实验二十一

Transcription

1 实验七十三酸碱标准溶液的配制和浓度比较一 实验目的 1 掌握滴定管与移液管的正确使用与滴定操作 2 掌握确定滴定终点方法 3 了解用间接法配制标准溶液的方法二 实验原理滴定分析是用一种已知准确浓度的滴定剂加到被测组分的溶液中, 直到滴定剂的量 ( 摩尔 ) 与被测物的量 ( 摩尔 ) 之间, 正好符合化学反应式表示的化学计量关系时, 由所用去滴定剂溶液的体积和浓度算出被测组分的含量 因此, 进行滴定分析时, 必须掌握好滴定管的使用和滴定终点的判断 酸碱滴定中常用盐酸和氢氧化钠溶液作为标准溶液 但由于浓盐酸易挥发, 氢氧化钠易吸收空气中的水分和二氧化碳, 因此只能用间接法配制盐酸和氢氧化钠标准溶液 : 即先配制近似浓度的溶液, 然后用基准物质标定其准确浓度 也可用一已知准确浓度的标准溶液标定另一溶液, 然后根据它们的体积比求得后者的准确浓度 强碱氢氧化钠与强酸盐酸的滴定反应, 突跃范围 ph 约为 4-10, 在这一范围可采用甲基橙 ( 变色范围 ph 约为 ), 甲基红 ( 变色范围 ph 约为 ), 酚酞 ( 变色范围 ph 约为 ), 百里酚蓝 - 甲酚红混合指示剂 ( 变色点 ph8.3) 等指示剂来指示终点 三 仪器与试剂试剂 :NaOH(s), 盐酸 (6 mol L -1 ), 酚酞 (0.2% 的乙醇溶液 ), 甲基橙 (0.1% 的水溶液 ), 百里酚蓝 - 甲酚红混合指示剂 :0.1% 的百里酚蓝水溶液三份与 0.1% 的甲酚红水溶液三份混和而成 四 实验步骤 1 0.1mol L -1 HCl 溶液的配制用洁净量筒量取 6 mol L -1 HCl16mL, 倾入洁净的试剂瓶中, 用蒸馏水稀释至 1L, 盖上橡皮塞, 摇匀, 贴上标签 2 0.1mol L -1 NaOH 溶液的配制用小烧杯在台称上称取固体 NaOH4g, 加水约 100mL, 待 NaOH 全部溶解, 将溶液沿玻棒倾入洁净的试剂瓶中, 用蒸馏水稀释到 1L, 以橡皮塞塞住瓶口充分摇匀, 贴上标签 3 酸碱标准溶液浓度的比较 (1) 滴定管的准备 : 将两支滴定管 ( 一支酸式, 一支碱式 ) 洗涤干净 用少量 HCl 标准溶液润洗酸式滴定管三次 ; 同理, 用 NaOH 标准溶液也润洗碱式滴定管三次 每次用溶液 5~10mL, 以除去沾在管壁及活塞上的水分, 润洗后 1

2 的溶液从管嘴放出弃去 将 HCl 和 NaOH 标准溶液分别直接装入酸式滴定管及碱式滴定管 驱除活塞及橡皮管下端的空气泡, 将管内液体放出使弧形液面的下缘在刻度 0.00 处或在 0.00 的下面, 静置 1min 后准确读取两管内与液面弧形相切的刻度 记取读数至小数点后第二位, 立即将数据记录在记录本上 (2) 酸碱标准溶液浓度的比较 : 将碱式滴定管中的 NaOH 溶液放出约 20~30mL 置于 250mL 的清洁锥形瓶内, 放出液体时不要太快以防溅失 锥形瓶中滴入甲基橙指示剂 1~2 滴, 瓶下衬以白纸, 然后从酸式滴定管将酸溶液渐渐滴入锥形瓶中, 同时不断摇动锥形瓶使溶液混和 待滴定近终点时可用少量水淋洗瓶壁, 使溅起而附于瓶壁上的溶液流下, 继续逐滴或半滴滴定直到溶液恰由黄色转变为橙黄色为止 再将锥形瓶移至装碱溶液的滴定管下慢慢滴入碱液, 使再现黄色, 然后再以酸溶液滴定至橙黄色 如此反复进行直至能较为熟练地判断滴定终点为止 仔细读取两滴定管的读数, 记录在记录本上 再次装满两滴定管, 另取一锥形瓶, 如上操作重复滴定两次 根据滴定结果 V 计算每 1mLNaOH 溶液相当于若干 mlhcl 溶液, 即 V HCl NaOH 的比值 各次滴定结 果与平均值的相对偏差不得大于 ±0.3%, 否则应重做 (3) 以酚酞为指示剂, 进行碱滴定酸的实验 : 用移液管移取 20.00mL0.1 mol L -1 HCl 溶液于 250mL 的锥形瓶中, 加 2-3 滴酚酞指示剂, 用 0.1 mol L -1 NaOH 溶液滴定溶液呈微红色, 此红色保持半 min 内不褪色即为终点 如此平行测定三次, 要求三次之间所消耗 NaOH 溶液的体积的最大差值不超过 ± 0.04mL 将所得结果与甲基橙为指示剂的结果进行比较, 并讨论之 (4) 同 (3) 操作, 改变指示剂, 选用百里酚蓝 - 甲酚红混合指示剂 平行测定三份, 所消耗的 NaOH 溶液的体积的最大差值不超过 ±0.04mL 五 实验结果 1 列表表示实验的原始数据及结果 2 计算每次实验结果与平均值的相对偏差 思考题 1 本次实验配制酸碱标准溶液时, 试剂用量筒量取或用台秤称, 这样做是否太马虎? 为什么? 2 如何检验滴定管已洁净? 既已洁净为什么装入标准溶液前需以该溶液润洗三次? 滴定用的锥形瓶是否也需要用所装入的溶液润洗三次或烘干? 为什么? 3 滴定两份相同的试液时, 若第一份用去标准溶液约 20mL, 在滴定第一份试液时, 是继续使用余下的溶液, 还是添加标准溶液至滴定管的刻度 0.00 附 2

3 近后再滴定? 哪一种操作正确? 4 半滴是怎样操作的? 什么情况下需操作半滴? 5 滴定时加入指示剂的量为什么不能太多? 试根据指示剂平衡移动原理说明之 6 为什么用 HCl 滴定 NaOH 时常用甲基橙为指示剂, 而用 NaOH 滴定 HCl 时却用酚酞作指示剂? 7. 滴定管 移液管 容量瓶是滴定分析种量取溶液体积的三种准确量器, 记录时应记录几位为有效数字? 注 : 1 溶液在使用前必须充分摇和, 否则内部不匀, 以至每次取出的溶液浓度不同, 影响分析结果 2 固体 NaOH 极易吸收空气中的 CO 2 和水分, 因此称量时必须迅速 通常是把已知质量的容器和称量所需砝码分别先放在台秤盘上, 然后将 NaOH 逐粒加入容器内, 直到台秤平衡 3 装 NaOH 溶液的瓶中不可用玻璃塞, 否则易被腐蚀而粘住 4 指示剂加入量要适当, 否则会影响终点观察 5 记录与报告示例: 表 1. 酸碱标准溶液浓度的比较 I II III HCl 未读数 初读数 V HCl/mL NaOH 未读数 初读数 V NaOH/mL V V HCl NaOH 平均值 相对偏 <0.1% 0 0 差 3

4 实验七十四有机酸试剂纯度的测定一 实验目的 1. 学习 NaOH 标准溶液的标定方法 2. 进一步训练滴定操作, 从严考核滴定结果, 其相对误差要求不大于 ±0.3% 二. 实验原理大部分有机酸都是固体弱酸, 这类化工产品 ( 试剂级或工业级 ) 纯度即主体含量的测定很多都采用酸碱滴定法 如果有机酸能溶水, 并且 Ka 10-7, 可称取一定量的试样, 溶于水后用 NaOH 标准溶液进行滴定 滴定产物是弱碱, 滴定突跃在弱碱性范围内, 一般选用酚酞为指示剂, 滴定至呈现浅红色为终点 根据 NaOH 标准溶液的浓度 消耗的体积及被滴定有机酸的摩尔质量, 便可计算试样的纯度 NaOH 试剂易吸收 H 2 O 和 CO 2, 如果 NaOH 标准溶液中含有少量的 Na 2 CO 3, 对观察终点颜色变化和滴定结果都会有影响, 所以, 必须防止引入 CO 2-3 通常的做法是: 先配制饱和的 NaOH 溶液, 其含量约为 50%( 在 20 时约为 19 mol L -1 ) 这种溶液具有不溶解 Na 2 CO 3 的性质, 经过离心或放置一段时间后, 取一定量上清液, 用刚煮沸过并已冷却的纯水稀释至一定体积再进行标定, 便可得到不含 Na 2 CO 3 的 NaOH 标准溶液 饱和 NaOH 溶液和 NaOH 标准溶液在存放和使用过程中要密封, 因此, 常安装虹吸管和钠石灰管以防止其吸收空气中的 CO 2 图 21-1 NaOH 溶液的保存碱溶液浓度标定所用的基准物质有多种, 本实验选用一种常用的酸性基准物质邻苯二甲酸氢钾 (KHC 8 H 4 O 4 ) 来标定 NaOH 浓度, 标定时反应式为 : KHC 8 H 4 O 4 + NaOH = KNaC 8 H 4 O 4 + H 2 O NaOH 浓度可由下式来计算求得 : c NaOH = V m KHC8H 4O4 M NaOH. KHC8H 4O m KHC 8H 4O4 为所称取的邻苯二甲酸氢钾的质量 4

5 M KHC8H4O4 为邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量 V NaOH 为所消耗的 NaOH 的体积 (ml) 三 仪器与试剂饱和 NaOH 溶液, 酚酞指示剂, 邻苯二甲酸氢钾 四 实验内容 1 配制 0.1mol L -1 的 NaOH 溶液 500mL 2 标定 NaOH 溶液用差碱法准确称取 KHC 8 H 4 O 4 三份, 每份应消耗 0.1 mol L -1 NaOH 的体积 17-24mL 分别放入 250mL 锥形瓶中, 加 20-30mL 水溶解, 完全溶解后, 加入 2 滴酚酞指示剂, 用 NaOH 标准溶液滴至溶液呈粉红色半 min 内不褪, 即为终点, 计算 NaOH 标准溶液的浓度 要求三份测定结果的相对平均偏差小于 0.2%, 否则重新标定 3. 试样的测定 : 从教师处领取一份有机酸试样, 倒人称量瓶中, 准确称取其质量, 用煮沸并冷却的水溶解后定溶于 100 ml, 摇匀 用 25 ml 移液管取出三份试液于锥形瓶中, 以酚酞为指示剂, 分别滴定至终点 由消耗 NaOH 标准溶液的平均体积及该有机酸的摩尔质量计算试样的纯度, 即质量分数 w(%) 注 : 配制 NaOH 溶液时, 要用较干燥的 10 ml 量筒量取饱和 NaOH 溶液, 并立即倒入水中, 随即盖紧, 以防吸收 CO 2, 此溶液只在短时间内用, 不必安装虹吸管和钠石灰管 思考题 1 已标定好的 NaOH 溶液, 在存放过程中若吸收了 CO 2, 用它来测定 HCl 的浓度, 若以酚酞为指示剂对测定结果有何影响? 如果以甲基橙为指示剂又如何? 2. NaOH 溶液为什么要贮存塑料并中? 贮存时注意什么? 为什么这样保存? 3 具备哪些条件的物质才能做基准物? 实验七十五果蔬中总酸度的测定一 实验目的 1 练习实际样品的处理方法 2 进一步熟悉酸碱滴定的操作二 实验原理食品中含酸多少会影响食品的香味 颜色 稳定性和质量的好坏 有机酸在果蔬中的相对含量, 因其成熟程度和生长条件不同而异 例如, 葡萄在未成熟期所含的酸主要是苹果酸, 随着果实的成熟, 苹果酸的含量减少, 而酒石酸含量却 5

6 增加, 最后酒石酸变成酒石酸钾 因此测定果蔬的酸和糖的相对含量的比值, 能判断果蔬的成熟度 果蔬中含有有机酸 无机酸 酸式盐以及某些酸性有机化合物 通常, 无机酸呈中性盐化合态存在于果蔬中, 而有机酸部分呈游离状态, 部分呈酸式盐状态存在于果蔬中 果蔬中含的有机酸主要是苹果酸 柠檬酸和酒石酸, 通称果酸, 此外还含有少量的草酸 鞣酸 苯甲酸 醋酸和蚁酸等 总酸度包括未离解的酸的浓度和已离解的酸的浓度, 可用酸碱滴定法来测定 可将样品直接滴定或将样品用水浸渍后, 滴定其滤液, 滴定时用去的 0.1 mol L -1 碱液不得少于 3mL 如用酚酞为指示剂时, 需将 CO 2 除去, 较好的方法是向 10mL 样品试液中加入 mL 刚煮沸的中性蒸馏水 三 仪器与试剂 0.1 mol L -1 NaOH 标准溶液, 邻苯二甲酸氢钾, 酚酞指示剂 四 实验内容 1. 标定 NaOH 溶液 : 见前面实验 2 实际样品的测定: 称取粉碎并混合均匀的试样约 25g( 精确至 0.01g) 于 250mL 烧杯中, 加 150mL 蒸馏水, 在 75~80 的水浴上加热半小时, 冷却, 定量转移至 250mL 的容量瓶中, 加水至刻度, 以干燥滤纸及漏斗过滤, 用移液管移取 50.00mL 滤液于 250mL 锥形瓶中, 加入酚酞指示剂 3-5 滴, 用 0.1 mol L -1 NaOH 标准溶液滴定至浅红色 30 秒不褪为止 计算 : V C K 5 W 总酸度 (%)= 100 V 滴定时消耗 NaOH 的体积,C NaOH 的物质的量的浓度 K 换算系数, W 样品重量 K: 苹果酸 0.067, 醋酸 酒石酸 柠檬酸 ( 一分子水 ) 乳酸 说明 1 葡萄用酒石酸表示, 柑桔类果实用柠檬酸表示, 仁果 核果及大部分桨果类按苹果酸计算 2 如滤液有颜色, 可在滴定前往锥瓶中加入约同体积的蒸馏水稀释, 或用外指示剂 3 全过程中所用蒸馏水均需煮沸后并冷却 6

7 思考题 1. 如果滤液颜色太深, 用指示剂观察终点困难, 可用什么方法指示滴定终点? 实验七十六甲醛值法测定果蔬汁饮料中氨基态氮一. 实验目的 1 学会用甲醛值法测定果蔬汁饮料中氨基态氮含量的方法 2 熟悉 ph 计的使用 二 实验原理果蔬汁饮料为深受欢迎的饮品 分析其氨基酸含量可科学评价其营养价值 氨基酸为两性电解质 在接近中性的水溶液中全部解离为双极离子 当加入甲醛溶液后, 与中性的氨基酸中的非解离型氨基反应, 生成单羟甲基和二羟甲基诱导体, 此反应完全定量进行 此时放出氢离子可用标准液滴定, 根据碱液的消耗量, 计算出氨基态氮的含量 其离子反应式如下 : 三 仪器与试剂酸度计, 电磁搅拌器, 玻璃电极和甘汞电极 0.1 mol L -1 氢氧化钠标准溶液, 中性甲醛溶液 : 量取 200mL 甲醛溶液于 400mL 烧杯中, 置于电磁搅拌器上, 边搅拌边用 0.05 mol L -1 氢氧化钠溶液调至 ph8.1, 30% 过氧化氢,pH6.8 缓冲溶液 四 实验内容 1. 试样的制备 1) 浓缩果蔬汁在浓缩果蔬汁中, 加入与在浓缩过程中失去的天然水分等量的水, 使其成为果汁, 并充分混匀, 供测试用 2) 果蔬原汁及果蔬汁饮料 7

8 将试样充分混匀, 直接测定 3) 含有碳酸气的果蔬汁饮料称取 500g 试样, 在沸水浴上加热 15min, 不断搅拌, 使二氧化碳气体尽可能排除去 冷却后, 用水补充至原质量, 充分混匀, 供测试用 4) 果蔬汁固体饮料称取约 125g( 精确至 0.001g) 试样, 溶解于蒸馏水中, 将其全部转移到 250mL 容量瓶中, 用蒸馏水稀释至刻度, 充分混匀, 供测试用 2. 测定步骤 1) 将酸度计接通电源, 预热 30min 后, 用 ph6.8 的缓冲溶液校正酸度计 2) 吸取试样适当体积试样 ( 氨基态氮的含量为 1~5mg) 于烧杯中, 加 5 滴 30% 过氧化氢 将烧杯置于电磁搅拌器上, 电极插入烧杯内试样中适当位置 如需要加适量蒸馏水 3) 开动电磁搅拌器, 先用 0.1 mol L -1 氢氧化钠溶液慢慢中和试样中的有机酸 当 ph 达到 7.5 左右时, 再用 0.05 mol L -1 氢氧化钠溶液调至 ph8.1, 并保持 1min 不变 然后慢慢加入 10-15mL 中性甲醛溶液 1min 后用氢氧化钠标准滴定溶液至 ph8.1 记录消耗 0.05 mol L -1 氢氧化钠标准溶液的 ml 数 3 结果表示测定结果表示见公式 : c V K 14 X = 100 (4) m 式中 :X 每 100g( 或 100mL) 试样中氨基态氮的毫 g 数, mg/100g(mg/100ml); c 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol L -1 V 氢氧化钠标准滴定溶液的体积,mL m 试样的质量,g( 或体积 ml) K 稀释倍数 ; 14 1mL1 mol L -1 氢氧化钠标准溶液相当于氮的毫 g 数 同一样品以两次测定结果的算术平均值作为结果, 精确到小数点后第一位 附注 : 本实验分析方法为测定果蔬汁饮料中氨基态氮含量的国家标准分析方法 该方法适用于浓缩果蔬汁 果蔬原汁 果蔬汁饮料及果蔬汁固体饮料的氨基态氮含量的分析测试 思考题 : 1. 本实验中为什么要事先中和试样中的有机酸? 8

9 实验七十七混合碱的测定 一 实验目的 1. 掌握多元酸盐在滴定过程中溶液 ph 值的变化的规律 2. 熟悉酸碱滴定中指示剂的选择原则 3. 进一步熟练掌握滴定管和移液管的正确使用方法 二 实验原理 混合碱分析主要涉及对 NaOH Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 的测定 常用双指示剂法和 BaCl 2 法 双指示剂法, 以酚酞作指示剂, 用标准 HCl 溶液滴定, 指示第一化学计量点, 消耗的盐酸的体积 (V 1 ),Na 2 CO 3 滴至 NaHCO 3, NaOH 完全被滴定 ; 在同一份溶液中, 用甲基橙作指示剂, 指示第二化学计量点,Na 2 CO 3 滴至 H 2 CO 3,NaOH 完全被滴定, 测量的是溶液中碱的总含量, 消耗盐酸的体积 (V 2 ), 根据所消耗盐酸的体积与浓度, 可判断混合碱的组成, 计算各自含量 所涉及的化学反应如下 : NaOH + HCl = NaCl + H 2 O Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O NaHCO 3 + HCl=NaCl + H 2 O + CO 2 BaCl 2 法, 先取一份混合碱试样, 先加入一定量标准 NaOH(V 1 ), 使 NaHCO 3 转化为 Na 2 CO 3, 再加入 BaCl 2 使之生成 BaCO 3 沉淀 再以酚酞指示剂, 用标准 HCl 溶液返滴过量 NaOH, 所消耗的 HCl 溶液的体积为 (V 2 ) 另取一份混合碱试样, 以甲基橙作指示剂, 用标准盐酸溶液滴定, 所得的是碱的总量, 所消耗的盐酸的体积 (V 3 ), 根据 HCl 与 NaOH 的体积与浓度, 可判断混合碱的组成, 计算各自含量 三 仪器与试剂 Na 2 CO 3 基准物质 酚酞指示剂 甲基橙指示剂 1%BaCl 2 甲酚红与百里酚酞混合指示剂 0.1 mol L -1 NaOH,0.1 mol L -1 HCl 溶液 四 实验内容 mol L -1 HCl 的配制与标定 (1) 配制 0.1 mol L -1 HCl 溶液 300mL (2) 准确称取一定量基准 Na 2 CO 3 三份于锥形瓶中, 加入 20-30mL 蒸馏水, 加入 0.2% 甲基橙 1-2 滴, 用待标定的 HCl 滴定至由黄色变为橙色为终点 计算 HCl 的浓度 2 未知碱液的测定 (1) 双指示剂法 : 移取 20.00mL 试样于 250mL 锥形瓶中, 加入酚酞指示剂 1-3 滴 用 HCl 标准溶液滴定由红变为无色, 消耗 HCl 体积 V 1 在同一份溶液中, 继续 9

10 加入甲基橙指示剂 2 至 3 滴, 继续滴定由黄色变为橙色, 又消耗 HCl 溶液体积为 V 2 根据 V 1 与 V 2 大小, 可判断未知液由何种组分组成, 并定量计算其含量多少 (2)BaCl 2 法 : 移取 20.00mL 试样于 250mL 锥形瓶中, 加入已知浓度的标准 NaOH 溶液 V 1, 若混合溶液为 NaOH+Na 2 CO 3 则此步可省略 (NaOH 的量是否足够, 可在沉淀后加酚酞观察, 若显红色, 表明 NaOH 的量足够, 无色, 则不足 ) 再加入 1%BaCl 2 至略过量, 使 Na 2 CO 3 完全沉淀为 BaCO 3, 加入 2-3 滴酚酞指示剂, 用 HCl 标准溶液滴定由红色变无色, 消耗 HClV 2 另取一份试样 20.00mL, 以甲基橙为指示剂 (1-2 滴 ) 用 HCl 标准溶液滴定由黄变橙, 消耗 HCl 体积为 V 3, 根据盐酸与 NaOH 的体积与浓度, 可判断混合碱的组成, 计算各自含量 思考题 1 用 0.1 mol L -1 HCl 溶液滴定 Na 2 CO 3, 以甲基橙为指示剂时, 有时会出现较大的终点误差, 为什么? 应注意什么问题, 可采取什么措施减小误差? 2 使用基准物质 Na 2 CO 3 时应注意什么问题? 3 比较两种测定混合碱方法的优缺点 实验七十八烟丝中尼古丁含量的测定一 实验目的掌握非水滴定的原理和非水滴定的基本操作 二 实验原理烟丝中尼古丁是一弱碱, 其结构式为 它的二级离解 K b1 = K b2 = , - 因而在水溶液中无法用普通的酸碱滴定法直接测定含量, 但在冰醋酸介质中, 碱性增强 C 4 H 14 N 2 +2H + 2+ (HAc)=C 16 H 16 N 2 就可以用 HClO 4 为滴定剂直接滴定了 10

11 三 仪器与试剂 高氯酸 0.05mol/L 醋酸溶液 : 在约 250mL 冰醋酸中加入 70-72%(W/W) 高 氯酸 1mL, 混匀后再加入醋酸酐 2mL, 再混匀并冷至室温, 放置数小时后摇匀备用, 邻苯二甲酸氢钾 : 基准物质, 结晶紫指示剂 : 0.2% 的冰醋酸溶液,. 氢氧化钡 : 固体饱和溶液, 无水硫酸镁 : 分析纯, 甲苯 - 氯仿混合溶液 9:1( 体积比 ), 硅 藻土 四 实验步骤 1. 高氯酸溶液浓度的标定 准确称取邻苯二甲酸氢钾 0.2g 左右三份, 分别置于干燥的 250mL 锥形瓶中, 加入冰醋酸 50mL, 小火加热溶解, 冷却后加入结晶紫指示剂 4 滴, 以标准 HClO 4 溶液滴定溶液由紫色变为亮蓝色, 即为终点, 根据滴定消耗去的 HClO 4 溶液的体 积及称取的邻苯二甲酸氢钾质量计算 HClO 4 溶液的浓度 2. 试样中尼古丁含量的测定 准确称取约 2g 烟丝样品于 250mL 具塞锥形瓶中, 加入 1g 固体. 氢氧化钡及 15mL 氢氧化钡的饱和溶液, 摇动锥形瓶使烟草样品完全润湿, 准确加入甲苯 - 氯仿混合液 100mL 盖紧塞子, 震荡 20min 后, 加入 2g 硅藻土, 并剧烈振动使 其分散, 静置分层后, 使绝大部分有机相通过干滤纸过滤于一干燥的锥形瓶中, 加入 2g 无水硫酸镁, 振荡 15min 后, 再将有机相干过滤于干燥的锥形瓶中, 吸取 50mL 滤液于另一干燥锥形瓶中, 加入 4 滴结晶紫指示剂, 以 HClO 4 标准溶液滴定至溶液由暗蓝, 经蓝绿 黄绿, 最后变为黄色为终点 重复测定一次, 根据消耗的 HClO 4 溶液的体积, 计算烟丝中尼古丁的含量 五 实验说明 1. 高氯酸为强氧化剂, 遇有机物和还原性无机物, 反应剧烈, 容易发生爆炸, 使用时需小心 2. 醋酸酐的分子式为 (CH 3 CO) 2 O, 它可以看作是由两个醋酸分子脱水而成, 与高氯酸发生剧烈反应, 反应式为 : 2.5(CH 3 CO) 2 O + HClO 4.2.5H 2 O 5CH 3 COOH + HClO 4 反应时放出大量的热, 因此配制该溶液时, 不能使高氯酸与醋酸酐直接混合, 而只能将 HClO 4 慢慢加入冰醋酸中, 然后加入醋酸酐 3. 非水滴定过程中不能带入水 因此烧杯, 量杯等玻璃仪器均需干燥 六. 思考题 1.HClO 4 -HAc 滴定剂中为什么要加入醋酸酐? 2. 邻苯二甲酸氢钾常用于标定 NaOH 水溶液的浓度, 本实验中却用来标定 HClO 4 -HAc 溶液的浓度, 这是为什么? 11

12 实验七十九 自来水总硬度的测定 一 实验目的 1 掌握 EDTA 的特性及其在络合滴定中的应用 2 掌握金属离子指示剂的作用原理, 适宜 ph 范围及指示剂的选择 3 了解缓冲溶液在络合滴定中重要性及其配制方法 4 学习自来水的硬度的测定方法 二 实验原理 EDTA 能与多种金属离子形成稳定络合物, 因此可用 EDTA 标准溶液对大多 数金属离子进行滴定分析 EDTA 一般不直接配制成标准溶液, 而是先配制成浓度大致相近的溶液, 再 进行标定 标定 EDTA 的基准物质有纯锌 铋 铜 纯 ZnO CaCO 3 MgSO 4 7H 2 O 等 通常标定条件尽可能与测定条件一致, 以免引起系统误差 水的硬度是一种比较古老的概念, 最初是指水沉淀肥皂的能力 使肥皂沉淀 的主要原因是水中存在钙镁离子 总硬度是指水中钙镁离子的总浓度, 其中包括碳酸盐硬度 ( 也叫暂时硬度, 即通过加热能以碳酸盐形式沉淀下来的钙镁离子 ) 和非碳酸盐硬度亦称永久硬度 ( 即加热后不能沉淀下来的那部分钙镁离子 ) 硬度对工业用水影响很大, 尤其是锅炉用水, 硬度较高的水都要经过软化处理并经过滴定分析达到一定标准后才能输入锅炉 其他很多工业用水对水的硬度也都有一定的要求 生活饮用水中硬度过高会影响肠胃的消化功能, 我国生活饮用水卫生标准中规定硬度 ( 以 CaCO 3 计 ) 不得超过 450 mg L -1 硬度的表示方法, 国际 国内都尚未统一, 除了上述饮用水方面的表示方法外, 我国目前使用较多的表示方法还有 mmol L -1 总硬度的测定方法 国际标准 我国国家标准及有关部门的行业标准中所指定的方法都是以铬黑 T 为指示剂的络合滴定法 这一方法适用于生活饮用水 工业锅炉用水 冷却水 地下水及没有严重污染的地表水 在 ph=6.3~11.3 的水溶液中, 铬黑 T 本身呈蓝色, 它与 Ca 2+ Mg 2+ 形成的络合物呈紫红色, 滴定至由紫变蓝为终点 铬黑 T 与 Mg 2+ 的络合物较其与 Ca 2+ 的络合物稳定, 如果水样中没有或极少有 Mg 2+, 则终点变色不够敏锐, 这时应加入少许 MgNa 2 Y 溶液, 或者改用酸性铬蓝 K 作指示剂 根据滴定第一份水样所消耗的 EDTA 溶液的体积, 在滴定第二份和第三份水样时, 应预置 95% 左右的 EDTA 标准溶液, 然后再加入缓冲溶液 ( 升高 ph 值 ) 进行 2- 滴定, 这样可以降低水或试剂中的 CO 3 对的 Ca 2+ 干扰, 使终点变色比较敏锐 三 仪器与试剂乙二胺四乙酸二钠 ( 简写为 Na 2 H 2 Y 2H 2 O 或 EDTA),CaCO 3 优级纯试剂,HCl 溶液 :(1:1), 三乙醇胺溶液 : l.. 3, 铬黑 T 指示剂, 氨性缓冲溶液 (ph=10): 将 67 g NH 4 Cl 溶于 300 ml 二次水中, 加入 570 ml 氨水, 稀释至 1L, 混匀, EDTA 12

13 -Mg 溶液 : 称取 5.0 g MgNa 2 Y 4H 2 O 或 MgK 2 Y 2H 2 O, 溶解于 1L 水中 如无此试 剂, 可按下述方法配制 : 将 2.44 g MgCl 2 6H 2 O 及 4.44 g Na 2 H 2 Y 2H 2 O 溶于 200 ml 水中, 加入 20 ml 氨性缓冲溶液及适量铬黑 T, 应显紫红色 ( 如是蓝色, 应再 加入少量 MgCl 2 6H 2 O 至显紫红色 ) 在搅拌下滴加 0.02 mol L - 的 EDTA 溶液至 刚刚变为蓝色, 然后加水稀释到 1L 四 实验内容 (l) EDTA 标准溶液 (0.02 mol L -1 ): 配制 400 ml (2) 配制钙标准溶液 (0.02 mol L -1 ): 准确称取约 0.5 g CaCO 3 置于 100 ml 烧杯中, 加几滴水润湿, 盖上表面皿, 缓缓滴加 HCl 溶液至 CaCO 3 溶解完全, 加 20 ml 水, 小火煮沸 2 min, 冷却后定量转移至 250 ml 容量瓶中, 加水稀释至标线, 摇匀 计算此标准溶液的浓度 (3) 标定 EDTA 溶液 : 移取 ml 钙标准溶液于锥形瓶中, 加 50mL 水及 2 ml Mg-EDTA 溶液, 预加 15 ml EDTA 溶液, 再加 5mL 氨性缓冲溶液及适量的铬黑 T 指示剂, 立即用 EDTA 溶液滴定至由红色变成纯蓝色为终点 平行滴定三次 ( 从滴定第二份开始, 应将预加 EDTA 溶液的量调整为 95%), 其体积极差应小于 0.05 ml, 以其平均体积计算 EDTA 标准溶液的浓度 (4) 自来水总硬度的测定 ; 用 100 ml 移液管量取自来水样置于锥形瓶中, 加 5 ml 氨性缓冲溶液及少量铬黑 T, 立即用 EDTA 标准溶液滴定 要用力摇动, 近终点时应慢滴多摇, 由紫红色变成纯蓝色为终点 平行滴定三份, 所耗 EDTA 标准溶液体积极差应不大于 0.10 ml 计算水的总硬度, 以 CaCO 3 mg L -1 表示 从滴定第二份开始, 应先预加 95% 的 EDTA 标准溶液, 然后再加其他试剂 五 实验说明 1. 如果水样中 HCO - 3 H 2 CO 3 含量较高, 终点变色不敏锐, 可经酸化并煮沸再滴定或采用返滴定法 2. 水样中若含有 Fe 3+ Al 3+ Cu 2+ Pb 2+ 等离子, 会干扰 Ca 2+ Mg 2+ 的测定, 可加入三乙醇胺 KCN Na 2 S 等进行掩蔽, 本实验只提供三乙醇胺溶液 所测水样是否需要加三乙醇胺及 Mg-EDTA 溶液, 应由实验决定 六 思考题 1. 在 ph= 10 以铬黑 T 为指示剂时, 为什么滴定的是 Ca 2+ Mg 2+ 总量? 2. 用钙标准溶液标定 EDTA 以及测定水硬度时为何要在加入缓冲溶液后立即滴定? 量取三份水样时, 若在滴定前同时都加入氨性缓冲溶液, 这样做有何不妥? 用钙标定 EDTA 溶液时, 为什么在加入氨性缓冲溶液前, 先预加一部分 EDTA 溶液? 3. 配制 Mg-EDTA 溶液时, 为什么二者的比例一定要恰好 1:1? 否则, 对实验结果有何影响? 实验八十混合阳离子含量的测定 一 实验目的 (Ⅰ) Bi 3+ Pb 2+ Mg 2+ 混合阳离子含量的测定 1. 掌握络合滴定中混合阳离子测定的基本方法 13

