混合碱含量分析
-1
2 000 m M
Na 2 C O 3
Na 2 C O 3
V HCl
当 V1>V2,
NaOH g L
-1
V1
- V 2 c HCl M V
V 2 c HCl M V
NaO H
NaLeabharlann 2 CO3g L
-1
2 V 2 c HCl M 2V
m
碳酸钠
(g)
HCl 终读数 HCl 初读数 VHCl
(mL) (mL) (mL)
CHCl(mol· -1) L CHCl 的平均值(mol· -1) L
相对平均偏差(﹪)
表 2 混合碱分析
1
移取混合碱体积 V 试液(mL) V1 (mL) V2 (mL) NaOH 含量(g.L-1) Na2CO3 含量(g.L-1) NaOH 平均含量(g.L-1) Na2CO3 平均含量(g.L-1)
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 然 V2 是滴定 NaHCO3 所消耗的 HCl 溶液体积, Na2CO3 被滴到 NaHCO3 和 NaHCO3 而 被滴定到 H2CO3 所消耗的 HCl 体积是相等的。 - + 甲基橙变色时: HCO3 +H =H2CO3(CO2+H2O) 由反应式可知: V1>V2 , Na2CO3 消耗标准溶液的体积为 2V2, 且 NaOH 消耗标准溶液的体积为 V1—V2) 据此可求得混合碱中 NaOH 和 Na2CO3 的含量。 ( , 若混合碱系 Na2CO3 和 NaHCO3 的混合物,以上述同样方法进行测定, 则 V2 >V1,且 Na2CO3 消耗标准溶液的体积为 2 V1, NaHCO3 消耗 HCl 标准溶液 的体积为(V2—V1)。 由以上讨论可知,若混合碱系由未知试样组成,则可根据 V1 与 V2 的数 据,确定混合碱的组成,并计算出各组分的含量。 三、仪器和试剂 仪器: 50mL 酸式滴定管、25mL 移液管、锥形瓶等 试剂: 基准物质无水碳酸钠、混合碱液、浓盐酸 四、实验内容 1、盐酸溶液(0.1mol· -1)的配制 L 用移液管取浓盐酸 4.5ml,加水稀释至 500mL 混匀,倒入试剂瓶中,密塞,即得. 2、盐酸溶液(0.1mol· -1)的标定 L 递减质量法称取无水碳酸钠 0.10~0.15g,加甲基橙指示剂 1-2 滴,用 HCl 溶 液滴定至溶液由黄色刚变为橙色,即为终点。记下所消耗 HCl 的体积。平行测定 三份,计算盐酸溶液的浓度,其相对偏差应在 0.2%以内。。 3、混合碱分析 准确移取 25.00mL 的试液于 250mL 锥型瓶中,加 2 滴酚酞指示剂,用 HCl 标准溶液滴至溶液略带粉色终点,记下用去 HCl 溶液的体积 V1;再加入 1 滴甲基 橙指示剂,用 HCl 继续滴至溶液由黄色变为橙色,用去的 HCl 溶液的体积为 V2。 重复测定 3 次,其相对偏差应在 0.5%以内。 根据消耗 HCl 标准溶液的体积 V1 与 V2 的关系,确定混合碱的组成,并计算 出各组分的含量。 五、数据记录与处理 1、数据记录与处理 表 1 盐酸标准溶液的标定 1 2 3
Na 2 C O 3
Na 2 C O 3
当 V1<V2, Na
2 CO 3
g L
-1
2 V 1 c HCl M 2V
Na 2 C O 3
V 1 c HCl M V
Na 2 C O 3
NaHCO
3
g L
-1
V 2
- V 1 c HCl M V
加入酚酞
若混合碱是由 NaOH 和 Na2CO3 组成, 先以酚酞作指示剂, HCl 标准溶液滴 用 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。过程的反应如下: 酚酞变色时: - + OH +H =H2O - + - CO32 +H =HCO3 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
2
3
相对平均偏差 相对平均偏差
1
移取混合碱体积 V 试液(mL) V1 (mL) V2 (mL) NaHCO3 含量(g.L-1) Na2CO3 含量(g.L-1) NaHCO3 平均含量(g.L-1) Na2CO3 平均含量(g.L-1)
2
3
相对平均偏差 相对平均偏差
2、公式推导
对于 HCl 溶液, c HCl mol L
七、思考题 1、测定混合碱(可能有 NaOH、Na2CO3、NaHCO3),判断下列情况下,混 合碱中存在的成分是什么? (1)V1=0,V2≠0;(2)V2=0,Vl≠0; (3)V2≠0,V1>V2; (4)V1≠0, V1<V2;(5)V1=V2≠0 ① ② ③ ④ ⑤ V1=0 V2>0 时,组成为:HCO3V1>0 V2=0 时,组成为:OHV1>V2 时,组成为:CO32-+ OHV1<V2 时,组成为:HCO3- +CO32V1=V2 时,组成为: CO32-
2、此实验滴定到第二个终点时应注意什么问题? 第二计量点时颜色变化为黄色——橙色。 滴定过程中摇动要剧烈, CO 2 逸 使 出避免形成碳酸饱和溶液,使终点提前。
Na HCO
3
六、注意事项 1、混合碱是由 NaOH 和 Na2CO3 组成时,酚酞指示剂可适量多加几滴,否则 常因滴定不完全而使 NaOH 的测定结果偏低,Na2CO3 的结果偏高。 2、用酚酞作指示剂时,摇动要均匀,滴定要慢些,否则溶液中 HCl 局部过量, 会与溶液中的 NaHCO3 发生反应,产生 CO2,带来滴定误差。但滴定也不能太慢, 以免溶液吸收空气中的 CO2。 3、用甲基橙作指示剂时,因 CO2 易形成过饱和溶液,酸度增大,使终点过早 出现,所以在滴定接近终点时,应剧烈地摇动溶液或加热,以除去过量的 CO2, 待冷却后再滴定。
实验三 混合碱含量的测定
一、实验目的 1、掌握用无水碳酸钠作基准物质标定盐酸溶液的原理和方法。 2、了解多元弱碱滴定过程中溶液 pH 值的变化及指示剂的选择; 3、掌握双指示剂法测定混合碱各组分的原理和方法; 4、进一步练习滴定、移液、定容等基本操作。 二、实验原理 1、盐酸溶液的配制与标定原理 市售浓盐酸为无色透明的 HCl 水溶液,HCl 含量为 36%~38%(W/W, 相对密度 约为 1.18。由于浓盐酸易挥发放出 HCl 气体,直接配制准确度差,因此配制盐酸 标准溶液时需用间接配制法。 标定盐酸的基准物质常用无水碳酸钠和硼砂等,本实验采用无水碳酸钠为基 准物质,以甲基橙指示剂指示终点,终点颜色由黄色变为橙色。 用 Na2CO3 标定时反应为: 2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2↑ 反应本身由于产生 H2CO3 会使滴定突跃不明显,致使指示剂颜色变化不够敏锐, 因此,在接近滴定终点之前,最好把溶液加热煮沸,并摇动以赶走 CO2,冷却后再 滴定。 2、双指示剂法分析混合碱的原理 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。 测混合碱试液,可选用酚酞和甲基橙两种指示剂。以 HCl 标准溶液连续滴定。 滴定的方法原理可图解如下: