新乡医学院医用化学实验课教案首页授课教师姓名及职称：新乡医学院化学教研室年月日实验 盐酸与氢氧化钠溶液的配制与标定分析检验在医学及其它方面都有很重要的用途，比如医学上的血检、尿检，日常生活中水质的监控，空气污染程度的检测等。

今天我们就通过酸碱浓度比较这个实验来学习分析实验的基本操作之一 —— 酸碱滴定。

首先我们来看今天的实验目的。

一、实验目的1．学会近似0.1mol/L 酸(HCl)、碱(NaOH)标准溶液的配制方法。

2．掌握容量仪器的正确使用和容量分析的基本操作。

那么我们如何通过酸碱滴定来确定酸碱浓度比呢？下面一起来学习今天的实验原理。

二、实验原理今天实验的基本原理非常简单，就是我们非常熟悉的酸碱中和反应：H ＋＋OH －＝H 2O 。

当完全反应的时候，所消耗的酸和碱的物质的量相同，用等式表示就是C H V H ＝C OH V OH ，将这个式子转化可以得到α==OHH H OH V V C C ，也就是碱和酸的浓度比等于它们体积的反比，我们将这个比值设为α。

那么在具体的滴定分析中，我们是如何利用这个反应的呢？通常，我们首先准确量取一定体积未知浓度的酸（或碱）试样，然后用已知浓度的碱（或酸）标准溶液进行滴定，再利用达到滴定终点时所消耗的酸碱体积比来确定其浓度比。

那么，在滴定的过程中，我们如何判断酸碱反应是否完全，滴定是否达到了终点呢？这就要借助酸碱指示剂了，因为酸碱指示剂在不同的pH 范围内会因为结构的转化而表现出不同的颜色，所以我们可以利用指示剂在酸碱反应突跃范围内的颜色变化来确定滴定终点。

因此，指示剂的选择和滴定终点的判断是影响滴定分析准确性的两个关键因素。

今天我们的实验是用NaOH 溶液来滴定HCl 溶液，在化学计量点前后，滴定剂NaOH 的量从不足0.1％到过量0.1％，混和溶液的pH 值会从4.3增加到9.7，形成该反应的滴定突跃pH ＝4.3－9.7。

那么对于这个滴定反应我们该选择哪种指示剂呢？我们知道指示剂的变色范围应该全部或部分落在滴定反应的突跃范围内。

我们实验室常用的指示剂有：酚酞，其变色范围是pH ＝8.0－9.6；甲基橙，其变色范围是pH ＝3.1－4.4；甲基红，其变色范围是pH ＝4.2－6.2，显然，这三种指示剂的变色范围都与滴定突跃范围有交叉，因此，从理论上讲这三种都可以作为NaOH 滴定HCl 的指示剂，但在实际操作中，我们通常会选择酚酞，因为相对于甲基橙和甲基红，人眼对酚酞从无色到微红色的颜色变化更敏锐。

那么当滴定至溶液由无色变为微红色，并在30s 内不退色时，我们就认为滴定达到了终点。

此时，根据滴定管的读数，就可以计算出消耗的NaOH的体积，进而根据我们前面所讲的公式就可以得到酸碱浓度比了。

实验原理就讲到这里，下面，我们一起来看看今天实验所要用到的试剂和仪器。

三、试剂和仪器试剂方面，今天重点向大家强调一下NaOH和浓HCl，这两种药品都具有很强的腐蚀性，在使用时大家一定要小心，不要弄到皮肤或衣服上，如果不小心沾上了，要及时清洗、处理。

那么在取用这两种药品时大家要注意，因为浓HCl具有很强的挥发性，所以要在通风橱中取用，而NaOH呢，因为极易吸收空气中的水份和CO2，所以在称量时速度要快，并且注意随时将NaOH试剂瓶盖好，尽量减少药品暴露在空气中的时间。

下面我们来看今天所用的实验仪器，今天所用的主要仪器有以下几种，其中天平和量筒我们以前几次实验中都用过，就不多说了，今天重点给大家介绍滴定管的使用方法。

滴定管，我们以前没有接触过，它是用来准确测量管中流出液体体积的量器，是容量分析中常用的定量分析仪器之一，规格主要有25ml，50ml，100ml等几种。

滴定管根据所能盛放溶液性质的不同分为两类：酸式滴定管和碱式滴定管，简称酸管和碱管。

首先我们来认识一下滴定管，大家看，这个滴定管架上夹着的就是50ml的酸管和碱管，从外形上我们可以很清楚的看到它们的区别在管下端的节制阀，酸管的节制阀是一个玻璃活塞，用于盛放酸性或氧化性溶液；碱管的节制阀是一段内含玻璃珠的乳胶管，用于盛放碱性溶液，不能盛放氧化性溶液，比如KMnO4或I2溶液等。

