与标定)验证必修4实验2工业纯碱总碱度测定(包括盐酸标准溶液的配制与标定)验证必修4实验3 方案设计实验设计必修4实验4 EDTA的标准溶液的配制与标定验证必修3实验5 自来水总硬度的测定验证必修2实验6 铅铋混合液中铅、铋含量的连续测定验证必修3实验7 铁盐中铁含量的测定验证必修4实验8 间接碘量法测定铜盐中铜验证必修4实验9 邻二氮菲吸光光度法测定铁验证必修4实验10 硫酸四氨合铜(II)的制备及组分分析综合必修4 实验一 食
2、用白醋中醋酸浓度的测定一、实验目的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标准溶液的配制、标定的操作。3.掌握强碱滴定弱酸的反应原理及指示剂的选择。4.巩固分析天平操作,熟悉滴定操作方法,学习移液管和容量瓶等量器的正确使用。二、实验原理1.食用白醋中的主要成份为醋酸,醋酸的Ka=1.810-5,可用标准NaOH溶液直接滴定,滴定终点产物是醋酸钠,滴定突跃在碱性范围内,pHsp 8.7,选用酚酞作指示剂。从而测得其中醋酸的含量。 HAc+NaOH=NaAc+H2O 2. NaOH标准溶液采用标定法,这是因为NaOH固体易吸收空气中的CO2和水蒸汽,故只能选用标定法来配制。常
3、用来标定碱标准溶液的基准物质有邻苯二甲酸氢钾、草酸等。本实验用基准物质邻苯二甲酸氢钾标定,滴定产物为邻苯二甲酸钠钾,滴定突跃在碱性范围内,pHsp9,用酚酞作指示剂。反应式如下: COOHCOOK+NaOHCOOK+H2OCOONa 三、仪器台秤、半(全)自动电光分析天平、称量瓶、量筒(10mL)、烧杯、试剂瓶、碱式滴定管(50 mL)、锥形瓶(250mL)、移液管(25 mL)、容量瓶(250 mL)、电炉。四、试剂NaOH(s)(A.R.)、酚酞指示剂(0.2%乙醇溶液)、食用白醋(市售)。邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)基准物质(烘干温度100-1250C)。五、实验步骤10.1mol
4、/LNaOH标准溶液的配制用台秤称取4.0g NaOH固体于1000mL烧杯中,加去离子水溶解,然后转移至试剂瓶 (聚乙烯)中,用去离子水稀释至1000mL,充分摇匀,贴上标签(溶液名称,姓名,配制日期),备用。20.1mol/L NaOH溶液的标定准确称取邻苯二甲酸氢钾0.40.8g三份,分别置于250mL锥形瓶中,各加入约40mL热水溶解,冷却后,加入3滴酚酞指示剂,用NaOH溶液滴定至溶液刚好由无色变为微红色且30s内不褪,停止滴定。记录终点消耗的NaOH体积。根据所消耗NaOH溶液的体积,计算NaOH标准溶液的浓度。平行实验三次。计算三次结果的相对平均偏差。3白醋中醋酸浓度的测定移取2
5、5.00mL食用白醋于250mL容量瓶中,用去离子水稀释到刻度,摇匀。准确移取25.00mL已稀释的白醋溶液于锥形瓶中,加20-30mL去离子水,加入3滴酚酞指示剂,用NaOH标准溶液滴定至溶液刚好出现淡红色,并在30s内不褪,即为终点。根据所消耗NaOH溶液的体积,计算原市售白醋中醋酸的含量(g/100mL)。平行实验三次。计算三次结果的相对平均偏差。六、数据记录与处理表格表一123称量瓶KHP质量(g)称量瓶剩余KHP质量(g)KHP质量m(g)NaOH最后读数(mL)NaOH最初读数(mL)NaOH体积 V(mL)计算公式NaOH浓度c(mol/L)平均值相对平均偏差表二123食用白醋体
