无机化学滴定实验实验原理及过程.docx
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1、实验三 滴定操作练习一、 实验原理0.1 M HCI和0.1M NaOH的相互滴定H+ + OH- = H2O滴定的突跃范围:pH=4.3-9.7指示剂:甲基橙(pH=3.1-4.4)或酚酞(pH=8.0-9.6)红 黄 无 红当指示剂一定时,用一定浓度的HCI和NaOH相互滴定,指示剂变色时,所消耗的体积比VHCI/VNaOH不变,与被滴定溶液的体积无关。借此可检验滴定操作技术和判断终点的能力。本实验以酚酞为指示剂,用NaOH溶液分别滴定HCl和HAc,当指示剂由无色变为淡粉红色,即表示已达到终点。如果酸(A)与碱(B)中和反应为aA+bB=cC+dH2O当反应到化学计量点时,则A的物质的量
2、nA与B的物质的量nB之比为:nA/nB=a/b又因为nA=cAVA则可由下面公式求出酸和碱的浓度:CAVA=a/b CBVB 式中CA、CB分别为A、B的浓度(molL-1);VA,VB分别为A,B的体积(L或mL)。由此可见,酸碱溶液通过滴定,确定他们中和时所需要的体积比,即可确定他们的浓度比。二、 实验材料仪器:碱式滴定管,25ml移液管试计:0.1molL-1HCL标准溶液(准确浓度已知) 0.1molL-1NaOH溶液(浓度待标定) 酚酞溶液(w为0.01)三、 实验步骤NaOH溶液浓度的标定用0.1molL-1NaOH溶液操作液荡洗已洗净的碱式滴定管,每次10mL左右,荡洗液从滴定
3、管两端分别流出弃去,共洗三次。然后再装满滴定管,赶出滴定管下面的气泡。调节滴定管内溶液的弯月面在“0”刻度以下。静置1min,准确读书,并记录。将已洗净的用于盛放HCl标准溶液的小烧杯和25mL移液管用0.1moL/L,HCl标准溶液荡洗三次后(每次用1015mL溶液),准确移取25.00mL的HCl标准溶液于250mL锥形瓶中。加酚酞指示剂2滴,此时溶液应无色。用已准备好的0.1mol/LNaOH操作滴定酸液。近终点时,用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁,再继续滴定,直至溶液在加下半滴NaOH后,变为明显的淡粉红色,在30s中内不褪,此时即为终点。准确读取滴定管中NaOH的体积。终度数和初读数之差,即为
4、与HCl中和所消耗的NaOH体积。注意:三次测定结果的相对平均偏差不应大于0.2%。【相对平均偏差用途:进行分析时,往往要平行分析多次,然后取几次结果的平均值作为该组分析结果的代表。但是测得的平均值和真实数值间存在着差异,所以分析结果的误差是不可避免的,为此要注意分析结果的准确度,寻求分析工作中产生误差的原因和误差出现规律,要对分析结果的可靠性和可信赖程度作出合理判断;公式:平均偏差除以平均值(注意最后求出的是百分数)】实验四 盐酸标准溶液的标定一 实验原理标定HCl溶液的基准物质常用无水碳酸钠,其反应式如下:Na2CO3-+2HCl2NaCl+CO2+H2O滴定至反应完全时,化学计量点的PH
5、为3.89,可选用溴甲酚绿二甲基黄混合指示剂指示钟点,其终点颜色变化为绿色(或蓝绿色)到亮黄色(pH=3.9),根据Na2CO3的质量和所消耗的HCl体积,可以计算出盐酸的浓度c(HCl)。二 实验材料Na2CO3基准物质:先置于烘箱中(270300)烘干至恒重后,保存于干燥剂中。溴甲酚绿二甲基黄混合指示剂:溴甲酚绿二甲基黄混合指示剂:取4份w为0.002溴甲酚绿酒精溶液和1份w为0.002二甲基黄酒精溶液,摇匀。三 实验步骤用减量法准确称取经干燥过的无水Na2CO33-5份。每约0.150.2g(应准确到小数点后第几位?)。分别置于250ml锥形瓶中,各加入80ml水,使其完全溶解。加9滴溴