14 2. 练习金属指示剂的合理选用 3. 熟悉沉淀掩蔽法在混合离子测定中的应用 二. 实验原理 控制溶液的酸度, 可用 EDTA 连续测定多种金属离子 Bi 3+ Pb 2+ Mg 2 离子均 能与 EDTA 形成稳定的 1 1 配合物 其稳定性又有相当大差别 logk 稳分别为 和 可利用酸效应, 控制不同酸度, 以二甲酚橙为指示剂, 用 EDTA 连续滴定 Bi 3+ Pb 2+, Mg 2+ 不干扰测定 以铜试剂溶液掩敝 Bi 3+ Pb 2+, 在 ph=10 的氨性溶液中, 以 K-B 为指示剂, 用 EDTA 可准确测定 Mg 2+ 三 仪器与试剂 二甲酚橙指示剂,K-B 指示剂,20%NaOH,5% 铜试剂,EDTA 标准溶液,20% 六次甲基四胺,pH=10 的氨性缓冲溶液,1 1 氨水,1 1 硝酸 四 实验内容 : 1 Bi 3+ 测定 : 移取 B 3+ i Pb 2+ Mg 2+ 混合溶液 20.00mL, 加适量蒸馏水, 用 1 1HNO 3 调节 ph=1, 加 2-3 滴二甲酚橙指示剂出现红色, 用 EDTA 标准溶液将溶液由红色滴至黄色即为 Bi 3+ 终点 2 Pb 2+ 测定 : 在同一份溶液中, 再用六次甲基四胺调至溶液呈稳定的红色, 并过量 5mL 再用 EDTA 滴至黄色为 Pb 2+ 终点 3.Mg 2+ 测定 : 另取一份溶液, 加入 5mL5% 铜试剂溶液, 出现黄色沉淀, 再以 NaOH 溶液或 1 1 氨水调至溶液酸度 ph=10, 加入 10mL ph=10 的氨性缓冲溶液, 加入 K-B 指示剂, 以 EDTA 标准溶液滴定溶液由红色变为蓝色即为 Mg 2+ 4 平行测定三份, 计算 BBi Pb Mg 混合溶液中各离子的含量, 以 mg ml -1 表示 五 思考题 1 本实验能否先在 ph=5-6 的溶液中测定 Pb 2+ Bi 3+ 合量, 然后再调整溶液 ph=1 时, 测定 Bi 3+ 的含量? 2 为什么滴定 Pb 2+ Bi 3+ 都可用二甲酚橙指示剂? 3 用 EDTA 连续滴定 Pb 2+ Bi 3+ 时, 设 Pb 2+ Bi 3+ 的浓度均为 0.01 mol L -1, 试计算滴定 Pb 2+ Bi 3+ 的适宜酸度范围为多少? (Ⅱ) Fe 3+ Al 3+ Ca 2+ Mg 2+ 混合阳离子含量的测定 一 实验目的 1 进一步练习络合滴定中的酸度控制测定混合阳离子的方法 2 练习返滴定方法 二 实验原理 Fe 3+ Al 3+ Ca 2+ Mg 2+ 与 EDTA 络合后稳定常数相差较大, 分别为 , 可满足分步滴定条件 控制酸度分别滴定 Fe 3+ Al 3+,Ca 2+ Mg 2+ 不 14

15 干扰 但在滴定 Ca 2+ Mg 2+ 时,Fe 3+ Al 3+ 会干扰, 故需用三乙醇胺将 Fe 3+ Al 3+ 掩 蔽 另 Al 3+ 与 EDTA 反应速度慢, 对指示剂有封闭作用, 故需用返滴定方法 三 仪器与试剂 磺基水杨酸指示剂 EDTA 标准溶液 二甲酚橙指示剂 Zn 标准溶液 NH 3 -NH 4 Cl 缓冲液 K-B 指示剂 1 1 三乙醇胺 1 1 氨水 钙指示剂 20%NaOH 20% 六次甲基四胺 1 1 盐酸 三 实验内容 1 Fe 3+ 的测定 : 移取混合液 20.00mL 于 250mL 锥形瓶中, 加入 20mL 蒸馏水, 用 HCl 或氨水调节 ph=1.5 左右, 加热至 50 左右, 加入 10% 磺基水杨酸 2 滴, 用 EDTA 标准溶液滴定由红到亮黄色即为终点 2 Al 3+ 的测定 : 测 Fe 3+ 后溶液, 用 1 1 氨水或盐酸仔细调至 ph 3.5, 然后再准确加入 EDTA 标准溶液 15.00mL, 煮沸 1min, 冷却, 用 20% 六次甲基四胺溶液调 ph=5-6, 并过量 5mL, 加入 2-3 滴二甲酚橙指示剂, 用 Zn 2+ 标准溶液滴定由黄色到红色为终点 3 Ca 2+ Mg 2+ 的测定 : 移取混合液 20.0mL, 加水 20mL, 加入 1:1 三乙醇胺 5mL, 再加入 ph=10 的氨性缓冲溶液 10mL, 用 K-B 为指示剂, 用 EDTA 滴定红到蓝色为终点 4 Ca 2+ 的测定 : 移取混合溶液 20.00mL, 加 20mL 蒸馏水和 1:1 三乙醇胺 5mL, 用 20%NaOH 调节 ph=12.5 左右, 加入钙指示剂, 用 EDTA 标准溶液滴定由红色到蓝色为终点 平行测定三份, 分别计算混合液中 Fe 3+ Al 3+ Ca 2+ Mg 2+ 的含量以 (mg/ml) 表示 思考题 1 络合滴定时为什么要用缓冲溶液 如何选择适宜的 ph 条件? Ca 2+ Mg 2+ 分别测定时为什么要用两种不同的缓冲溶液? 2 返滴定 Al 3+ 时, 首先在 ph=3.5 左右加入 EDTA, 为什么? 3 掩蔽 Fe 3+ Al 3+ 时, 为什么要在酸性溶液中加入三乙醇胺? 能否在调 ph 后加入, 为什么? 实验八十一胃舒平药片中铝和镁的测定 一 实验目的 1. 学习药剂测定的前处理方法 2. 熟练沉淀分离的操作方法 二 实验原理胃病患者常服用的胃舒平药片主要成分为氢氧化铝, 三硅酸镁及少量中药颠茄流浸膏, 在制成片剂时还加入了大量糊精等以便药片成形 药片中铝和镁的含量 15

16 可用 EDTA 络合滴定法测定 为此先溶解样品, 分离去水不溶物质, 然后取试液加入过量 EDTA 溶液, 调节 ph 至 4 左右, 煮沸使 EDTA 与铝络合, 再以二甲酚橙为指示剂, 用标准锌溶液回滴过量 EDTA, 测出铝含量 另取试液调 ph, 将铝沉淀分离后, 于 ph=10 条件下以 K-B 指示剂, 用 EDTA 溶液滴定滤液中的镁 三 仪器与试剂 0.02 mol L -1 EDTA, 锌标准溶液 0.02 mol L -1, 20% 六次甲基四溶液水溶液, 氨水 1:1, 盐酸 1:1, 乙醇胺溶液 1:2 水溶液, 氨 氯化铵缓冲溶液, 0.2% 二甲酚橙指示剂, 甲基红指示剂 :0.2% 乙醇溶液, K-B 指示剂, 氯化铵固体 四 实验内容 1. 样品处理称取胃舒平药片 10 片, 研细后, 称取药粉 2g 左右, 加入 1:1HCl20mL, 加蒸镏水至 100mL, 煮沸 冷却后过滤, 并以水洗涤沉淀. 收集滤液及洗涤液于 250mL 容量瓶中, 稀释至刻度, 摇匀. 2. 铝的测定准确吸取上述试液 5.00mL, 加水至 25mL 左右. 滴加 1:1NH 3 水至刚出现浑浊, 再加 1:1 HCl 至沉淀恰好溶解 准确加入 mol L -1 EDTA 溶液 25mL 左右, 再加入 20% 六次甲基四铵溶液 10 ml, 煮沸 1 min 并冷却后, 加入二甲酚橙指示剂 2 3 滴, 以标准锌溶液滴定至溶液由黄色转变为红色 根据 EDTA 加入量与锌标准镕液滴定体积, 计算每片药片中 A1(OH) 3 的含量 3. 镁的测定吸取试液 25.00mL, 滴加 1:1NH 3 水至刚出现沉淀, 再加入 l :lhcl 至沉淀恰好溶解. 加入固体体 NH 4 C1 2g, 滴加 20% 六次甲基四胺溶液至沉淀出现并过量 15mL. 加热至 80, 维持 l0 15min 冷却后过滤, 以少量蒸馏水洗涤沉淀数次 收集滤液与洗涤液于 250 ml 锥形瓶中, 加入三乙醇氨 10mL, 氨性缓冲溶液 10 ml 及甲基红指示剂 l 滴,K-B 指示剂少许 用 EDTA 溶液滴定至试液由暗红色转变为蓝绿色, 计算每片药片中镁的含量 ( 以 MgO 表示 ) 五 实验说明 1. 胃舒平药片试样中铝镁含量可能不均匀, 为使测定结果具有代表性, 本实验取较多样品, 研细后再取部分进行分析 2. 试验结果表明, 用六次甲基四胺溶液调节 ph 分离 Al(OH) 3, 结果比用氨水好, 可以减少 Al(OH) 3 的吸附 3. 测定镁时, 加入甲基红一滴, 能使终点更敏锐 16

17 实验八十二 工业过氧化氢含量的测定 一 实验目的 1 掌握配制和标定 KMnO 4 溶液的方法 2 掌握氧化还原反应条件对滴定结果的影响 二 实验原理过氧化氢在工业 生物 医药等方面应用广泛 利用 H 2 O 2 的氧化性漂白毛 丝织物 ; 医药上常用于消毒和杀菌 ; 工业上利用 H 2 O 2 还原性除去氯气 植物体内的过氧化氢酶能催化 H 2 O 2 分解反应, 故在生物上利用此性质测定 H 2 O 2 分解所放出的氧来测量过氧化氢酶的活性 H 2 O 2 在酸性溶液中为一强氧化剂, 但遇 KMnO 4, 则表现为还原剂 KMnO 4 能定量将 H 2 O 2 氧化为 O 2, 其自身则被还原为 Mn 2+, 反应如下 : 5H 2 O 2 + 2MnO H + = 2Mn O 2 + 8H 2 O 三 仪器与试剂微孔玻璃坩锅过滤装置 水浴锅 ;Na 2 C 2 O 4 基准物,1 1H 2 SO 4 KMnO mol L -1,H 2 O 2 样品四 实验内容 mol L -1 KMnO 4 溶液的配制称取若干 gkmno 4, 加入适当蒸馏水使其溶解后, 加热煮沸并保持微沸 1 小时, 静置 24 小时后, 用玻璃砂芯漏斗过滤, 残余溶液和沉淀弃去, 将滤液倒入洗净的棕色试剂瓶中, 用水稀释至约 500mL, 摇匀, 塞好塞子 2 KMnO 4 标准溶液的标定准确称取 0.2g 左右预先干燥过的 Na 2 C 2 O 4 于 250mL 锥形瓶中, 加入 60mL 蒸馏水和 20mL 1 1 的 H 2 SO 4 溶液, 在水浴中慢慢加热直到有蒸汽冒出 (70-80 ) 趁热用待标定的 KMnO 4 溶液进行滴定, 开始滴定时, 速度宜慢, 待第一滴 KMnO 4 溶液滴入紫红色褪去后再滴入第二滴 当溶液中有 Mn 2+ 产生后, 滴定速度可适当加快 边滴边摇动, 直到溶液恰显微红色并保持半 min 内不褪为终点 平行测定三份, 计算 KMnO 4 物质的量的浓度 3 过氧化氢含量测定用移液管移取 1.00mL30%H 2 O 2 置于 250mL 容量瓶中, 加蒸馏水稀释至刻度 移取该溶液 20.00mL 于锥形瓶中, 加 60mL 水,10mL1 1H 2 SO 4, 用 KMnO 4 标准溶液滴定至微红色在半 min 内不褪为终点 平行测定三份 根据 KMnO 4 的浓度和所消耗的体积, 计算试样 H 2 O 2 的含量, 以百分含量表示 17

18 思考题 1 高锰酸钾为什么不能作基准试剂? 如何配制与存放高锰酸钾标准溶液? 2 高锰酸钾在中性 强酸性或强碱性溶液中进行反应时, 它被还原后的产物有何不同? 3 用高锰酸钾测定 H 2 O 2 时, 能否用 HNO 3 HCl 和 HAc 控制溶液酸度, 为什么? 4 用高锰酸钾滴定草酸的过程中, 加酸 加热和控制滴定速度等目的是什么? 5 配制 KMnO 4 溶液时, 过滤后的砂芯漏斗, 装高锰酸钾溶液滴定管的下端, 均可见残留有红棕色沉淀物, 这是什么物质? 应如何清洗? 实验八十三 葡萄糖含量的测定 一 实验目的 1 掌握碘量法的实验操作 2 熟悉碘价态变化的条件 二 实验原理碘量法是无机物与有机物分析中应用都较为广泛的一种氧化还原滴定法 在本实验中, 碘 (I 2 ) 与 NaOH 作用可生成次碘酸钠 (NaIO), 它可将葡萄糖 (C 6 H 12 O 6 ) 定量氧化生成葡萄糖酸 (C 6 H 12 O 7 ) 反应结束后, 在酸性条件下, 未与葡萄糖作用的次碘酸钠可转变成单质碘析出, 再用硫代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘, 便可计算出样品中葡萄糖的含量 其反应如下 : I 2 + C 6 H 12 O 6 + 2NaOH=C 6 H 12 O 7 + 2NaI + H 2 O 3IO - = IO I - NaIO 3 + 5NaI + 6HCl = 3I 2 + 6NaCl + 3H 2 O I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 = Na 2 S 4 O 6 + 2NaI 三 仪器与试剂 2 mol L -1 盐酸溶液,0.2 mol L -1 NaOH 溶液, 0.05 mol L -1 Na 2 S 2 O 3 标准溶液, mol L -1 I 2 溶液,0.5% 淀粉溶液,KI 分析纯,1:1HCl 四 实验内容 1 Na 2 S 2 O 3 标准溶液的配制与标定 18

19 (1) 配制 0.05 mol L -1 Na 2 S 2 O 3 溶液为 500mL, 称取适量 Na 2 S 2 O 3 5H 2 O 溶于 500mL 煮沸并冷却的蒸馏水中, 转入细口瓶中, 摇匀 (2) 标定 : 移取 20.00mL 0.05 mol L -1 K 2 Cr 2 O 7 标准溶液于碘量瓶中, 加入 1gKI, 摇动溶解后加入 3mL (1:1)HCl 溶液, 盖上盖子, 并置于暗处反应 5min, 加入 100mL 蒸馏水, 立即用 Na 2 S 2 O 3 溶液滴定由红棕色为浅黄色, 加入 2mL 淀粉溶液, 继续滴定至蓝色刚好消失为终点, 平行滴定三次 计算 Na 2 S 2 O 3 溶液的浓度 2 I 2 溶液的配制与标定称取 7gKI 于 100mL 烧杯中, 加入 20mL 水和 2gI 2, 充分搅拌使 I 2 溶解完全, 转移至棕色试剂瓶中, 加水稀释至 300mL, 摇匀 准确移取 20.00mL I 2 溶液于 250mL 锥形瓶中, 加 50mL 蒸馏水稀释, 用已标定好的 Na 2 S 2 O 3 标准溶液滴定至黄色, 加入 2mL 淀粉溶液, 继续滴定至蓝色刚好消失, 即为终点, 平行测定三份, 计算 I 2 溶液的浓度 3 葡萄糖含量的测定取 5% 葡萄糖注射液 1mL 准确稀释 100 倍, 摇匀后, 取 20.00mL 于碘量瓶中, 准确加入碘标准溶液 20.00mL, 慢慢滴加 0.2 mol L -1 NaOH, 边加边摇, 直到溶液呈淡黄色 将碘量瓶盖好, 放置 10-15min, 加入 6mL2 mol L -1 的 HCl 溶液, 立即用 Na 2 S 2 O 3 标准溶液滴定至浅黄色时加入 2mL 淀粉溶液, 继续滴定至蓝色刚好消失为终点, 平行滴定 2-3 次 计算样品中葡萄糖含量 思考题 1 配制 I 2 溶液时为什么要加入过量 KI? 为什么先用少量水进行溶解? 2 氧化葡萄糖时, 加稀 NaOH 溶液的速度能否快, 为什么? 3 计算葡萄糖含量时是否需要 I 2 溶液的浓度值? 4 I 2 溶液能否装在碱式滴定管中, 为什么? 一 实验目的 实验八十四铜合金中铜含量的测定 ( 碘量法 ) 1. 熟悉间接碘量法测定铜合金中铜的原理及其方法和操作 2. 了解铜合金试祥的溶解方法 二 实验原理 铜合金试样在弱酸性溶液中,2 价铜与碘化物作用发生如下反应 : 2Cu I - =2CuI +I 2 以淀粉为指示刑, 用 Na 2 S 2 O 3 标准溶液滴定析出的 I 2, 由 Na 2 S 2 O 3 溶液的浓度和消耗的体积计算试样中铜的含量 Cu 2+ 与 I - 的反应是可逆的 为使滴定反应顺利进行, 必须加入过量的 KI, 以 19