6、积V试(mL)白醋定容体积V容(mL)白醋移取体积V移(mL)NaOH最后读数(mL)NaOH最初读数(mL)NaOH体积V(mL)NaOH浓度c(mol/L)计算公式HAc(g/100mL) = 100 HAc(g/100mL)平均值相对平均偏差思考题: 1. 称取NaOH及KHP各用什么天平?为什么?2. 已标定的NaOH在保存时,吸收了空气中的CO2,用它测定HCl溶液的浓度,若用酚酞作指示剂,对测定结果产生何种影响?改用甲基橙为指示剂,结果如何?3. 测定食用白醋的醋酸含量,为什么选用酚酞作指示剂?能否用甲基橙或甲基红为指示剂?4. 为什么终点时,酚酞变红需半分钟不褪为终点,若半分钟后
7、褪色是由什么引起的? 实验二 工业纯碱总碱度测定一、实验目的1. 掌握HCl标准溶液的配制与标定。2. 掌握用一种标准溶液标定另一种标准溶液的方法 3. 掌握强酸滴定二元弱碱的过程、突跃范围及指示剂的选择。4. 掌握定量转移操作的基本要点。5. 巩固分析天平操作及移液管、容量瓶、酸式滴定管的操作。二、实验原理1.工业纯碱的主要成分为NaCO3,可能含有某些钠盐(如NaOH或NaHCO3及NaCl)。欲测定其总碱度,常用HCl标准溶液滴定。根据滴定反应最终计量点的产物为饱和二氧化碳溶液,pH=3.8,选用甲基橙为指示剂。结果以Na2O的质量分数表示总碱度。 HCl+Na2CO3= H2CO3+
8、NaCl 2. 盐酸标准溶液采用间接配制法。常用于标定酸的基准物质有无水碳酸钠和硼砂。其浓度还可通过与已知准确浓度的NaOH标准溶液比较进行标定。可用实验一中所配已标定的NaOH溶液滴定盐酸,以确定盐酸的准确浓度。化学计量点时pH=7.00,选用甲基橙为指示剂。三、仪器分析天平、称量瓶、酸式滴定管(50mL)、移液管(20 mL、25mL)、吸耳球、锥形瓶(250mL)、量筒(10mL)、烧杯、试剂瓶、四、试剂浓盐酸(A.R.)、氢氧化钠标准溶液(已知准确浓度)、甲基橙指示剂(0.2%)、工业纯碱样品。五、实验步骤 10.1mol/L HCl标准溶液的配制 用量筒量取4.5mL浓盐酸(约12
9、mol/L),倒入烧杯中,用去离子水稀释至500mL后,转移至试剂瓶中,充分摇匀,贴上标签,备用。 2. 0.1mol/L HCl标准溶液的标定 准确移取25.00mL已标定的NaOH标准溶液于锥形瓶,加入20-30mL水,加甲基橙指示剂2滴,摇匀,用待标定的HCl溶液滴定,至溶液恰由黄色变为橙色时为终点,记下读数。平行三次。计算HCl标准溶液的准确浓度和三次结果的相对平均偏差。3.总碱度的测定 准确称取纯碱样品0.8-0.9g倾入小烧杯中,加少量水使其溶解。将溶液定量转入100mL容量瓶中,加水稀释到刻度,充分摇匀。平行移取试液20.00 mL3份分别放入250 mL锥形瓶中,加水约25 m
10、L,加入2滴甲基橙,用HCl标准溶液滴定由黄色恰变为橙色即为终点。记录HCl体积。平行测定三次。计算试样的总碱度(以氧化钠的质量分数表示)和三次结果的相对平均偏差。六、数据记录与处理表格表一123NaOH体积(VNaOH)(mL)NaOH浓度(CNaOH)HCl最后读数(mL)HCl最初读数(mL)HCl毫升数(mL)计算公式HCl浓度CHCl(mol/L)平均值相对平均偏差表二123称量瓶试样质量称量瓶剩余试样质量试样质量m(g)试样定容体积V容(mL)试样移取体积V移(mL)HCl终读数(mL)HCl初读数(mL)HCl体积VHCl(mL)HCl浓度(CHCl)(mol/L)计算公式Na2
11、O%=100Na2O%平均值相对平均偏差思考题:1.标准溶液的浓度应保留几位有效数字?2. 在以HCl溶液滴定混合碱时,怎样使用甲基橙及酚酞两种指示剂来判断试样是由NaOH+ NaCO3或NaCO3+NaHCO3组成的?3.若工业纯碱样品含碳酸钠的质量分数约为75%,其他成分为惰性杂质,请问采用50mL滴定管时,应称取的试样的质量范围是多少?4.配制500mL盐酸溶液时,使用哪些玻璃量器,写出名称和规格。 *铵盐中氮含量的测定(甲醛法)一、实验目的1了解弱酸强化的基本原理2. 掌握甲醛法测定氨态氮的原理及操作方法。3. 熟练掌握酸碱指示剂的选择原则。二、实验原理化肥中氮的含量是化肥质量的重要指