6、甲酚绿二甲基黄混合指示剂溶液(或12滴0.2%甲基橙指示剂),用待标定的HCl溶液滴定,快到终点时,用洗瓶中蒸馏水吹洗瓶内壁。继续滴定到溶液由绿色变为亮黄色(不带黄绿色)(甲基橙由黄色突变为橙色)。记下滴定用去的HCl体积。四 实验报告格式盐酸溶液浓度的标定记录项目序号123称量瓶+碳酸钠质量(倒出前)/g称量瓶+碳酸钠质量(倒出后)/g称出碳酸钠质量/gHCL:最后读数/mL最初读数/mL净用体积/mLC(HCl)/(mol/L)平均值C(HCl)/(mol/L)标准偏差s实验五 混合碱中碳酸钠和碳酸氢钠含量的测定(酸碱滴定法)一 实验原理混合碱中组分Na2CO3,NaHCO3的含量和总含量
7、(以Na2O表示)的测定,一般可以用“双指示剂法”。实验中,先加酚酞指示剂,以HCl标准溶液滴定至无色,此时溶液中Na2CO3仅被滴定成NaHCO3,即Na2CO3只被中和了一半。反应是如下:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl然后再加溴甲酚绿-二甲基黄指示剂,继续滴定至溶液由绿色到亮黄色,此时溶液中NaHCO3才完全被中和:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2假定用酚酞作指示剂时,用去的酸体积为V1,再用溴甲酚绿二甲基黄作指示剂时,又用去的酸体积为V2,则Na2CO3,NaHCO3以及Na2O的含量可由下列式子计算:w(Na2O)=1/2*c(HCl)*V*M(Na2O)/
8、ms式中ms为碱灰式样质量(g);V为滴定碱灰试液用去HCl的总体积(mL)。二 实验试剂碱灰试样,酚酞指示剂,溴甲酚绿二甲基黄指示剂,0.1mol/LHCl标准溶液三 实验步骤准确称取0.150.2g碱灰试样三份,分别置于250mL锥形瓶中,各加50mL蒸馏水,1滴酚酞指示剂后,溶液呈红色。用0.1mol/LHCl标准溶液滴定至无色,记下用去HCl体积(V1)。注意滴定过程,酸要逐滴加入并不断地摇动溶液以避免溶液局部酸度过大,防止Na2CO3直接转化为CO2,而不是转化成NaHCO3。第一次重点到达后,再加9滴溴甲酚绿二甲基黄指示剂,继续用HCl滴定,直到溶液由绿色变为亮黄色。记下第二次用去
9、HCl体积(V2)。四、 实验报告格式混合碱中碳酸钠和碳酸氢钠含量测定记录项目序号123称量瓶+试样质量(倒出前)/g称量瓶+试样质量(倒出后)/g试样质量/gHCL:第一次终点读数/mL初始读数/mL净用量/mLHCL:第二次终点读数/mL第一次终点读数/mL净用量/mLw(Na2O)平均值标准偏差sw(Na2CO3)平均值w(NaHCO3)平均值实验六 EDTA标准溶液的配制和标定一、 实验原理乙二胺四乙酸(简称EDTA,常用H4Y表示)难溶于水,分析化学中通常使用其二钠盐。EDTA能与大多数金属离子形成1:1的稳定配合物,因此可以用含有这些金属离子的基准物,在一定酸度下,选择适当的指示剂