20 增加 I - 浓度, 抑制 CuI 的溶解, 增加 I 2 的稳定性 ( 形成 I 3 ) 溶液酸度对测定结果影响较大 酸度过低, 会降低反应速度,Cu 2+ 可能部分 水解 ; 酸度过高,I - 易被空气中的氧氧化成 I 2 (Cu 2+ 催化此反应 ), 使结果偏高 适 宜酸度为 ph=3.4 反应 溶液酸度宜以 H 2 SO 4 或 HAc 调节, 因 HCl 易形成 CuCl 4 2- 配离子, 不利于滴定 CuI 能吸附 I 2, 故通常在接近终点前加入 NH 4 SCN 使沉淀表面形成一层 CuSCN, 并将吸附的 I 2 释放出来, 以免测定结果偏低 但 NH 4 SCN 不宜过早加入, 以防其还原 I 2 而使测定结果偏低 铜合金中杂质产生的高价离子 Fe 3+,As(V) 和 Sb(V) 等对测定有干扰 加入 NH 4 HF 2 掩蔽 Fe 3+ 成 FeF 6 3- 当 ph=3-4 时,5 价 Sb 和 AS 难以氧化 I-, 其干扰可消除 试样以 HCl 和 H 2 O 2 溶解, 过量的 H 2 O 2 干扰测定, 可通过煮沸溶液而除去 三 仪器与试剂 0.1mol/LNa 2 S 2 O 3 标准溶液,0.5% 的淀粉溶液,20%KI 溶液,10%NH 4 SCN 溶液, 20%NH 4 HF 2, 溶液,30%H 2 O 2,HCl(1:1),HAc(1:1), 氨水 (1:1) 四 实验内容 准确称取约 0.1g 黄铜试样 1( 平行 3 份 ), 置于 250mL 锥形瓶中加入 10mL HCl(1:1), 滴加约 2mL30%H 2 O 2. 加热使试样溶解完全后, 再加热赶尽过量 H 2 0 2, 煮沸 1-2min, 但不能使溶液蒸干 冷却后, 加约 60mL 水, 滴加氨水 (1:1) 至溶液刚刚有稳定的沉淀生成, 再加 8mL(1:1) 的 HAc 以下开始, 单独处理每一份样品 先后加入 10mL20%NH 4 HF 2 溶液和 10mL20%KI 溶液, 立即用约 0.1 mol L -1 Na 2 S 3 O 2 标准溶液滴定至浅黄色, 加 2mL 0.5% 淀粉指示剂, 继续滴定至浅灰色或浅蓝色, 加入 10 ml NH 4 SCN 溶液, 剧烈摇动后, 继续滴定至溶液的蓝色消失,5min 内不返蓝即为终点 此时因有白色沉淀, 终点呈灰白色或肉色 记录消耗的 Na 2 S 3 O 2 的体积 接着测定下一份试样 计算每份试样的测定值. 并求出平均值和相对平均偏差 五. 实验说明 1 铜盐中铜含量也可以用碘量法, 此时不但干扰少, 试样只需用水溶解即可 2 溶液 ph 值应严格控制在 之间 2 加入 KI 后, 析出 I 2 的速度很快, 故应立即滴定 4 淀粉指示剂加入时机应是滴定至浅黄色, 而 NH 4 SCN 加入的时机应是临近终点 5 本实验所用试剂的种类较多, 并且加入的先后顺序不能错, 对每种试剂应配备专用量器 6NH 4 HF 2 对玻璃有腐蚀作用, 测定结束后, 应立即吧锥形瓶中的溶液倒去并洗净 20

21 六思考题 1. 溶液 ph 值为什么应控制在 之间? 酸度太高或太低对测定结果有何影响? 2. 试液中加入 KI 后不立即滴定对分析结果有何影响? 3.NH 4 SCN 加入过早会出现什么问题? 实验八十五废水中苯酚含量的测定 一 实验目的学习溴酸盐 碘量法测定苯酚的原理和方法 二 实验原理在酸性溶液中. 用 KBrO3 KBr 将苯酚氧化, 生成三溴苯酚, 其反应式为 : 5KBr + KBrO 3 + 6HCl ===3 Br 2 + 6KCl + 3H 2 O 如果过量的 Br 2 存在时, 则生成溴化三溴苯酚, 其反应式为 溴化三溴苯酚和过量的 Br2 均与 HI 反应生成 I 2, 其反应式为 21

22 生成的碘用 Na 2 S 2 O 3 标准溶液滴定, 反应式为 I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 ===2 NaI + Na 2 S 4 O 6 从加入的 KBrO 3 量中减去剩余量, 即可算出试样中苯酚的含量 : 三. 仪器与试剂 : KBrO 3 ( 固体 ) 基准试剂,.KBr( 固体 ) 分析纯,KI( 固体 ) 分析纯,0.1 mol L -1 Na 2 S 2 O 3.5H 2 O,Na 2 CO 3 ( 固体 ),K 2 Cr 2 O 7 磨细后再 C 烘 2 小时,7.HCl (1:1), 2 mol L -1, 1/60 mol L -1 KBrO3 KBr 混合液 : 称取 gKBrO 3 和 10gKBr, 以少量水溶解, 然后稀释至 1L, 此溶液浓度即为 mol/ L,0.5% 淀粉溶液, 1/60 mol L -1 K 2 Cr 2 O 7 标准溶液 四. 实验内容 1. 酚的蒸馏 : 量取废水样品 250mL 置于 500mL 的玻璃蒸馏器内, 加入 10% CuSO 4 5mL,0.1% 的甲基橙指示剂 2 滴, 滴加 6mol/LH 2 SO 4 调溶液的 ph4.0, 溶液呈橙红色后, 加热蒸馏 蒸馏液收集于 250mL 容量瓶中 ( 当废水样品大部分蒸出后, 应向蒸馏瓶中加少量的水, 以便收集废水馏出液 250mL). 2. 标定 Na 2 S 2 O 3 标准溶液 : 见前面实验 3. 酚的测定 : 用吸管准确吸取 25mL 待测苯酚溶液, 至 250mL 碘瓶中, 再用移液管准确加入 20.00mLKBrO 3 KBr 混合液, 加 1:1lHCl 酸化, 迅速将瓶塞塞紧, 振摇, 放置 l0min 充分摇荡后再加入 1gKI, 振摇, 用 Na 2 S 2 O 3 标准溶液滴定至淡黄色, 加 2mL 淀粉溶液, 然后继续滴定至蓝色消失, 滴定用去 Na 2 S 2 O 3 的体积为 v 1 L 另取 25.00mL 去离子水代替苯酚试样置于 250mL 碘瓶中进行空白测定, 消耗 Na 2 S 2 O 3 的体积为 v 2 ( 判断 v 1 与 v 2 哪个大?), 根据滴定结果计算样品溶液中苯酚的含量 五 实验说明 1. 对于成分复杂的污水样, 先要消除氧化剂 硫化物, 油类等干扰物, 然后采用蒸馏程序, 将苯酚蒸出, 测定馏出液中苯酚的含量 六 思考题 1. 能否直接用 Br 2 标准溶液滴定苯酚? 2. 本实验中能否用 Na 2 S 2 O 3 标准溶液直接滴定过量的 Br 2? 实验八十六白酒中总醛量的测定一 实验目的 1. 掌握亚硫酸氢钠的标定方法 2. 掌握醛类化合物的分析方法 二 实验原理 22

23 1. 醛类化合物能与 NaHSO 3 起加成反应, 其反应式为 : 2. 剩余的 NaHSO 3 与已知过量的 I 2 反应, 其反应式为 : NaHSO 3 + I 2 + H 2 O ==NaHSO 4 + 2HI 用 Na 2 S 2 O 3 滴定剩余的碘 便可以测出总醛量 三仪器与试剂 1:1 盐酸,0.1 mol L -1 硫代硫酸钠标准溶液, 碘 0.05 mol L -1 标准溶液 : 称取分析纯的亚硫酸氢钠 5.2g, 溶于水后加入少量的 EDTA, 稀释至 1000mL, 摇匀后备用,0.5% 淀粉溶液 四. 实验内容 1. 亚硫酸氢钠溶液的标定 准确吸取 20.00mL I 2 标准溶液三份分别置于 250mL 具塞瓶中, 加入 10.00mL NaHSO 3 溶液, 盖上塞子 5min, 使其充分反应, 然后加入 2mL1:1 盐酸, 立即 用 0.1 mol L -1 L 硫代硫酸钠标准溶液滴定至颜色变为浅黄色, 加 2mL 淀粉溶液, 继续用 0.1 mol L -1 硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色刚好退去为终点 根据硫代 硫酸钠的用量和碘溶液的用量, 计算亚硫酸氢钠溶液的浓度 2. 白酒中总醛量的测定 准确吸取白酒试样 20.00mL 三份于锥形瓶中, 加入 0.05 mol L -1 NaHSO 3 溶 液 10.00mL, 盖上表面皿, 放置 30min, 并时常摇动, 然后加入 20.00mL0.05 mol L -1 的碘溶液, 摇匀, 即用 0.1 mol L -1 硫代硫酸钠标准溶液滴定至颜色变为浅黄色, 加 2mL 淀粉溶液, 继续用 0.1 mol L -1 硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色刚好退去 为终点 根据硫代硫酸钠的用量和亚硫酸氢钠溶液的用量, 计算白酒中的总醛量 用 100mL 白酒中乙醛含量 (mg/ml) 来表示 五. 实验说明 1. 亚硫酸氢钠溶液不稳定, 易氧化分解 当有铜离子存在时, 能催化此氧化分解反应 酒中往往含有铜离子, 所以亚硫酸氢钠中宜加入少量的 EDTA, 与铜离子络合, 防止铜离子的催化作用 另外在日光和激烈震荡的情况下也易氧化, 因此操作中应避免日光照射和剧烈震荡 2. 酒样中部分乙醛能与乙醇起缩合反应, 生成乙缩醛, 该反应在中性条件下可逆, 在强酸性条件下乙缩醛会全部解离 亚硫酸氢钠与乙醛的加成也促使乙缩醛的解离 如欲快速 准确测定, 需将酒样加酸水解 六. 思考题 1. 淀粉溶液为什么要在近终点加入? 2. 标定亚硫酸氢钠溶液时, 需放置 5min. 并盖上表面皿, 这是为什么? 23

24 实验八十七氯化物中氯含量的测定 ( 莫尔法 ) 一 实验目的学习 AgNO 3 标准溶液的配制与标定和莫尔法的实验操作技术 二 实验原理某些可溶性氯化物的氯含量的测定常采用莫尔法 此方法是在中性或弱碱性溶液中, 以 K 2 CrO 4 为指示剂,AgNO 3 为标准溶液进行滴定 由于 AgCl 沉淀的溶解度比 Ag 2 CrO 4 的溶解度小, 因此溶液中首先析出 AgCl 沉淀, 当 AgCl 定量沉淀后, 过量一滴 AgNO 3 溶液即与 K 2 CrO 4 生成砖红色的 Ag 2 CrO 4 沉淀, 指示终点的到达 主要反应式如下 : Ag + + Cl - ==AgCl ( 白色 ), 2 Ag + + CrO 2-4 ==Ag 2 CrO 4 ( 砖红色 ) 滴定最适宜的 ph 范围为 之间 若溶液中若存在铵盐, 则 ph 范围应控制在 之间 溶液中若存在较多的 Cu 2+ Co 2+ Cr 3+ 等有色离子时, 将影响终 2- 点的观察 凡是能 Ag 或 CrO 4 发生化学反应的阴 阳离子都干扰测定 莫尔法的应用比较广泛, 生活饮用水 工业用水 环境水质及一些化工产品 药品 食品中的氯的含量测定都使用莫尔法 三 仪器与试剂 NaCl 基准试剂 : 在 高温炉灼烧半小时后, 放置干燥器中冷却 也可将 NaCl 置于带盖的瓷坩埚中, 加热, 不断搅拌, 待爆炸声停止后, 继续加热, 并不断搅拌, 待爆炸声停止后, 继续加热 15min, 将坩埚放入干燥器中冷却后使用,AgNO 3 溶液 0.1mol L -1 : 称取 8.5gAgNO 3 溶解于 500mL 不含 Cl - 的蒸馏水中, 将溶液转入棕色试剂瓶中, 以防光照分解,5%K 2 CrO 4 溶液 四 实验内容 1. AgNO 3 溶液的标定准确称取 g 基准 NaCl 于小烧杯中, 用蒸馏水溶解后, 转入 100mL 的容量瓶中, 稀释至刻度, 摇匀 用移液管移取 20.00mLNaCl 溶液于锥形瓶中, 加入 25mL 水, 用移液管加入 1.00mL5% 的 K 2 CrO 4 溶液, 在不断搅拌下, 用 AgNO 3 溶液滴定至砖红色, 即为终点 平行标定三份 根据所消耗的 AgNO 3 溶液的体积和 NaCl 的质量, 计算 AgNO 3 溶液的浓度 2. 试样分析准确称取 2gNaCl 试样置于烧杯中, 加水溶解后, 转入 250mL 的容量瓶中, 用水稀释至刻度, 摇匀 用移液管移取 20.00mLNaCl 溶液于锥形瓶中, 加入 25mL 水, 用吸量管加入 1mL5% 的 K 2 CrO 4 溶液, 在不断搅拌下, 用 AgNO 3 溶液滴定至砖红色, 即为终点 平行标定三份 根据所消耗的 AgNO 3 溶液的体积, 计算 NaCl 的含量 液体试样,( 如生理盐水 ) 中 NaCl 含量的测定, 先粗测其大致浓度, 再决定 24

25 如何取样滴定 测定结果以 g/100ml 表示 实验完毕后, 将装 AgNO 3 溶液的滴定管先用蒸馏水冲洗 2-3 次后, 再用自 来水洗净, 以免 AgCl 残留于管内 五实验说明 1. 沉淀滴定中, 为减少沉淀对被测离子的吸附, 一般滴定的体积以大些为好, 故须加水稀释试液 2. 银为贵金属, 含银的废液应回收处理 六 思考题 1 莫尔法测定氯, 为什么溶液的 ph 须控制在 ? 2 以 K 2 CrO 4 作指示剂时, 指示剂的浓度过大与过小对测定结果有何影响? 实验八十八沉淀重量法测定钡 ( 灼烧干燥恒重 ) 一. 实验目的 1. 学习结晶形沉淀的制备方法及重量分析的基本操作 ; 2. 建立恒重的概念 ; 熟悉恒重的操作条件 二. 实验原理重量分析法不需要基准物质, 通过直接沉淀和称量而测得物质的含量, 其测定结果的准确度很高 尽管沉淀重量法的操作过程较长, 但由于它有不可替代的特点, 目前在常量的 S Ni P Si 等元素或其化合物的定量分析或某些仲裁分析中还经常使用 含 Ba 2+ 试液用 HCl 酸化, 加热至近沸, 在不断搅动下缓慢滴加热的稀硫酸, 形成的 BaSO 4 沉淀经陈化 过滤 洗涤 灼烧后, 以 BaSO 4 形式称量, 即可求得钡的含量 为了获得颗粒较大 纯净的结晶形沉淀, 应在酸性 较稀的热溶液中缓慢地加入沉淀剂, 以降低过饱和度, 沉淀完成后还需陈化 ; 为保证沉淀完全, 沉淀剂必须过量, 并在自然冷却后再过滤, 沉淀前试液经酸化可防止碳酸盐等钡的弱酸盐沉淀产生 选用稀硫酸为洗涤剂可减少 BaSO 4 的溶解损失,H 2 SO 4 在灼烧时可被分解除掉 三 仪器与试剂瓷坩埚 (25mL), 马福炉, 电炉, 分析天平, 漏斗, 慢速定量滤纸 ;2 mol L -1 HCl 25