12、标。对于无机肥料氯化铵和硫酸铵等强酸弱碱盐,其氮含量可用酸碱滴定法测定,但由于其质子酸NH+的酸性太弱(Ka=5.610-10),不能直接用NaOH标准溶液滴定,可通过加甲醛使其生成较强酸的方法进行间接滴定,从而测定此类铵盐中的氮含量。反应式:4NH4+ + 6HCHO = (CH2)6N4H+3H+6H2O(CH2)6N4H+3H+4OH-=(CH2)6N4+4H2O用NaOH标准溶液滴定生成的酸,计量点产物为弱碱,pHsp 9,选择酚酞做指示剂。铵盐中常含游离酸,预先加NaOH中和(甲基红作指示剂)除去,甲醛易被空气中的O2生成甲酸,预先加NaOH中和除去(酚酞作指示剂)三、仪器分析天平、
13、称量瓶、碱式滴定管(50mL)、容量瓶(250mL)、移液管(25mL)、吸耳球、锥形瓶(250mL)、量筒(25 mL)、烧杯四、试剂(NH4)2SO4、甲醛(40%)、甲基红 (0.2%)、酚酞(0.2%)、NaOH(0.1molL-1)五、实验步骤1 (NH4)2SO4试样的配制 准确称取1.5-1.6g (NH4)2SO4(若试样为试样NH4Cl应称多少?)于小烧杯中,用适量去离子水溶解,定量转移至250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。2 甲醛溶液的处理: 取原装甲醛(40%)溶液12mL于小烧杯中,用水稀释一倍,加入2滴0.2%酚酞,用0.1molL-1NaOH标准溶液中和至甲醛
14、溶液呈淡红色。(*不记读数)(问:这步操作的目的是什么?)3 铵盐中氮含量的测定:移取试液25.00mL放入250mL锥形瓶中,加入2滴甲基红指示剂,溶液若为红色则小心地滴加0.1molL-1NaOH溶液使溶液刚变成亮黄色(*不记读数)。加入8mL已中和过的11甲醛溶液和2滴酚酞指示剂,摇匀,静置1min后,用0.1molL-1NaOH标准溶液滴定至溶液由红色亮黄色微橙红色,持续半分钟不褪色即为终点,记下读数。平行测定三次。计算试样中的含氮量(用质量分数表示)和三次结果的相对平均偏差。六、数据记录与处理表格称量瓶(NH4)2SO4质量称量瓶剩余(NH4)2SO4质量(NH4)2SO4质量 (g
15、)12(NH4)2SO4定容体积V容(mL)(NH4)2SO4移取体积V移(mL)NaOH最后读数(mL)NaOH最初读数(mL)NaOH毫升数(mL)NaOH浓度(mol/L)计算公式N% = 100N%平均值相对平均偏差思考题:1为什么不能用NaOH直接滴定(NH4)2SO4?2为什么中和甲醛中的游离酸使用酚酞指示剂,而中和(NH4)2SO4试样中的游离酸却使用甲基红指示剂?3.测定铵盐中的氮含量还可以用什么方法?4.碳酸氢铵中的含氮量能否用甲醛法测定?实验三、方案设计实验一、 实验目的1. 培养学生查阅文献的能力。2. 学习实验方案设计。3. 综合运用酸碱滴定知识,掌握滴定分析的基本过程
16、。二、实验题目某含有HCl和NH4Cl的混合溶液,其HCl和NH4Cl的浓度均约为0.1mol/L,试设计一分析方案,分别测定它们的准确浓度。三、设计方案要求:1.写出设计方法的原理(准确滴定的判别、分步滴定的判别、滴定剂的选择、计算计量点pH、选择指示剂、分析结果的计算公式。)2.所需仪器和试剂(用量、浓度、配制方法)3.实验步骤(含标定、测定)4.实验报告表格设计。5.讨论.(注意事项、误差分析、体会)(实验后完成) 6.参考资料(作者,书(刊)名,出版社,年份:页码)四、过程安排提前一周拟订实验方案,交教师审阅后实施实验。实验四、EDTA标准溶液的配制与标定一、实验目的1.了解EDTA标