10、来标定EDTA的浓度。标定EDTA溶液常用的基准物有Zn、ZnO、CaCO3、Bi、Cu、MgSO47H2O、Hg、Ni、Pb等。用Zn作基准物可以用铬黑T(EBT)作指示剂,在NH3H2ONH4Cl缓冲溶液(pH=10)中进行标定,其反应如下:滴定前:Zn2+ + In2- =ZnIn (纯蓝色) (酒红色)式中In为金属指示剂。滴定开始至终点前:Zn2+ + Y4- =ZnY2-终点时:ZnIn + Y4- =ZnY2- + In2- (酒红色) (纯蓝色)所以,滴定终点时,溶液从就红色变为纯蓝色。二、 实验试剂NH3H2ONH4Cl缓冲溶液(pH=10):取6.75gNH4Cl溶于20m
11、L水中,加入57mol/LNH3H2O,用水稀释到100mL。铬黑T指示剂,纯Zn,EDTA二钠盐。三、 实验步骤1、0.01mol/LEDTA的配制称取3.7gEDTA二钠盐,溶于1000mL水中,必要时可加热加快溶解。2、0.01mol/LZn2+标准溶液的配制取适量纯锌粒,用稀HCl稍加泡洗,以除去表面的氧化物,再用水洗去HCl,然后,用酒精洗一下表面,沥干后于110下烘几分钟,置于干燥剂中冷却。准确称取0.150.2g,至于100mL烧杯中,加5mL1:1HCl,盖上表面皿,必要时温热,使Zn完全溶解。冲洗表面皿及杯壁,小心转移于250mL容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。计算Zn2+标
12、准溶液的浓度c(Zn2+)。3、EDTA浓度的标定用25mL移液管吸取Zn2+标准溶液置于250mL锥形瓶中,逐滴加入1:1 NH3H2O,同时不断摇动直至开始出现白色沉淀Zn(OH)2。再加5mL NH3H2ONH4Cl缓冲溶液、50mL的水和3滴铬黑T,用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。记下EDTA溶液的用量V(EDTA)。平行标定三次,计算EDTA的浓度。实验七 水的硬度测定(配位滴定法)一、 实验原理用EDTA测定Ca2+、Mg2+时,通常在两个等分溶液中,分别测定Ca2+量以及Ca2+、Mg2+总量,Mg2+量则从两者所用EDTA量的差数求出。在测定Ca2+时,
13、先用NaOH调节溶液到pH=1213,使Mg2+生成难溶的Mg(OH)2沉淀。加入钙指示剂与Ca2+配用呈红色。滴定时,EDTA先与游离的Ca2+配位,然后夺取已和指示剂配位的Ca2+,使溶液的红色变为蓝色为终点。从EDTA标准溶液用量可计算Ca2+的含量。测定Ca2+、Mg2+总量时,在pH=10的缓冲溶液中,以铬黑T为指示剂,用EDTA滴定。因稳定性CaYMgY2-MgInCaIn。铬黑T先与部分Mg2+配位为MgIn(酒红色)。而当EDTA滴入时,EDTA首先与Ca2+和Mg2+配位,然后在夺取MgIn中的Mg2+,使铬黑T游离,因此到达终点时,溶液由酒红色变为纯蓝色。从EDTA标准溶液
14、的用量,即可以计算样品中的钙镁总量。二、 实验试剂 6mol/LNaOH,NH3H2O-NH4Cl缓冲溶液(pH=10),铬黑T指示剂,钙指示剂三、 实验步骤1、 Ca2+的测定用移液管准确吸取水样50mL于250mL的锥形瓶中,加50mL的蒸馏水2mL 6mol/LNaOH(pH=1213)、45滴钙指示剂。用EDTA溶液滴定,不断摇动锥形瓶,当溶液变为纯蓝色时,即为终点。记下所用的体积V2。用相同的方法平行测定三份。2、 Ca2+、Mg2+总量测定准确吸取水样50mL于250mL锥形瓶中,加入50mL蒸馏水、5mL NH3H2O-NH4Cl缓冲溶液、3滴铬黑T指示剂。用EDTA溶液滴定,当