26 溶液,1 mol L -1 H 2 SO 4 溶液,A0.1 mol L -1 gno 3 溶液,BaCl 2 2H 2 O 三 实验内容 (1) 瓷坩埚的准备 : 洗净两个瓷坩埚, 晾干或在电热干燥箱中烘干 在 800 ±20 的马福炉中灼烧至恒重, 第一次灼烧 40min, 第二次 20min 灼烧也可在煤气灯上进行 每次灼烧完后, 等待约半 min 再将坩埚夹入保干器中, 不可马上盖严, 要暂留一小缝隙 ( 3mm), 过 1min 后盖严 冷却 40~50min, 前 20min 在实验中冷却, 然后放到天平室冷却 ( 各次灼烧后的冷却时间要一致 ) 在分析天平上准确称量 为了防止受潮, 称量速度要快 两次灼烧后所称得坩埚质量之差若不超过 0.3mg, 即已恒重, 否则还要再烧 15min, 并重复上述操作 (2) 沉淀的制备 : 准确称取 0.4~0.6gBaCl 2 2H 2 O 试样两份, 分别置于 250mL 烧杯中, 各加 100mL 水溶解 ( 若是液体试样, 则移取 20.00mL 两份, 各加 50mL 水稀释 ), 各加 3mL2 mol L -1 HCl 溶液, 盖上表面皿, 在水浴锅上加热至 80 以上 在两个小烧杯中各加入 4mL1 mol L -1 H 2 SO 4 溶液, 并加水稀释至 50mL, 加热至近沸, 在连续搅拌下逐滴加到试液中 沉淀剂加完后, 待沉淀下降溶液变清时, 向上清液中加 2 滴 H 2 SO 4 溶液, 仔细观察是否沉淀完全 若清液变浊, 应补加一些沉淀剂 盖上表面皿, 在微沸的水浴上陈化 1h, 其间要搅动几次 (3) 配制稀硫酸洗涤液 : 取 1mL1 mol L -1 H 2 SO 4 溶液, 稀释至 100mL (4) 称量形式的获得 : 沉淀自然冷却后, 用慢速定量滤纸藉倾泻法过滤 先滤去上清液, 再用稀硫酸洗涤沉淀三次, 每次用 15mL, 然后将沉淀转移到滤纸上, 再用滤纸角擦 活 粘附在玻棒和杯壁上的细微沉淀, 尔后反复用洗瓶冲洗杯壁和搅棒, 直至沉淀转移完全 最后用水淋洗滤纸和沉淀数次至滤液中无 Cl - 为止 将滤纸取出并包好, 放进已恒重的坩埚中, 经小火烘干 中火碳化 大火灰化后, 再在 800 ±20 的马福炉中灼烧至恒重, 且其灼烧及冷却的条件要与空坩埚恒重时相同 计算两份固体样品中 BaCl 2 2H 2 O 的含量 (%) 或两份液体样品中 Ba 2+ 的浓度 (mg ml -1 ) 五 实验说明 1.BaCl 2 2H 2 O 有毒, 剩余样品应倒入回收瓶中 2.BaSO 4 沉淀的灼烧温度应控制在 , 可以在自动恒温的马福炉中灼烧 ( 须预先用煤气灯或电炉烘干 碳化 灰化 ), 也可以在天然气灯上大火灼烧 但要调节成分层的氧化焰才能在到 检查滤液中的 Cl - 时, 用小表面皿接取 10 滴滤液, 加入 2 滴 AgNO 3 溶液, 混匀后放置 1min 观察是否出现浑浊, 并与纯水对照 六 思考题 1 为什么沉淀 Ba 2+ 时要稀释试液 加入 HCl 加热并在不断搅拌下逐滴滴入沉淀剂? 2 沉淀完全后为什么还要在水浴上陈化? 过滤前为何要自然冷却? 趁热过 26

27 滤或强制冷却好不好? 3 洗涤沉淀时, 为什么用洗涤液或水都要少量多次? 4 本实验根据什么称取 0.4~0.6gBaCl 2 2H 2 O 试样? 称样过多或过少有什么影响? 某样品含 S 约为 5%, 用 BaSO 4 重量法测 S 应称取多少 g 样品? 2-5 测定样品的 S 或 SO 4 时, 以 BaCl 2 为沉淀剂, 这时应选用何种洗涤剂洗涤沉淀? 为什么? 6 为保证 BaSO 4 沉淀的溶解损失不超过 0.1%, 洗涤沉淀用水最多不能超过多少 ml? 实验八十九沉淀重量法测定钡 ( 微波干燥恒重 ) 一 实验目的 1. 进一步掌握结晶形沉淀的制备方法及重要分析的基本操作 2. 了解微波技术在样品干燥方面的应用 二 实验原理方法原理及沉淀操作条件与前一实验的 原理 部分基本相同, 不同之处是本实验使用微波炉干燥 BaSO 4 沉淀 与传统的灼烧干燥法相比, 后者既可节省 1/3 以上的实验时间, 又可节约能源 使用微波炉 BaSO 4 沉淀时, 如果沉淀中包藏有 H 2 SO 4 等高沸点杂质则不能在干燥过程中分解或挥发掉 ( 灼烧干燥时可以除掉 H 2 SO 4 ), 因此, 对沉淀条件和洗涤操作的要求更严格 应将含 Ba 2+ 试液进一步稀释, 而且必须使过量沉淀剂 (H 2 SO 4 ) 控制在 20%~50% 之内, 滴加沉淀剂的速度要缓慢 这样, 可得到颗粒较大的晶形沉淀, 并能减少 BaSO 4 沉淀中包藏 H 2 SO 4 及其他杂质, 使测定结果的准确度与传统的灼烧法相同 三 试剂及仪器玻璃坩埚 :G4 号或 P16 号, 沉淀帚, 循环水真空泵 ( 配抽滤瓶 ), 微波炉 ; 2 mol L -1 HCl 溶液, 0.50 mol L -1 H 2 SO 4 溶液, A0.1 mol L -1 gno 3 溶液, 四 实验内容 (1) 玻璃坩埚的准备 : 用水洗净两个坩埚, 用真空泵抽 2min 以除掉玻璃砂板微孔中的水分, 便于干燥 放进微波炉于 500W 的输出功率 ( 中高火 ) 下进行干燥, 第一次干燥 10min, 第二次 4min 每次干燥后放入保干器中冷却 12-15min( 刚放入时留一小缝隙, 半 min 后再盖严 ), 然后在分析天平上快速称量 两次干燥后称量所得质量之差若不超过 0.4mg, 即已恒重, 否则, 还要再次干燥 4min, 冷却 称量, 直至恒重 (2) 沉淀的制备 : 准确称取 0.4~0.5gBaCl 2 2H 2 O 试样两份, 分别置于 250mL 27

28 烧杯中, 各加入 150mL 水 ( 或量取 20.00mLBaCl 2 试液两份, 各加入 120mL 水 ) 及 3mLHCl 溶液, 在水浴锅上用蒸汽加热至 80 以上 在两个小烧杯中各加入 5~6mLH 2 SO 4 溶液及 40mL 水, 在电炉上加热至近沸 在连续搅拌下, 逐滴加到热的试液中, 沉淀剂加完后, 待试液澄清时向清液中加 2 滴 H 2 SO 4 溶液, 仔细观察是否已沉淀完全 若出现浑浊, 说明沉淀剂不够, 应补加一些使 Ba 2+ 沉淀完全 在蒸汽浴上陈化 1h, 其间要每隔几 min 搅动一次 (3) 准备洗涤液 : 在 100mL 水中加 3-5 滴浓 H 2 SO 4 溶液, 混匀 (4) 称量形式的获得 :BaSO 4 沉淀冷却后, 用倾泻法在已恒重的玻璃坩埚中进行减压过滤 上清液滤完后, 用洗涤液将烧杯中的沉淀洗三次, 每次用 15mL, 再用水洗一次 然后将沉淀转移到坩埚中, 用淀帚擦 活 粘附在杯壁和搅棒上的沉淀, 再用水冲洗烧杯和玻棒直到沉淀转移完全 最后用水淋洗沉淀及坩埚内壁 6 次以上, 这时沉淀基本已洗涤干净 ( 如何检验?) 继续抽干 2min 以上 ( 至不再产生水雾 ), 将坩埚放入微波炉进行干燥 ( 第一次 10min, 第二次 4min), 冷却 称量, 直至恒重 计算两份固体试样中 BaCl 2 2H 2 O 的含量 (%) 或两份液体试样中 Ba 2+ 的浓度 (mg ml -1 ) 五 实验说明 (1) 微波炉及循环水真空泵的使用方法及注意事项, 请阅读实验室提供的操作规程或遵循任课教师的指导 (2) 不要将进行第一次干燥的坩埚 ( 湿的 ) 与第二次干燥的坩埚放入同一个微波炉中 (3) 检查沉淀是否洗净, 应将抽滤瓶中的滤液倒掉, 洗净, 再洗涤一次沉淀, 然后取少量滤液加入 AgNO 3 溶液进行验证 实验九十 三氯化钛 - 重铬酸钾法测定铁矿石中的铁 一 实验目的 1 了解测定铁矿石中铁含量的标准方法 2 学习矿样的分解 试液的预处理 试剂空白的测定等操作方法 3 练习固定量称样法准确配制标准溶液二. 实验原理铁矿石的种类很多, 用来炼铁的矿石主要有磁铁矿 (Fe 3 O 4 ) 赤铁矿(Fe 2 O 3 ) 和菱铁矿等 用经典的重铬酸钾法 ( 即氯化亚锡 - 氯化汞 - 重铬酸钾法 ) 测定铁矿石中铁含量, 方法准确 简便, 但所用氯化汞是剧毒物质, 会严重污染环境 为 28

29 了减少污染, 近年来研究出多种不用汞盐的分析方法 本实验采用改进的重铬酸钾法, 即三氯化钛 - 重铬酸钾法 矿样 ( 粉粹至能 通过 160 目 200 目标准筛 ) 用 HCl 低温加热分解, 必要时加入约 0.2gNaF 助溶 ( 为什么可以助溶 ) 或滴加 SnCl 2 助溶 ( 为什么?) 矿样分解完后 ( 如何判断?), 在浓 热 HCl 溶液中先用 SnCl 2 将 Fe 3+ 还原为 Fe 2+, 试样由红棕色变为浅黄色, 再 以 Na 2 WO 4 为指示剂, 用 TiCl 3 将其余的 Fe 3+ 全部还原为 Fe 2+, 过量的 TiCl 3 将 Na 2 WO 4 还原为 钨蓝 然后用少量的 K 2 Cr 2 O 7 将过量的 TiCl 3 氧化并使钨蓝被氧 化而消失 然后在 1~2 mol L -1 硫 磷混酸介质中, 以二苯胺磺酸钠为指示剂, 用 K 2 Cr 2 O 7 标准溶液滴定至溶液呈现紫红色, 即为终点 滴定过程中不断的有 Fe 3+ 产生, 不但溶液呈黄色, 干扰对终点的观察 通常 的办法是加入磷酸, 使之与 Fe 3+ 生成稳定的无色络合物, 降低了溶液中游离的 Fe 3+ 的浓度, 而且降低了 Fe 3+ /Fe 2+ 的电极电位, 使计量点的电位突跃增大, 反应更完 全, 二苯胺磺酸钠指示剂也能较好地在突跃范围内指示终点, 减少了终点误差 Cu 2+ Mo(VI) As(V) 等离子存在时, 均可被 SnCl 2 还原, 同时又会被 K 2 Cr 2 O 7 氧化, 故干扰铁的测定 若有大量的偏硅酸存在时, 由于吸附作用,Fe 3+ 还原不 完全, 此时应用 HF-H 2 SO 4 分解, 以除去 Si 的干扰 ( 为什么?) 在测定体系中不能有 NO 2 - 存在 ( 为什么? 如存在, 如何处理?) 三. 仪器与试剂 K 2 Cr 2 O 7 : 基准试剂或优级纯, 于 140 干燥 2h, 保存于干燥器中, 1.. 1HCl, 1%KMnO 4 溶液 :,0.5% 二苯胺磺酸钠溶液, 10%SnCl 2 溶液 : 称取 100gSnCl 2 2H 2 O 溶于 500mL 盐酸中, 加热至清, 然后加 水稀释至 1L 10% Na 2 WO 4 溶液 : 称取 100gNa 2 WO 4 溶于 400mL 水中, 若浑浊进行过滤, 然后加 入 50mLH 3 PO 4, 然后加水稀释至 1L TiCl 3 溶液 (1.. 9): 将 100mL TiCl 3 试剂 (15%-20%) 与 200mLHCl(1+1) 及 700mL 水相混合, 转入棕色试剂瓶, 加入 10 颗无砷的锌, 放置过夜 硫酸 - 磷酸混合液 : 在搅拌下将 200mLH 2 SO 4 缓缓加到 500mL 水中, 冷却后再加 300mLH 3 PO 4, 混匀 (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 6H 2 O 溶液 (0.1mol L -1 ): 称取 40g(NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 6H 2 O, 溶于 400mL 稀 H 2 SO 4 (1mol L -1 ) 中, 若浑浊则加热至清, 转入棕色试剂瓶, 用 1mol L -1 H 2 SO 4 稀释至 1L 一周内有效 四. 实验内容 1 配制 /6 mol L -1 K 2 Cr 2 O 7 溶液 250mL: 用固定称样法准确称取一定质量 的 K 2 Cr 2 O 7 置于 100mL 的烧杯中, 用水溶解后定量转移至 250mL 的容量瓶中, 定 容后摇匀 2 试样的分解和滴定 : 准确称取 0.15~0.20g 试样三份, 分别置于 250mL 锥形瓶 29

30 中, 加几滴水, 使试样润湿, 再入 20mL 浓 HCl 溶液, 盖上表面皿, 于通风橱中 低温加热分解试样, 铁矿石分解后呈红棕色, 这时应滴加 10%SnCl 2 溶液使试液 呈浅黄色 ; 大部分试样溶解完全后, 缓缓煮沸 1-2min, 使试样分解完全, 剩余 残渣应为白色或接近白色 如溶液黄色太深, 应再加少许的 10%SnCl 2 溶液使之 变为浅黄色, 若黄色消失而显无色, 则可加少许的 KMnO 4 溶液出现浅黄色, 停 止加热 取已经分解完全的试样一份 ( 能否三份同时处理? 为什么?), 用少量的水 吹洗表面皿和锥形瓶内壁, 加 50m 水及 8 滴 Na 2 WO 4 溶液, 在摇动下滴加 TiCl 3 溶 液至出现浅蓝色, 再过量两滴 迅速用流水冷却至室温 小心滴加 K 2 Cr 2 O 7 至蓝 色刚刚消失 ( 浅绿色或接近无色 ), 再加 50mL 水, 摇匀, 硫 磷混酸 10mL, 滴 加 2 滴二苯胺磺酸钠指示剂, 立即用 K 2 Cr 2 O 7 标准溶液滴定至溶液呈现稳定的紫 色, 即为终点 平行测定三次 空白测定 : 随同试样作空白实验, 所用试剂应取自同一瓶 ( 不用 SnCl 2 溶液 ), 操 作步骤基本相同, 只是在加入硫磷混酸之前加入 5mL 硫酸亚铁铵溶液 用 K 2 Cr 2 O 7 标准溶液滴定, 所消耗的体积记为 A, 随即再加入 5mL 硫酸亚铁铵溶液 用 K 2 Cr 2 O 7 标准溶液滴定, 所消耗的体积记为 B,A-B 即为空白值 V 0 (ml) 4. 计算结果 : 根据滴定试样所消耗的标准溶液的体积减去空白值 V 0, 计算铁矿石 中铁的含量 六 思考题 : 1 K 2 Cr 2 O 7 为什么能直接配制成标准溶液? 如何配制? 2 K 2 Cr 2 O 7 法测定铁时, 加入 H 3 PO 4 的作用是什么? 为什么加入 H 3 PO 4 后要立 即滴定?. 3 如样品中同时含有 Fe 3+ 和 Fe 2+ 时, 设计一种分别测定 Fe 3+ 及 Fe 2+ 的方案 4 还原 Fe 3+ 时, 为什么要使用两种还原剂? 只使用其中一种有何不妥? 实验九十一邻二氮菲分光光度法测定铁一 实验目的 1 学习测定微量铁的常用方法 2 熟悉分光光度分析的基本操作及数据处理方法 3 初步了解光度法实验条件的研究方法 二 实验原理邻二氮菲 ( 又称邻菲罗啉 ) 是测定微量铁的高灵敏度 高选择性试剂 在 ph=2-9 的溶液中, 该试剂与 Fe 2+ 生成稳定的红色络合化合物, 其 logk 稳 =21.3, 30

