尿素中氮含量的测定
3
在通风橱内缓缓加热,当有密集的CO2溢出时,移走煤气灯,至无CO2气泡少时,用大火加热至冒出的浓白雾又变稀时,再加热2min,在通风橱中冷却。
1. 消化过程中怎样掌握火焰的大小,大火加热后能观察到哪些现象?
2. 消化过程中的注意事项有哪些?
3. 为什么要在通风橱中冷却?
4
吹洗表面皿和杯壁,加30mL纯水稀释,稍冷后完全转移至250mL容量瓶中,稀释至标线,摇匀。
答:尿素消化:CO(NH2)2+ 3H2SO4= (NH4)2SO4+ 2SO2↑+ 2H20 + CO2↑
NH4+强化:4NH4++ 6HCHO = (CH2)6N4H++ 3H++ 6H2O
N% = [C(NaOH)×V(NaOH)×M(N) ]÷[m(CO(NH)2×25.00/250.00)]×100%
4.进一步熟悉分析天平的使用。
二.实验原理:
1. 尿素是有机碱,不能被强酸直接滴定,需要先消化。
尿素的消化 尿素CO(NH2)2是有机弱碱,Kb=1.3×10-14,不能满足cKb≥10-8弱碱直接被准确滴定的条件,可用浓硫酸将其转化为(NH4)2SO4:
CO(NH2)2+ 2H2SO4= (NH4)2SO4+ CO2↑ + SO3↑ﻫCO(NH2)2+ H2SO4+ H2O = (NH4)2SO4+ CO2↑
四、实验步骤
序号
步 骤
思 考
1
在一周前洗净100mL小烧杯、小表面皿、10mL量筒,放实验柜中晾干。
为什么尿素消化步骤中所用器皿均需干燥,怎样干燥?
2
准确称取尿素试样0.6~0.7g于100mL烧杯中,加6mL浓硫酸,盖上表面皿。
1. 怎样取用浓硫酸,实验中要注意什么?
2.为什么小烧杯只盖表面皿,不能放玻棒?
3.中和硫酸过程中氢氧化钠的量是否要准确控制?若不足或过量时对实验结果有什么影响?碱加过量了该怎么办?中和过量的碱是否要记录?
尿素CO(NH2)2经浓硫酸消化后转化为(NH4)2SO4,过量的H2SO4以甲基红作指示剂,用NaOH标准溶液滴定至溶液从红色到黄色。
2. NH4+是弱酸,不能被强碱直接滴定,要把弱酸强化
弱酸的强化 NH4+是一个弱酸,Ka=5.6×10-10,也不满足cKa≥10-8弱酸直接被准确滴定的条件,可用甲醛将其转化。4NH4+ + 6HCHO = (CH2)6N4H+ + 3H+ + 6H2O
2. 用吸管移取试液时,是移取一份测一份,还是移取三份后测?
3. 中和多余的强酸时,为什么用甲基红作指示剂,而不用酚酞?
4. 怎样中和多余的硫酸?
6
取30ml甲醛溶液,以酚酞为指示剂,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液中和至微红色。
7
在中和好的消化液中,加入10ml甲醛溶液,充分摇动,放置5min。
8
19.09
19.02
19.00
氮的含量N%
46.22
46.05
46.00
相对相差%
氮的含量N% (舍前)
46.09
S
0.001153
计算T
1.13
0.35
0.78
查表3-1的T(置信界限95%)
1.15
氮的含量N% (舍后)
46.09
用到的计算公式:
1. N — H+—OH-
N% = [C(NaOH)×V(NaOH)×M(N) ]÷[m(CO(NH)2×25.00/250.00)]×100%
加入5滴1%酚酞指示剂,溶液由红色至金黄色,到纯黄,最后到金黄色即为终点。
五.实验结果及分析
序号
1
2
3
尿素的总质量m/g
0.6236
尿素的体积/mL
25.00
25.00
25.00
初读数V1(NaOH)/mL
0.00
0.00
0.00
终读数V2(NaOH)/mL
19.09
19.02
19.00
△V(NaOH)/mL
尿素中氮含量的测定
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实验八:尿素中氮的测定
一.实验目的
1.学会用甲醛法测定氮含量,掌握间接滴定的原理。
2.学会NH4+的强化,掌握试样消化操作。
3.掌握容量瓶、移液管的正确操作。
由于生成的(CH2)6N4H+(Ka=7.1×10-6)和H+可用NaOH标准溶液滴定,滴定终点生成的(CH2)6N4是弱碱,化学计量点时,溶液的pH值约为8.7,应选用酚酞为指示剂,溶液中有两种指示剂,在滴定前溶液为红色,滴入NaOH标准溶液后,随着溶液中氢离子的减少,颜色的变化次序为红→橙→金黄(第一次)→黄→金黄(第二次)。第一次出现金黄时未到终点,此时是指示剂甲基红的颜色变化,待过纯黄后,再出现第二次的金黄,已到终点,此时是指示剂酚酞的颜色变化在起作用。。
1. 为什么吹洗表面皿和杯壁,为什么冷却后才能吹洗?
2. 怎样将试液全部转移到容量瓶中?
3. 怎样混合容量瓶中的试液?
5
准确移取25.00mL试液三份,分别加3滴甲基红指示剂,先用2mol·L-1,后用0.1mol·L-1NaOH溶液中和过剩的H2SO4至纯黄。
1. 能否将洗至纯水的吸管直接伸入容量瓶中,吸取溶液荡洗三次?
铵盐与甲醛的反应在室温下进行较慢,加甲醛后,需放置几分钟,使反应进行完全。
三.主要仪器与试剂
主要仪器:分析天平,250m烧杯(3个),50mL滴定管,称量瓶, 干燥器,量筒,250mL容量瓶。
主要试剂:NaOH溶液(2mol·L-1及0.1mol·L-1的标准溶液), 酚酞指示剂,甲醛溶液 ,基准试剂 ,尿素试样
甲醛与NH4+作用,生成质子化的六次甲基四胺(Ka=7.1×10-6)和H+, 其反应如下:4NH4++ 6HCHO = (CH2)6N4H++ 3H++ 6H2O
所生成的H+和(CH2)6N4H+可用NaOH标准溶液滴定,采用酚酞作指示剂。
2.写出尿素消化和NH4+强化的主要反应式,拟出尿素中含氮的质量分数计算公式。
2.平均值的计算: =(X1+X2+X3+……+Xn)/n
3.标准偏差计算:
4:统计量计算式为:Tn=(Xn-)/S
六.问题及思考题
★思考题
1.尿素是个有机碱,为什么不能用标准酸直接滴定? 尿素消化后转化成,为什么不能用标准碱直接滴定?实验中NH4+如何强化?
答:尿素为弱碱,因此不能用标准酸溶液直接滴定。由于NH4+的酸性太弱(Ka=5.6×10-10),因此不能直接用标准溶液滴定。