15、溶液由酒红色变为纯蓝色的时候,即为终点。记下所用体积V1。用同样方法平行测定三份。按下式分别计算Ca2+、Mg2+总量(以CaCO3含量表示,单位为mg/L)及Ca2+和Mg2+的分量(单位为mg/L)。CaCO3含量=c(EDTA)*V1*M(CaCO3)/V水样*1000(上式为Ca2+的含量,下式为Mg2+的含量)式中V1、V2均取平均值。四、 实验记录水硬度的测定记录实验八 KMnO4标准溶液的配制与标定一、 实验原理KMnO4是氧化还原滴定最常用的氧化剂之一。高锰酸钾滴定法通常在酸性溶液中进行,反应中锰原子的氧化数由+7变到+2。市售的KMnO4试剂中常含有少量的MnO2和其它杂质,
16、高锰酸钾在制备和贮存过程中,常混入少量的还原性杂质,可待它们可与MnO4-反应而析出MnO(OH)2沉淀,标定其准确浓度。然而这些生成物以及光、热、酸、碱等外界条件的改变均会促进KMnO4的分解,因此配好的KMnO4溶液应除去杂质,并保存于暗处。 H2C2O42H2O与Na2C2O4是较为常用的还原剂,因为它容易提纯,性质稳定,不含结晶水,是标定KMnO4常用的基准物质。其反应式如下:2 MnO4- + 5 C2O42- +16H+ =2Mn2+ + 10CO2+ 8H2O反应要在酸性、较高温和有Mn2+作催化剂的条件下进行。滴定初期,反应很慢,KMnO4溶液必须逐滴加入,如滴加过快,部分KM
17、nO4在热溶液中按下式分解造成误差。4KMnO4+2H2SO4=4MnO2+2K2SO4+2H2O +3O2在滴定过程中逐渐生成的Mn2+有催化作用,结果使反应速率逐渐加快。由于KMnO4溶液本身具有特殊的紫红色,滴定时KMnO4溶液稍微过量,即可看到溶液呈微红色,示终点已到。故不需另加指示剂。二、 实验试剂 H2SO4(3mol/L),KMnO4(s), Na2C2O4(s)三、 实验步骤(1) KMnO4标准溶液(0.02mol/L)的配制:称取KMnO4 1.7g,溶于适当量的蒸馏水中,置于洁净的棕色试剂瓶中,用水稀释至约500mL。摇匀,塞好,暗处放置710天,用玻璃砂芯漏斗过滤上层溶
18、液,存于另一棕色玻璃瓶中,摇匀,待标定。(2) KMnO4标准溶液(0.02mol/L)的标定:精确称取0.2g左右的Na2C2O4三份 ,分别置于250 mL锥形瓶中,各加蒸馏水40 mL和10mL3mol/L H2SO4的使之溶解。慢慢加热直至(7585)(见冒热气),趁热用待标定的KMnO4溶液滴定,刚开始滴定时,速度较慢,滴入第一滴KMnO4溶液后,不要摇动溶液,待溶液褪色后,再加第二滴KMnO4。待溶液中生成Mn2+后,因起催化作用,反应速率加快,此时开始摇动溶液,滴定速度也可适当加快,但也绝不可使KMnO4连续留下。滴定接近终点时,紫红色褪色很慢,应减慢滴定速度,充分摇匀,防止超过
19、终点。滴定至加半滴KMnO4且摇匀后,能持续半分钟呈现微红色不褪色,即为终点。记下终读书并计算KMnO4溶液的浓度c(KMnO4)。四、 注意事项(1)滴定完成时,溶液温度应不低于55,否则反应速度慢而影响终点的观察与准确性。操作中不要直火加热或使溶液温度过高,以免H2C2O4分解。(2)开始滴定时反应速度较慢,所以要缓慢滴加,待溶液中产生了Mn2+后,由于Mn2+对反应的催化作用,使反应速度加快,这时滴定速度可加快;但注意仍不能过快。否则来不及反应的KMnO4在热的酸性溶液中易分解。近终点时,反应物浓度降低,反应速度也随之变慢,须小心缓慢滴入。(3)KMnO4溶液受热或受光照将发生分解:分解
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