31 ε 508 = , 其 λmax=508nm 邻二氮菲与 Fe 3+ 也生成 3:1 配合物, 显淡蓝色, logβ =14.1 因此, 为提高光度法测定铁的灵敏度, 在显色前可用盐酸羟胺或抗 3 坏血酸将全部 Fe 3+ 还原为 Fe 2+ 2Fe NH 2 OH === 2Fe 2+ + N 2 + 2H 2 O + 2H + 2+ N N Fe Fe N N 3 由于该显色反应受酸度, 显色剂用量, 温度等条件的影响, 故光度法测定通常要研究吸收曲线 标准曲线 溶液酸度 显色剂用量 有色溶液的稳定性 温度 溶剂和干扰离子一系列问题 本实验只对吸收曲线, 标准曲线, 有色溶液的稳定性 溶液酸度, 显色剂用量等进行试验, 从中学习实验条件的拟定方法 三 试剂及仪器 7200 分光光度计 ; 标准铁溶液 (100μg/mL 10-3 mol L -1 ) 0.15% 邻二氮菲溶液 ( 新配制 ), 10% 盐酸羟胺溶液 ( 新配制 ),1 mol L -1 醋酸钠溶液 NaOH 溶液 0.4 mol L -1 未知铁溶液四 实验内容 1 吸收曲线的制作准确移取 2mL 10-3 mol L -1 标准铁溶液于 50mL 容量瓶中, 加入 1.0mL 10% 盐酸羟胺溶液, 摇匀, 再加入 2.0mL 邻二氮菲溶液和 5.0mL 乙酸钠溶液, 用水稀释至刻度, 摇匀 在 7200 分光光度计上, 用 1cm 比色皿, 采用试剂为参比溶液 ( 仅不加标准铁溶液, 其他试剂均加, 同样稀释至 50mL 的溶液 ) 从 440nm 至 560nm 间, 间隔 10nm 测量一次吸光度,( 其中 nm 间, 每隔 5nm 测量一次,) 以波长为横坐标, 吸光度为纵坐标, 绘制吸收曲线, 从而选择适宜波长 ( 一般选择最大吸收波长 ) 2 邻二氮菲铁配合物的稳定性用上面的溶液, 在最大吸收波长处, 每隔一定时间测定其吸光度, 即在加入显色剂后立即测定一次吸光度, 之后放置 5min 30min 1h 2h 3h, 测定相应的吸光度, 以时间为横坐标 吸光度为纵坐标, 绘出吸光度一时间曲线, 从曲线上观察此化合物稳定性的情况 3 显色剂用量的影响取 7 只 50mL 容量瓶, 各加入 2mL 10-3 mol/l 标准铁溶液和 1mL 10% 盐酸羟胺溶液, 摇匀, 分别加入 0.10mL 0.30mL 0.5 ml 0.8 ml 1.0mL 2.0mL 4.0mL 0.15% 邻二氮菲溶液, 再各加入 5mL 1 mol L -1 醋酸钠溶液, 以水稀释至刻度, 摇匀 在 7200 分光光度计上, 用 1cm 比色皿, 以试剂为参比, 在选定波长下, 测定吸光度 ; 31

32 以显色剂体积为横坐标, 相应吸光度为纵坐标, 绘制吸光度一试剂用量曲线, 并确定邻二氮菲溶液的适宜用量 4 溶液酸度的影响取 100mL 容量瓶一只, 加入 10-3 mol L -1 铁标准溶液 20mL 和 10% 盐酸羟氨 10mL, 经 2min 后, 加 0.15% 邻二氮菲 20mL, 加水稀释至刻度, 摇匀 取 50mL 容量瓶 7 只, 各吸取上述溶液 10.0mL 于其中, 再分别加入 0.4 mol L -1 NaOH ml, 用水稀释至刻度, 摇匀 用精密 ph 试纸或 ph 计测量各溶液的 ph 值, 然后在所选的波长下, 测定其吸光度 以 ph 值为横坐标, 溶液相应的吸光度为纵坐标 绘出吸光度 -ph 值曲线, 找出测定的适宜 ph 范围 5 标准曲线的制作移取 100μg/mL 标准铁溶液 20.0mL 于 100mL 容量瓶中, 加水稀释到刻度 在 6 只 50mL 容量瓶中, 分别用吸量管加入 mL 上述标准铁溶液, 再分别加入 1mL10% 盐酸羟胺溶液和条件实验中选择的显色剂的量和适当的酸度, 以水稀释到刻度, 摇匀 在所选的波长下, 用 1cm 的比色皿, 以试剂溶液为参比, 测量各溶液的吸光度, 以铁的浓度为横坐标, 吸光度为纵坐标, 绘制吸收曲线 6 未知铁含量的测定吸取未知液 2mL 照前步骤稀释至 50mL, 测定其吸光度, 根据未知液的吸光度, 在标准曲线上查出未知铁的浓度 ( 以 μg/ml) 表示 五 思考题 1 Fe 3+ 离子显色前加盐酸羟胺的目的是什么? 如用配制已久的盐酸羟氨溶液, 对分析结果有什么影响? 2 在显色反应中为什么要加入 NaAc 溶液? 3 在本实验中哪些试剂需准确配制和准确加入? 哪些试剂不需准确配制, 但要准确加入? 4 根据本实验结果, 计算邻二氮菲 -Fe(II) 络合物的摩尔吸光系数 5 吸光光度测定时, 一般情况下, 吸光度宜位于标尺上什么范围? 为什么? 采用何种措施可控制溶液的吸光度在该范围内 32

33 实验九十二分光光度法测定水中的氨态氮和亚硝酸态氮 一 实验目的 学习水中氨态氮和亚硝酸态氮的联合测定方法 二 实验原理 水中氨 ( 及铵 ) 态氮和亚硝酸态氮的测定是环境监测 海洋调查 水产养殖 等方面的例行分析项目, 目前一般都用分光光度法 本实验用磺胺 萘乙二胺试剂测定亚硝酸态氮, 在 ph 2 的溶液中, 亚硝酸根与磺胺反应生成重氮化物, 再与萘乙二胺反应生成偶氮染料, 呈紫红色, 最大吸收波长为 543nm, 其摩尔吸光系数约为 亚硝酸态氮的浓度在 0.2mg L -1 以内符合比尔定律 氨态氮的测定是先在碱性溶液中用次溴酸盐将氨氧化成亚硝酸盐, 然后再用上述方法进行测定 如果水样中含有亚硝酸根, 这时测得的是氨态氮和亚硝酸态氮的总量 从总量中减去亚硝酸态氮的含量, 即可求得氨态氮的含量 用此法测定氨态氮, 其摩尔吸光系数约为 , 氨态氮浓度在 0.1mg L -1 以内符合比尔定律 用溴酸钾和溴化钾制备次溴酸盐的反应 : BrO - 3+5Br - =====3Br 2 +3H 2 O Br 2 +2OH - ===BrO - +Br - +2H 2 O 在碱性溶液中次溴酸盐与氨的反应 : 3BrO - +NH 3 +OH - ===NO - 2+3Br - +2H 2 O 磺胺与亚硝酸的反应 : 生成偶氮染料的反应 : 33

34 三 试剂及仪器分光光度计 :7200 型 ( 配 2 只 10mm 吸收池 ) HCl 溶液 :1 1, 用无氨的水配制 NaOH 溶液 :10mol L -1, 用无氨的水的配制, 安装碱石灰管 制备无氨的水 : 取新制备的二次水置于瓶中, 加入少量强酸性阳离子交换树脂 (10 g L -1 ), 摇动, 待树脂下降后装上虹吸管 磺胺溶液 (1.0%): 称取 10g 磺胺, 溶于 1L 稀 HCl 溶液 (1.0 mol L -1 ) 中, 转入棕色瓶中存放 萘乙二胺酸盐溶液 (0.20%): 称取 2.0gN-1 萘乙二胺盐酸盐, 溶于 1L 水中, 转入棕色细口瓶中存放, 在冰箱中冷藏可稳定 1 个月 KBr-KbBrO 3 溶液 : 称取 1.4gKBrO 3 和 10gKBr, 溶于 500mL 无氨的水中, 转入棕色细口瓶中保存, 在冰箱中冷藏可稳定半年 次溴酸盐溶液 : 量取 20mLKBr-KBrO 3 溶液置于棕色细口瓶中, 加入 450mL 无氨的水和 30mLHCl 溶液 (1:1), 立即盖好瓶塞, 摇匀, 放置 5min, 再加入 500mLNaOH 溶液 (10 mol L -1 ), 放置 30min 后即可使用, 此溶液 10h 内有效 氨态氮标准溶液 :1 贮备液 (0.200mg ml -1 ): 称取 0.382gNH 4 Cl( 已在 105 干燥 2h), 用无氨的水溶解后定容于 500mL 容量瓶中 ;2 工作液 (0.500μg ml -1 ): 量取 2.50mL 贮备液于 1L 容量瓶中, 用无氨的水定容 此溶液一周内有效 亚硝酸态氮标准溶液 :1 贮备液 (0.200mg L -1 ): 称取 0.493gNaNO 2 ( 已在 105 干燥 2h), 溶于水后在 500mL 容量瓶中定容 2 工作液 (1.00μg ml -1 ): 量取 5.00mL 贮备液于 1L 容量瓶中, 加水定容 此溶液一周内有效 四 实验内容 1 氨态氮校准曲线的制作: 洗净 7 支比色管, 分别加入 mL 氨态氮标准溶液 ( 工作液 ), 用无氨的水稀释至 10mL, 各加入 2.0mL 次溴酸盐溶液, 混匀后放置 30min 各加 1.0mL 磺胺溶液及 1.5mLHCl 溶液, 混匀后放置 5min 各加 1.0mL 萘乙二胺溶液, 加水至标线, 摇匀后放置 15min 以水为参比, 在 540nm 波长处测定各溶液的吸光度 然后算出两份空白溶液吸光度的平均值, 从各标准溶液的吸光度中扣除空白, 绘制校准曲线或求出回归直线方程 2 亚硝酸态氮校准曲线的制作: 由学生参照氨态氮标准曲线的制作方法, 自拟实验操作方案并实施 ( 提示 : 比色管数量和加入标准溶液的体积与 (1) 相同 ) 3 水样的测定 ⑴ 亚硝酸态氮的测定 : 洗净两支比色管, 各加入 10.0mL 水样和 1.0mL 磺胺溶液, 混匀后放置 5min 再各加入 1.0mL 萘乙二胺溶液, 加水至标线, 摇匀后放置 15min 以水为参比, 在 540nm 波长测量各溶液的吸光度 两份水样吸光度的平均值减去试剂空白溶液吸光度的平均值, 即得到水样中亚硝酸根的吸光度 利用 34

35 校准曲线或回归直线方程计算水样中亚硝酸态氮总量的浓度, 以 mg L -1 表示 ⑵ 氨态氮的测定 : 洗净两支比色管, 各加入 10.0mL 水样和 2.0mL 次溴酸盐溶液, 以下操作与氨态氮的校准曲线的制作相同 两份水样吸光度的平均值减去试剂空白溶液吸光度的平均值, 即得到水样中氨态氮和亚硝酸态氮总量的吸光度 利用氨态氮的校准曲线或回归直线方程计算水样中氨态氮和亚硝酸态氮的总量, 以 mg L -1 表示 由总氮量减去水样中原有亚硝酸态氮含量, 即得到氨态氮的含量 (mg L -1 ) 五 实验说明注 :(1) 为了控制显色反应在 ph=1.8±0.3 的酸度下进行, 实验中有关试剂的用量必须严格按规定量进行操作 (2) 水样可以是临时就近采集的湖水 河水等地表水, 也可以是临时配制的含 NH + 4 和 NO - 2 的人工水样 六 思考题 1 制备无氨的水, 除了用离子交换法外还可以用什么方法? 2 制作亚硝酸态氮校准曲线时, 要不要加次溴酸盐溶液和盐酸溶液? 3 实验中氨态氮和亚硝酸态氮的测定为什么必须同时进行? 4 如果天然水样稍有浑浊或稍有颜色, 对测定结果有无影响? 若有影响, 应当如何 g 服? 综合篇综合性实验是由若干个简单实验组成, 介绍对化学物质进行初步研究的思路和方法, 进行无机物制备和组分测定, 复杂体系的预处理和组分分析 在获得全面训练的学习过程中, 除了继续巩固基本操作 基本技术外, 要始终不忘实验课程的最终目的 --- 获得独立解决实际问题的能力 因此, 应将综合性实验的学习看作对各种基础知识的综合运用, 必须投入时间和精力, 而且还需要周密思考, 灵活运用已掌握的化学知识 实验技术和方法, 主动 积极地获得培养能力的最佳效果 实验九十三蛋壳中 Ca Mg 含量的测定 ( 络合滴定法, 酸碱滴定法, 氧化还原法 ) Ⅰ 络合滴定法一 实验目的 1 进一步巩固掌握络合滴定分析方法与原理 35

36 2 学习使用络合掩蔽排除干扰离子影响的方法 3 训练对实际试样中多种组分含量测定的一般步骤 二 实验原理 鸡蛋壳的主要成分为 CaCO 3, 其次为 MgCO 3 蛋白质 色素以及少量的 Fe Al 在 ph=10, 用 K-B 作指示剂,EDTA 可直接测量 Ca 2+ Mg 2+ 总量, 为提高络合反应的选择性, 加入掩蔽剂三乙醇胺掩蔽 Fe 3+ Al 3+, 以消除它们对 Ca 2+ Mg 2+ 离子测量的干扰 EDTA 与 Ca 2+ 的稳定常数为 , 故可在 ph=10 的氨性缓冲 溶液中用 EDTA 来测定 Ca 2+ 的含量 在 ph=10 时, 钙镁同时被滴定, 用 NaOH 沉淀掩蔽 Mg 2+, 在 ph=12 时, 可用 EDTA 单独滴定 Ca 2+ 的含量, 二者之差即为 Mg 2+ 的 含量 本实验中只测定钙镁总量 三 仪器与试剂 EDTA 基准碳酸钙 K-B 指示剂 1 2 三乙醇胺水溶液,pH=10 的氨性缓冲溶液四 实验步骤 mol L -1 EDTA 溶液的配制称取若干 gna 2 H 2 Y 2 2H 2 O 于烧杯中, 加入适量蒸馏水并搅拌使其溶解,( 必要时可温热, 以加快溶解 ), 然后稀释至 400mL, 保存于试剂瓶中 mol L -1 标准钙溶液的配制将基准碳酸钙置于称量瓶中, 在 110 干燥 2 小时, 置于干燥器中冷却后, 然后准确称取一定量的 CaCO 3 于烧杯中, 加少许水润湿, 再沿烧杯嘴逐滴加入 1:1HCl, 待全部溶解后, 将溶液定量转入 250mL 容量瓶中, 用蒸馏水稀释至刻度, 摇匀 3 标定: 移取 20.00mLCaCO 3 标准溶液于 250mL 锥形瓶中, 加入约 25mL 蒸馏水及 10mLpH=10 的氨性缓冲溶液, 再加入适量 K-B 指示剂, 用 0.02 mol L -1 EDTA 滴定至红色变为蓝色即为终点 平行滴定三次, 计算 EDTA 的准确浓度 4 蛋壳的预处理: 先将蛋壳洗净, 加水煮沸 5~10min, 去除蛋壳内表层的蛋白薄膜, 然后把蛋壳放于烧杯中用小火烤干, 研成粉末 5 测定: 准确称取干燥的蛋壳粉一份, 所取试样之量, 按含 Ca35% 左右计算, 稀释 10 倍后, 消耗 0.02 mol L -1 EDTA 25mL 左右, 加少许水将蛋壳粉润湿, 再加入 1 1HCl 直至完全溶解后, 将溶液转入 250mL 容量瓶, 若有泡沫, 加 2-3 滴 95% 的乙醇, 泡沫消除后, 稀释至刻度, 摇匀 移取配好的蛋壳溶液 20.00mL 于锥形瓶中, 加蒸馏水 20mL 及三乙醇胺 5mL,pH=10 的 NH 3 -NH 4 Cl 缓冲溶液 10mL 及适量的 K-B 指示剂, 用标准 EDTA 滴定到溶液的颜色由红色变为蓝色即为终点 平行测定三份, 根据测定结果, 计算蛋壳粉中钙 ( 以氧化钙计 ) 的百分含量 五 思考题 1 乙二胺四乙酸二钠盐在水溶液中显酸性还是碱性? 计算说明 2 蛋壳中钙含量很高, 而镁含量很低, 当用铬黑 T 作用指示剂时, 往往得不到敏锐的终点, 如何解决这个问题? 36

37 Ⅱ 酸碱滴定法 一 实验目的掌握用酸碱滴定方法测定 CaCO 3 的原理及指示剂的选择 二 实验原理蛋壳中的碳酸盐能与 HCl 发生反应 : CaCO 3 +2HCl=CaCl 2 + CO 2 十 H 2 O 过量的酸可用标准 NaOH 回滴, 根据实际与 CaCO 3 反应的标准盐酸体积可求得蛋壳中 CaO 含量 三 试剂浓 HCl(A R),NaOH(A R),0.1% 甲基橙 四 实验内容 1 0.5mol L -1 NaOH 的配制 : 称 10gNaOH 固体于小烧坏中, 加蒸馏水溶解后, 用蒸馏水稀至 500mL, 移至试剂瓶中, 加橡皮塞, 摇匀 2 0.5mol L -1 HCl 配制 : 用量简量取浓盐酸 21mL 于 500mL 试剂瓶中, 用蒸馏水稀释至 500mL, 加盖, 摇匀 3 酸碱标定: 准确称取基准 Na 2 CO ~0.65g 三份于锥形瓶中, 分别加入 50mL 煮沸去除 CO 2 并冷却的去离子水, 摇匀, 温热至溶解后, 加入 1~2 滴甲基橙指示剂, 用标准 HCl 滴定至橙色为终点 计算标准 HCl 的浓度 标准 NaOH 浓度的确定, 可通过酸碱比较, 从标准 HCl 浓度计算得到 NaOH 的浓度 4 CaO 含量测定 : 准确称取经预处理后蛋壳 0.3g( 精确到 0.lmg) 左右, 于三个锥形瓶内, 用酸式滴定管逐滴加入标准 HC140mL 左右 ( 需精确读数 ), 小火加热溶解, 冷却, 加甲基橙指示剂 l-2 滴, 以标准 NaOH 回滴至橙黄为终点 并计算蛋壳中 CaO 的质量分数 五 实验说明由于酸较稀, 试样溶解时需加热一定时间, 如试样中有不溶物, 如蛋白质之类, 不影响测定 六 思考题 1 蛋壳称样量多少是依据什么估算? 2 蛋壳溶解时应注意什么? Ⅲ 氧化还原法一 实验目的 1. 学习间接氧化还原法测定 CaO 含量 2. 巩固沉淀分离, 过滤洗涤与滴定分析基本操作 37