17、准溶液的配制方法和标定原理。2. 理解置换滴定法提高终点变色敏锐性的原理。二、实验原理1. EDTA溶液的配制EDTA酸难溶于水,通常使用其二钠盐配制标准溶液。市售EDTA二钠盐常含有0.3-0.5%的水分,且含有EDTA酸晶体。一级试剂需经过复杂的提纯过程才能得到。因此通常采用间接方法配制标准溶液。根据不同的测定对象,选择不同的基准试剂进行标定。2.EDTA溶液的标定标定EDTA溶液常用的基准物有纯金属如锌、铅、铜、铁、镍等;金属氧化物或盐类如氧化锌、氧化铅、碳酸钙、硫酸镁、硫酸锌、硝酸铅等。标定EDTA溶液时,通常选用其中与被测物金属离子相同的物质作基准物。采用CaCO3作基准物标定EDT
18、A,用钙指示剂确定终点。也可用铬黑T(EBT)作指示剂。但需在被测液中入少量的EDTA镁盐或在未标定的EDTA溶液中加入少量饱和氯化镁,利用置换滴定法的原理来提高终点变色的敏锐性。滴定是在pH=10氨缓冲溶液进行的。滴定前: MgY + EBT(纯蓝色)= Y +Mg-EBT(紫红色)滴定中: Y + Ca = Ca Y滴定终点: Mg-EBT(紫红色)+Y=MgY+ EBT(纯蓝色)采用金属Zn或ZnO标定EDTA时,在pH=5-6的缓冲溶液中,用二甲酚橙(XO)作指示剂。终点由紫红色变为黄色。三、仪器与试剂台秤、分析天平、酸式滴定管、锥形瓶、移液管(25 mL)、容量瓶(250 mL)、烧
19、杯、聚乙烯试剂瓶、量筒、表面皿。四、 NaH2Y2H2O(EDTA)(s)、CaCO3(s)、HCl(11)、三乙醇胺(11)、NH3NH4Cl缓冲溶液(pH=10)、铬黑T指示剂(0. 5 gL-1)。五、实验步骤1.0.02molL-1EDTA标准溶液的配制在台秤上称取4.0gEDTA于烧杯中,用200mL温水溶解,加3滴饱和MgCl2,稀释至500mL,转入聚乙烯试剂瓶中,摇匀,贴上标签。2.0.02molL-1EDTA标准溶液的标定准确称取0.500.60g CaCO3,置于100mL烧杯中,用少量水先润湿,盖上表面皿,慢慢滴加11HCl CaCO3使固体全部溶解,过量至5mL,待其溶
20、解后(加水50mL,微沸几分钟以除CO2),冷却后用少量水冲洗表面皿及烧杯内壁,小心按规定方法转入至容量瓶,多次用少量水冲洗烧杯内壁,洗涤液一同转入250mL容量瓶中,最后用水稀释至刻度,摇匀。移取25.00mL Ca2+溶液于锥形瓶中,加入20mL氨性缓冲溶液,23滴EBT指示剂。用0.02molL-1EDTA溶液滴定至溶液由紫红变为蓝色,即为终点。平行标定三次,计算EDTA溶液的准确浓度和相对平均偏差。六、数据记录与处理表格123称量瓶CaCO3质量(g)称量瓶剩余CaCO3质量(g))CaCO3质量m(g)Ca2+定容体积V容(mL)Ca2+移取体积V移(mL)EDTA最后读数(mL)E
21、DTA最初读数(mL)EDTA毫升数(mL)计算公式EDTA浓度(mol/L)平均值相对平均偏差思考题:1配位滴定中为什么要加入缓冲溶液?本次实验是在什么缓冲溶液中进行的,为什么?2用Ca2+标准溶液标定EDTA,用铬黑T作指示剂时,为什么先在EDTA中加入镁盐?这样是否影响以后分析?为什么?实验五、水的总硬度的测定一、实验目的1 掌握水的总硬度的测定原理和方法。2 了解水的硬度的概念。知道 镁硬、钙硬和总硬度。3 掌握络合滴定法中的直接滴定法。二、实验原理水的硬度的测定分为水的总硬度、镁硬、钙硬。水的总硬度是测定钙镁总量,镁硬表示水中镁的含量,钙硬是测定钙的含量。水的总硬度包括暂时硬度和永久
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