38 二 实验原理 利用蛋壳中的 CaO 与草酸盐形成难溶的草酸盐沉淀, 将沉淀经过滤洗涤 分离后溶解, 用高锰酸钾法测定 C 2 O 4 2- 含量, 则可求出其中 CaO 的含量 反应如 下 : Ca 2+ +C 2 O 4 2- = CaC 2 O 4 CaC 2 O 4 + H 2 SO 4 = CaSO 4 +H 2 C 2 O C 2 O 4 + 2MnO H + = 2Mn CO H 2 O 沉淀中的某些金属离子 (Ba 2+ Sr 2+ Ca 2+ Mg 2+ Pb 2+ Cd ) 等与 C 2 O 4 能形成沉 淀, 对 Ca 2+ 测定有干扰 三 仪器与试剂 0.0l mol L -1 KMnO 4,2.5%(NH 4 ) 2 C 2 O 4,NH 3 H 2 O( 浓 ),HCl(1.. 1), l mol L -1 H 2 SO 4,0.2% 甲基橙,0.l mol L -1 AgNO 3 四 实验内容 准确称取蛋壳粉两份 ( 每份含钙约 0.025g), 分别放在 250mL 烧杯中, 加 1.. 1HCl 3mL H 2 O 20mL 加热溶解, 若有不溶之蛋白质, 可过滤之 滤液置于烧杯中, 然后加入 2.5% 草酸铵溶液 50mL, 若出现沉淀, 再滴加浓 HCl 使溶解, 然后加热至 70~80, 加 2 一 3 滴甲基橙, 溶液呈红色, 逐滴加入 10% 氨水, 不断搅拌, 直至溶液变黄并有氨味逸出为止 将溶液放置陈化 ( 或在水浴上加热 30min), 沉淀经过滤 洗涤, 直至无 Cl - 离子为止 然后将带有沉淀的滤纸铺在先前用来进行沉淀的烧坏内壁上, 用 lmol L -1 H 2 SO 4 50mL 把沉淀由滤纸洗入烧杯中, 再用洗瓶吹洗 1 2 次 然后, 稀释溶液至体积约为 100mL, 加热至 70 一 80, 用 KMnO 4 标准溶液滴定至溶液呈浅红色为终点, 再把滤纸推入溶液中, 再滴加 KMnO 4 至浅红色在半 min 中不消失为止 计算蛋壳中 CaO 的质量分数 五 思考题 1 用(NH 4 ) 2 C 2 O 4 沉淀 Ca 2+, 为什么要先在酸性溶液中加入沉淀剂, 然后在 70 一 80 时滴加氨水至甲基橙变黄色, 使 CaC 2 O 4 沉淀? 2 为什么沉淀要洗涤直至无 Cl - 离子为止? 3 如果将带有 CaC 2 O 4 沉淀的滤纸一起投入烧杯, 以硫酸处理后再用 KMnO 4 标准溶液滴定, 这样操作对结果有什么影响? 4 试比较三种测定蛋壳中 CaO 含量的方法优缺点 38

39 实验九十四茶叶中微量元素的鉴定与定量测定 一 实验目的 1 了解并掌握鉴定茶叶中某些化学元素的方法 2 学会选择合适的化学分析方法 3 掌握络合滴定法测定茶叶中钙 镁含量的方法和原理 4 掌握分光光度法测定茶叶中微量铁的方法 二 实验原理 茶叶属植物类, 为有机体, 主要由 C H N 和 O 等元素组成, 其中含有 Fe Al Ca Mg 等微量金属元素 本实验的目的是要求从茶叶中定性鉴定 Fe Al Ca Mg 等元素, 并对 Fe Ca Mg 进行定量测定 茶叶须先进行 干灰化 所谓 干灰化, 即试样在空气中置于敞口的蒸发皿或坩埚中加热, 把有机物经氧化分解而烧成灰烬 这一方法特别适用于生物样品的预处理 灰化后, 经酸溶解, 即可进行定量分析 铁铝混合液中 Fe 3+ 离子对 Al 3+ 的鉴定有干扰 可利用 Al 3+ 离子的两性, 加入过量的碱使 Al 3+ - 转变为 AlO 2 离子留在溶液中,Fe 3+ 则生成 Fe(OH) 3 沉淀, 经分离去除后, 消除了相互干扰 钙镁混合液中,Ca 2+ Mg 2+ 互不干扰, 可直接鉴定, 不必分离 定性鉴定铁 铝 钙 镁的特征反应式如下 : Fe 3+ 3-n + nkscn( 饱和 ) Fe(SCN) n + nk + Al 3+ + 铝试剂 + OH - 红色絮状沉淀 Mg 2+ + 镁试剂 + OH - 天蓝色沉淀 Ca 2+ + C 2 O 4 2- HAc 介质 白色沉淀 CaC 2 O 4 钙 镁含量的测定, 可采用络合滴定法 在 ph=10 的条件下, 以 KB 为指示剂, EDTA 为标准溶液, 直接滴定可测得 Ca Mg 总量 若欲测 Ca Mg 各自含量, 可在 ph>12.5 时, 使 Mg 2+ 离子生成氢氧化物沉淀, 以钙指示剂 用 EDTA 滴定 Ca 2+ 离子含量, 然后用差减法即得 Mg 2+ 离子的含量 Fe 3+ Al 3+ 离子的存在会干扰 Ca 2+ Mg 2+ 离子的测定, 此时, 可用三乙醇胺掩蔽 Fe 3+ 与 Al 3+ 茶叶中铁含量较低, 可用邻菲罗啉 - 铁分光光度法测定 在 ph=2-9 的条件下, Fe 2- 与邻菲罗啉能生成稳定的橙红色的络合物, 该络合物的 1gK 稳 =21.3, 摩尔吸光系数 ε 510 = 在显色前, 需用盐酸羟胺把 Fe 3+ 还原在 Fe 2+, 其反应式如下 : 4Fe 3+ +2NH 2 OH=3Fe 2+ +H 2 O+4H + +N 2 O 显色时, 若溶液的酸度过高 (ph<2), 反应进行较慢, 若酸度太低, 则 Fe 2+ 离子水解, 影响显色 39

40 三 仪器与试剂电炉 研钵 蒸发皿 称量瓶 托盘天平 分析天平 中速定量滤纸 7200 型分光光度计 试管 离心机 K-B 指示剂,6 mol L -1 HCl 2 mol L -1 HAc,6 mol L -1 NaOH, 0.25 mol L -1 (NH 4 ) 2 C 2 O mol L -1 EDTA( 自配并标定 ) KSCN( 饱和 ) 0.10mg/mL Fe 标准溶液, 铝试剂, 镁试剂, 三 25% 乙醇胺水溶液,pH=10NH 3 H 2 O-NH 4 Cl 缓冲溶液,H ph=4.6ac-naac 缓冲溶液,0.1% 邻菲罗啉水溶液 1% 盐酸羟胺水溶液 四 实验方法 1 茶叶的灰化和试液的制备取在 下烘干的茶叶 7-8g 于研钵捣成细末, 转移至称量瓶中, 用差减法称取一定量的茶叶末, 并记录其准确质量 将盛有茶叶末的蒸发皿加热使茶叶灰化 ( 在通风厨中进行 ), 使其完全灰化, 冷却后, 加 6 mol L -1 HCl10mL 于蒸发皿中, 搅拌溶解 ( 可能有少量不溶物 ) 并将溶液完全转移至 150mL 烧杯中, 加水 20mL, 再加 6 mol L -1 的 NaOH10mL, 使产生沉淀, 并置于沸水浴上加热 30min, 过滤, 然后洗涤烧杯和滤纸 滤液直接用 250mL 容量瓶承接, 并稀释至刻度, 摇匀 待测, 贴上标签, 标明为 Ca 2+ Mg 2+ 离子试液 (1#) 另取 250mL 容量瓶一只于长颈漏斗之下, 用 6 mol L -1 的 HCl10mL 重新溶解滤纸上的沉淀, 并少量多次的洗涤滤纸 完毕后, 稀释容量瓶中滤液至刻度线, 摇匀待测 贴上标签, 标明为 Fe 3+ 离子试液 (2#) 2 Fe Al Ca Mg 元素的鉴定从 Ca 2+- Mg 2+ 离子试液的溶液瓶中倒出试液 1mL 于一洁净试管中, 然后从试管中取试液 2 滴于点滴板上 加镁试剂 1 滴, 再加 6 mol L -1 LNaOH 碱化, 观察现象, 作出判断 再取试液 2-3 滴于另一试管中, 加入 1-2 滴 2 mol L -1 HAc 酸化, 再加 2 滴 0.25 mol L -1 (NH 4 ) 2 C 2 O 4, 观察实验现象, 作出判断 从 Fe 3+ 离子试液的容量瓶中倒出试液 1mL 于另一洁净试管中, 然后从试管中取试液 2 滴于点滴板上, 加饱和 KSCN1 滴, 根据实验现象, 作出判断 在上述试管剩余试液中, 加 6 mol L -1 NaOH 直至白色沉淀溶解为止, 离心分离, 取上层清液于另一试管中, 加 6 mol L -1 HAc 酸化, 加铝试剂 3-4 滴, 放置片刻后, 加 6 mol L -1 NH 3 H 2 O 碱化, 在水浴中加热, 观察实验现象, 作出判断 3 茶叶中 Ca Mg 总量测定从 1# 容量瓶中准确吸取试液 25mL 置于 250mL 锥形瓶中, 加入三乙醇胺 5mL, 再加入氨性缓冲溶液 10mL, 摇匀 再加入 K-B 指示剂, 用 EDTA 标准溶液滴定至溶液由红紫色恰变纯蓝色, 即达终点, 根据 EDTA 的消耗量, 可计算出茶叶中 Ca Mg 的总量 并以 MgO 的质量数表示之 4 茶叶中 Fe 含量的测量 (1) 标准曲线的绘制 40

41 用吸量管分别吸取铁的标准溶液 mL 于七只 50mL 容量瓶中, 依次分别加入 5.0mL 盐酸羟胺,5.0mLHAc-NaAc 缓冲溶液, 5.0mL 邻菲罗啉, 用蒸馏水稀释至刻度, 摇匀, 放置 10min 用 3cm 的比色皿, 以空白溶液为参比溶液, 用分光光度计在 510nm 处分别测其吸光度 以 50mL 溶液中铁含量为横坐标, 相应的吸光度为纵坐标, 绘制邻菲罗啉亚铁的标准曲线 (2) 茶叶中 Fe 含量测定用吸量管从 2# 容量瓶中吸取试液 2.5mL 于 50mL 容量瓶中, 依次加入 5.0mL 盐酸羟胺 5.0mLHAc-NaAc 缓冲溶液 5.0mL 邻菲罗啉, 用水稀释至刻度, 摇匀, 放置 10min 以空白溶液为参比溶液, 在同一波长测其吸光度, 并从标准曲线上求出 50mL 容量瓶中 Fe 的含量, 并换算出茶叶中 Fe 的含量, 以 Fe 2 O 3 质量数表示 五 实验说明 1 茶叶尽量捣碎, 以利于灰化 2 灰化应彻底, 若酸溶后发现有未灰化物, 应定量过滤, 将未灰化的重新灰化 3 茶叶灰化后, 酸溶解速度较慢时可用小火略加热, 定量转移要完全 4 为使 Fe 3+ Al 3+ 离子与 Ca 2+ Mg 2+ 离子的分离, 茶叶灰化后, 加 6 mol L -1 HCl10mL 溶解后, 加入的 6 mol L -1 NaOH 也应为 10mL 六 思考题. 1. 应如何选择灰化的温度? 2. 鉴定 Ca 2+ 时,Mg 2+ 为什么不干扰? 3. 欲测该茶叶中 Al 含量, 应如何设计方案? 4. 为什么 ph=7 时, 能将 Fe 3+ Al 3+ 离子与 Ca 2+ Mg 2+ 离子分离完全 实验九十五三草酸合铁 (III) 络阴离子组成及 电荷数的测定 一 实验目的 1 掌握测定络阴离子组成的原理与方法 2 熟悉离子交换原理与实验技术 3 学习用离子选择性电极测定微量氯的原理与方法二 实验原理 2- 三草酸合铁 (III) 配阴离子组成可通过化学分析方法进行测定 其中 C 2 O 4 含量可在酸性介质中直接用 KMnO 4 标准溶液测定, 其滴定反应如下 : 5C 2 O MnO H + ===10CO 2 +2Mn 2+ +8H 2 O 而 Fe 3+ 含量可用还原剂 SnCl 2 将它还原为 Fe 2+, 再用 KMnO 4 标准溶液测定, 为 41

42 了将 Fe 3+ 全部还原为 Fe 2+, 本实验中先用 SnCl 2 将大部分 Fe 3+ 还原, 然后用 Na 2 WO 4 作指示剂, 用 TiCl 3 将剩余的 Fe 3+ 还原为 Fe 2+ 离子 : Fe 3+ +Ti 3+ +H 2 O===Fe 2+ +TiO 2+ +2H + Fe 3+ 定量还原为 Fe 2+ 后, 过量一滴 TiCl 3 溶液即可使无色 Na 2 WO 4 还原为 钨蓝 ( 钨的五价化合物 ), 同时过量的 Ti 3+ 被氧化为 TiO 2+ 离子 为了消除溶液的蓝色, 加入微量 Cu 2+ 作催化剂, 利用水中的溶解氧将 钨蓝 氧化, 蓝色消失 然后用 KMnO 4 标准溶液滴定 Fe 2+ : MnO Fe 2+ +8H + ===Mn 2+ +5Fe 3+ +4H 2 O 为了避免 Cl - 离子存在下发生诱导反应和便于终点颜色的判断, 需加入由一定量的 MnSO 4 H 3 PO 4 和浓 H 2 SO 4 组成的 MnSO 4 溶液, 其中 MnSO 4 可防止 Cl - - 对 MnO 4 的还原作用,H 3 PO 4 可将滴定过程中产生的 Fe 3+ 络合掩蔽生成无色的 [Fe(PO 4 ) 2 ] 3- 的络阴离子, 从而消除 Fe 3+ 对滴定终点颜色的干扰 三草酸合铁 (III) 配阴离子的电荷数可用离子交换法测定, 将一定量的三草 酸合铁 (III) 酸钾晶体溶于水, 使溶液通过氯型阴离子交换树脂, 使三草酸合铁 (III) 酸钾中的配阴离子 X z- 与阴离子树脂上的 Cl - 进行交换 : zrn + Cl - +X z- (RN + ) z X+zCl - 将收集交换出来的含 Cl - 试液, 用氯离子选择性电极测定 Cl - 的含量, 可确定配阴 离子的电荷数 z: 三 仪器与试剂 Cl 物质的量 z = 配合物的物质的量 分析天平, 酸度计, 氯离子选择性电极, 双液接甘汞电极 ( 内盐桥为饱和氯化钾溶液 ; 外盐桥为 0.1mol L -1 KNO 3 溶液 ), 磁力搅拌器, 离子交换柱 (φ 10-12mm, 长 25~30cm 玻璃管 ;Na 2 C 2 O 4 ( 基准级 ),KMnO 4 (s),6mol L -1 HCl, 15%SnCl 2,6%TiCl 3, C0.4%uSO 4,3mol L -1 H 2 SO 4,2.5%NaWO 4,MnSO 4 溶液 : 称取 45gMnSO 4 溶于 500mL 水中, 缓慢加入浓 H 2 SO 4 130mL, 再加入 H 3 PO 4 (85%)300mL, 稀释到 1L 1mol L -1 NaCl,1mol L -1 氯标准溶液, 国产 717 型强碱性阴离子交换树脂, 离子强度调节缓冲液 (TISAB):1mol L -1 NaNO 3 溶液滴加 HNO 3 调节到 ph=2-3 而成 四 实验步骤 ( 一 ) 三草酸合铁 (III) 络阴离子组成的测定 1 高锰酸钾标准溶液的配制和标定( 见前面实验 ) 2 试液的配制准确称取 K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] 3H 2 O 晶体 g( 称准至四位有效数字 ) 于烧杯中, 加水溶解, 定量转移到 250mL 容量瓶中, 稀释至刻度, 摇匀 2-3 C 2 O 4 的测定 42

43 准确吸取试液 20.00mL 于 250mL 锥形瓶中, 加入 MnSO 4 溶液 5mL 及 1mol L -1 H 2 SO 4 5mL, 加热至 75-80, 立即用 KMnO 4 标准溶液滴定至溶液呈浅红 色并保持 30s 内不褪色, 即达终点 由 KMnO 4 消耗的体积 V 1, 计算 C 2 O 4 2- 的含量 4 Fe 3+ 的测定 准确吸取试液 20.00mL 于 250mL 锥形瓶中, 加入 6mol L -1 HCl10mL, 加热至 75-80, 逐滴加入 SnCl 2 至溶液呈浅黄色, 使大部分 Fe 3+ 还原为 Fe 2+, 加入 Na 2 WO 4 1mL, 滴加 TiCl 3 至溶液呈蓝色, 并过量 1 滴, 加入 CuSO 4 溶液 2 滴, 去离 子水 20mL, 在冷水中冷却并振荡至蓝色褪尽 隔 1-2min 后, 再加入 MnSO 4 溶液 10mL, 然后用 KMnO 4 标准溶液滴定至溶液呈浅红色, 并保持 30s 不褪色, 即达终点 记下 KMnO 4 体积 V 2, 计算 Fe 3+ 的含量 根据测得的 Fe C 2 O 4 的含量, 计算三草酸 合铁 (III) 酸钾阴离子的组成, 并与理论值比较 ( 二 ) 三草酸合铁 (III) 酸钾配阴离子电荷数测定 1 离子交换 离子交换是指离子交换剂与溶液中某些离子发生交换的过程 离子交换树脂 是最常用的一种离子交换剂, 它是由人工合成具有网状结构的高分子化合物 通常为颗粒状, 性质稳定, 不溶于酸 碱及一般有机溶剂 本实验所用的氯型阴离子交换树脂 ( 以 RN + Cl - 表示 ), 它的网状结构上的 Cl - 离子可与溶液中其他阴离子发生交换 当 K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] 液通过氯型阴离子交换柱时, [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] 3- 配阴离子被交换到树脂上, 而树脂上的 Cl - 离子就进入到流出液中 测定流出液中 Cl - 物质的量, 从而确定 [Fe(C 2 O 4 )] z- 配阴离子的电荷 z 离子交换的操作过程如下所示 (1) 装柱在交换柱底部填入少量玻璃棉, 将 8mL 左右的氯型阴离子交换树脂和适量水的 糊状 物注入交换柱内, 用塑料通条赶尽树脂间的气泡 在树脂上面放少量玻璃棉, 以防注入溶液时将树脂冲起, 用适量蒸馏水冲洗树脂, 并保持液面略高于树脂层 (2) 洗涤用去离子水淋洗树脂, 直至流出液中不含 Cl - 为止, 用螺旋夹夹紧交换柱的出口管 在洗涤过程中, 注意始终保持液面略高于树脂层 (3) 交换准确称取 0.5g 三草酸合铁 (III) 酸钾 ( 称准至小数点后第 3 位 ) 于小烧杯中, 加入 10-15mL 去离子水溶解, 将溶液转入交换柱中, 松开螺旋夹, 控制每 min1ml 的速度流出, 用 100mL 容量瓶收集流出液 当液面下降到略高于树脂层时, 用少量去离子水 ( 约 5mL) 洗涤小烧杯, 并转入交换柱, 如此重复 2-3 次, 然后用去离子水继续洗涤, 流速可逐渐适当加快 待收集的溶液达 60-70mL 时, 即可检验流出液, 直至不含 Cl - 离子为止 ( 与洗涤树脂时比较 ), 夹紧螺旋夹 用去离子水稀释至容量瓶刻度, 摇匀 (4) 再生用 20mL1mol L -1 NaCl 溶液以每 min1ml 的流速淋洗交换树脂, 直至流出液酸化后检不出 Fe 3+ 离子为止 2 用氯离子选择性电极测定氯离子浓度 (1) 氯离子选择性电极 43

44 用氯离子选择性电极为指示电极, 双液接甘汞电极为参比电极, 插入试 液中组成工作电池 当氯离子活度在 mol L -1 范围内, 电池的电 动势 E 与溶液中氯离子活度 α Cl- 的对数值成线性关系 : 2.303RT E = K' 1gα Cl nf 分析工作中需测定的往往是离子的浓度 (c Cl- ), 根据 α Cl = γ c Cl Cl 的关系, 可 在标准溶液和被测溶液中加入总离子强度调节缓冲液 (TISAB), 使溶液的离子 强度固定, 从而使活度系数 γ 为一常数, 可并入 K 项以 k 1 表示, 则上式变为 : Cl 2.303RT E 1 nf = k1 gc Cl 即电池电动势与被测离子浓度的对数值成线性关系 一般的离子选择性电极都有其特定的 ph 使用范围, 本实验所用的 301 型氯 离子选择性电极的最佳使用范围是 ph=2-7 此 ph 范围可由加入的 TISAB 来控 制 (2) 氯标准溶液系列的配制 吸取 1.00mol L -1 氯标准溶液 10.00mL, 置于 100mL 容量瓶中, 加入 TISAB10.00mL, 用去离子水稀释至刻度, 摇匀, 得 pcl (1) =1 吸取 pcl (1) =1 的溶液 10.00mL, 置于 100mL 容量瓶中, 加入 TISAB9.00mL, 用去离子水稀释至刻度, 摇匀, 得 pcl (2) =2 用同样方法依次配制 pcl (3) =3 pcl (4) =4 等的溶液 (3) 标准曲线的绘制 将氯标准溶液系列转入小烧杯中, 将准备好的指示电极和参比电极 ( 双液接 甘汞电极 ) 浸入被测溶液中, 加入搅拌珠, 在 ph 计上由稀到浓测定各标准溶液 的电位 (mv) (4) 溶液中氯含量的测定 准确吸取上述试液 10.00mL, 移入 100mL 容量瓶中, 加入 10mLTISAB 溶液, 加去离子水稀释至刻度, 摇匀 按标准溶液的测定步骤测定其电位 E x 以电位值 E 为纵坐标,pCl 为横坐标, 绘制标准曲线, 并在标准曲线上找出 与 Ex 值相应的 pcl, 求出试液中 Cl - 物质的量 质的量 (5) 配阴离子电荷 z 的计算 K 3 [Fe(C 2 O 4 )] 3H 2 O 量 g, 配合物的物质的量 mol, 交换出 Cl - 物 mol,z 综合本实验的各项结果, 结合化学原理, 写出一篇有理论依据, 有实验结果 并且进行分析讨论的报告 五 思考题 1 用 Na 2 C 2 O 4 标定 KMnO 4 溶液浓度时,H 2 SO 4 加入量的多少对标定的有何影 44

45 响? 可否用盐酸或硝酸来代替? 2 用 Na 2 C 2 O 4 标定 KMnO 4 时, 为什么要加热? 温度是否越高越好? 为什么? 滴定速度应如何掌握为宜? 为什么? 3 为什么还原试样中的 Fe 3+ 要用 SnCl 2 TiCl 3 两个还原剂? 如果 SnCl 2 加入量太少, 而 TiCl 3 加得多, 加水稀释后可能会产生什么现象? 4 结合标准曲线, 试分析 K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] 3H 2 O 的称量范围是如何确定的? 5 离子交换中, 为什么必须控制流出液的流速? 过快或过慢有何影响? 6 在用直接电位法测定 Cl - 离子浓度中, 为什么要用双液接甘汞电极参比电极而不用一般甘汞电极? 7 影响 z 值偏大 偏小的因素有哪些?K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] 3H 2 O 未经干燥, 见光分解或含杂质 H 2 C 2 O 4 K 2 C 2 O 4, 对 z 值的测定有何影响? 45

46 一 实验目的 二 实验原理 实验九十六三氯化六氨合钴的制备及其组成的确定 1 三氯化六氨合钴的制备原理及其组成的确定方法 2 理解配合物的形成对中心离子稳定性的影响 根据标准电极电势, 在酸性介质中二价钴比三价钴稳定, 而在它们的配合物 中, 大多数三价钴配合物比二价钴配合物稳定, 所以常采用空气或过氧化氢氧化二价钴的配合物来制备三价钴的配合物 氯化钴 (Ⅲ) 的氨配合物有多种 主要有三氯化六氨合钴 (Ⅲ)[Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 ( 橙黄色晶体 ), 三氯化一水五氨合钴 (Ⅲ)[Co(NH 3 ) 5 H 2 O]Cl 3 ( 砖红色晶体 ), 二氯化一氯五氨合钴 (Ⅲ)[Co(NH 3 ) 5 Cl]Cl 2 ( 紫红色晶体 ) 等 它们的制备条件各不相同 例如, 在没有活性炭存在时, 由氯化钴与过量氨 氯化铵反应的主要产物是二氯化一氯五氨合钴 (Ⅲ), 由活性炭存在时制得的主要产物为三氯化六氨合钴 (Ⅲ) 本实验用活性炭为催化剂, 用过氧化氢做氧化剂, 将氯化亚钴溶液与过量氨和氯化铵作用制备三氯化六氨合钴 (Ⅲ) 其总反应式如下: 2CoCl 2 +2NH 4 Cl + 10NH 3 +H 2 O 2 ===2[Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 + 2H 2 O 三氯化六氨合钴 (Ⅲ) 溶解于酸性溶液中, 通过过滤可以将混在产品中得大量活性炭除去, 然后在高浓度的盐酸中使三氯化六氨合钴结晶 三氯化六氨合钴 (Ⅲ) 为橙黄色单斜晶体 固态 [Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 在 488K 转变为 [Co(NH 3 ) 5 Cl]Cl 2, 高于 523K 则被还原为 CoCl 2 [Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 可溶于水不溶于乙醇,293K 的水中的溶解度为 0.26 mol L -1 在强碱作用下 ( 冷时 ) 或强酸作用下基本上不被分解, 只有在沸热的条件下才被强碱分解 : 2[Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 +6NaOH = 2Co(OH) 3 +12NH 3 +6NaCl 分解逸出的氨可用过量的标准盐酸溶液吸收, 剩余的盐酸用标准氢氧化钠溶液回滴, 便可计算出其中氨的百分含量 用络合滴定法测定样品中钴的含量 ; 用沉淀滴定法中的摩尔法测定样品中氯离子的含量 ; 而其电离类型可用电导法确定 三 仪器与试剂 CoCl 2 6H 2 O(s),NH 4 Cl(s), 活性炭, 浓氨水, H 2 O 2 (30%,5%), HCl ( 浓,6mol L -1,2mol L -1 ), 10%NaOH, 0.5mol L -1 HCl 标准溶液,0.1% 甲基红溶液,0.5mol L -1 NaOH, 0.05mol L -1 EDTA,30% 六次甲基四胺,0.2% 二甲酚橙, 0.05mol L -1 Z ncl 2 标准溶液 0.1mol L -1 AgNO 3,5% K 2 CrO 4. 四 实验内容 1 三氯化六氨合钴(Ⅲ) 的制备在锥形瓶中, 将 4gNH 4 Cl 溶于 8.4mL 水中, 加热至沸, 加入 6g 研细的 46

47 CoCl 2 6H 2 O 晶体, 溶解后, 加 0.4g 活性炭, 摇动锥形瓶, 使其混合均匀 用流水冷却后, 加入 13.5mL 浓氨水, 再冷至 283K 以下, 用滴管逐滴加入 13.5mL5%H 2 O 2 溶液, 水浴加热至 323~333K, 保持 20min, 并不断旋摇锥形瓶 然后用冰浴冷却至 273K 左右, 吸滤, 不必洗涤沉淀, 直接把沉淀溶于 50mL 沸水中 ( 水中含 1.7mL 浓 HCl) 趁热吸滤, 慢慢加入 6.7mL 浓 HCl 滤液中, 即有大量橘黄色晶体析出, 用冰浴冷却后过滤 晶体以冷的 2mL 2mol L -1 HCl 洗涤, 再用少许乙醇洗涤, 吸干 晶体在水浴上干燥, 称量, 计算产率 2 三氯化六氯合钴(Ⅲ) 组成的测定 (1) 氨的测定准确称取 0.2g 左右的试样, 于 250mL 锥形瓶中, 加 80mL 水溶解, 然后加入 10mL10%NaOH 溶液 在另一锥形中准确加入 30-35mL0.5mol L -1 HCl 标准溶液, 放入冰浴中冷却 按下图装配仪器, 从漏斗加 3-5mL10%NaOH 溶液于小试管中, 漏斗柄下端插入液面约 2-3cm 加热试样液, 开始可用大火, 当溶液近沸时改用小火, 保持微沸状态, 蒸馏 1h 左右, 即可将溶液中氨全部蒸出 蒸馏完毕, 取出插入 HCl 溶液中的导管, 用蒸馏水冲洗导管内外 ( 洗涤液流入氨吸收瓶中 ) 取出吸收瓶, 加 2 滴 0.1% 甲基红溶液用 0.5mol L -1 NaOH 标准溶液滴定过剩的 HCl, 计算氨的含量 图 25-1 蒸氨装置 1. 样品液 2. 10% NaOH 溶液 3. 切口橡皮塞 4. 冰浴 5. 标准盐酸溶液 (2) 钴的测定准确称取 g 试样两份于 250mL 锥形瓶中, 分别加 20mL 水溶解, 再加入 3mL10%NaOH 加热, 有棕黑色沉淀产生, 沸后小火加热 10min, 使试样完全分解 稍冷后加入 3.5-4mL 6mol L -1 HCl, 滴加 1-2 滴 30%H 2 O 2, 加热至棕黑色沉淀全部溶解, 溶液成透明的浅红色, 赶尽 H 2 O 2 冷后准确加入 35-40mL0.05mol L -1 EDTA 标准溶液, 加 10mL30% 六亚甲基四胺后, 仔细调节溶液的 ph 为 5-6, 加 2-3 滴 0.2% 二甲酚橙, 用 0.05mol L -1 ZnCl 2 标准标准溶液滴定, 当试样溶液由橙色变为紫红色即为终点 计算钴的含量 (3) 氯的测定 1 AgNO 3 溶液的浓度约为 0.1mol L -1, 计算滴定所需的试样量 2 准确称取试样两份于 250mL 锥形瓶中, 分别加 25mL 水, 配制成试样液 47

48 3 加 1mL5% 的 K 2 CrO 4 溶液为指示剂, 用 0.1mol L -1 AgNO 3 标准溶液滴定至出现淡红棕色不再消失为终点 4 由滴定数据计算氯的含量 由以上氨 钴 氯的测定结果, 写出产品的化学式并与理论值比较 3 三氯化六合钴电离类型的测定 (1) 配制 250mL 稀度为 128 的试样溶液, 再用此溶液配制稀度分别为 的试样液各 100mL( 所谓稀度即溶液的稀释程度, 为物质的量浓度的倒数, 如稀度为 128, 表示 128L 中含有 1mol 溶质 ), 用 DDS-11A 型电导率仪测定溶液的电导率 k (2) 确定电离类型按 m = k 10 3 c 计算摩尔电导率, 确定 Co(NH 3 ) 6 Cl 3 的电离 类型 五 思考题 1 由实验结果确定自制的三氯化六氨合钴的组成, 并分析与理论值有差别的原因 2 测定配离子电荷有何其他方法? 3 在[Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 的制备过程中, 氯化铵 活性炭 过氧化氢各起什么作用? 影响产品产量的关键在哪里? 4 [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ 与 [Co(NH 3 ) 6 ] 2+ 比较, 那个稳定, 为什么? 5 氨的测定原理是什么? 氨测定装置中, 漏斗下端插入氢氧化钠液面下, 以及橡皮塞切口的原因是什么? 6 测定钴含量时, 样品液中加入 10% 氢氧化钠, 加热后产生棕黑色沉淀, 这是什么化合物? 加入 6mol L -1 盐酸 30% 过氧化氢, 加热至溶液呈浅红色, 这是什么化合物? 用什么方法测定钴含量? 为什么要用 30% 六亚甲基四胺将溶液的 ph 值调到 5-6? 2-7 氯的测定原理是什么?CrO 4 浓度 溶液的酸度对分析结果有何影响, 合适的条件是什么? 8 何谓稀度? 如配 250mL 稀度为 128 的 [Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 溶液, 计算应准确称取该络合物的量 9 如何测定[Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 的电离类型? 实验九十七萃取分离 - 紫外分光光度法测定复方乙酰水杨酸药片中各组分的含量一 实验目的 1. 了解溶剂萃取分离法在药物分离及紫外光度分析中的应用 ; 48