滴定管与我们以前用过的玻璃仪器如量筒相比，有一个很特别的地方，就是它的刻度。

它的0刻度在最上面，最大刻度值在最下面，管身的刻度，每一大格是1ml，每一小格是0.1ml，读数时要求估读一位，所以我们要估读到最小刻度的下一位就是0.01ml。

酸管和碱管因为构造不同，所以使用方法也有不同。

首先给大家介绍酸管的使用方法。

当我们拿到一个酸管时，首先要检查是否有破损或裂纹的地方，如果有，应该及时报告，更换新管。

如果没有我们就可以进行第一步，检漏。

1．检漏在这一步中，我们首先要检查活塞与活塞套的配合是否紧密，活塞的转动是否灵活，如果出现配合不紧密或转动不灵活的情况，那么滴定管在使用时就会漏水，此时我们需要在活塞处涂凡士林。

然后关闭活塞，向滴定管中装满自来水，夹在滴定管架上，静置2分钟，观察下端活塞周围有没有向外渗水，如果还渗水需要重新涂凡士林，若不渗水，则将活塞旋转180度，再次观察，若不漏水就可以继续使用了。

下面我们介绍第二步：洗涤。

2．洗涤和其他玻璃仪器的洗涤方法相同，我们首先要用自来水冲洗，然后用蒸馏水润洗至少三遍。

注意：大家用自来水冲洗的时候不要对着自来水管接水，以免将滴定管口弄坏（演示）。

如果内壁有特别难去除的圬垢时，则应该选用适当的洗涤剂来清洗，当然最后还要分别用自来水和蒸馏水冲洗，那么洗干净的标准是：滴定管应该内外壁均匀润湿，形成一层水膜，但不挂水珠。

洗干净后应该夹在滴定管架上以免再次污染。

大家注意，和我们以前使用过的玻璃仪器不同，滴定管在洗干净之后使用之前还有一步，就是润洗，一定要用待盛放的溶液润洗三次，以消除内壁上残留水份的影响。

3．润洗润洗的方法是：首先将试剂瓶内的溶液摇匀，闭合活塞，然后将滴定管取下，我们用左手拿住滴定管上端，然后右手拿试剂瓶，注意使标签朝向手心，不需借助任何容器直接向滴定管中注入待盛放的溶液大约10ml，然后两手拿住滴定管，边转动边放平，使溶液逐渐布满整个管的内壁，这里提醒大家注意，转动滴定管时应该使上管口对着废液缸，以防溶液撒出。

第一次的润洗液可由上口放出到废液缸中，以后两次可以各用5ml溶液润洗，润洗液从下口放出，这样就可以顺便润洗活塞以下的尖嘴部分了，润洗完毕后，关闭活塞，将滴定管重新夹在架子上。

现在滴定管经过洗涤和润洗就可以装液了。

4．装液如果细分，装液这一步包含三部分，分别是装液，排气泡和调整液面。

下面我们逐一介绍。

首先是装液，装液和我们刚才润洗时装液的方法一样，只是我们现在要注入溶液至液面在“0”刻度以上。

装好溶液后将滴定管夹在架子上，然后我们要观察滴定管活塞及下部尖端部分是否有气泡。

如果有就必须要排除，那么对于酸管，其尖端的气泡一般比较容易看到，排气泡的方法是：取下滴定管用右手拿住滴定管，并将其倾斜约30度，然后用左手迅速打开活塞，让液体冲出将气泡带走。

另外，为了减小因为滴定管刻度不均匀而引起的误差，我们在排完气泡后还要调整液面，使每次滴定都从“0”刻度即0.00ml或接近“0”刻度的某一刻度开始，比如我们现在液面较高，我们就缓慢的旋开活塞放出部分溶液至废液缸中，使液面逐渐下降到0.00ml刻度，如果液面较低，我们可以先往滴定管中注入溶液使液面超过0.00ml刻度，然后再按照刚才的方法调整液面。

调整好液面后，就要读取滴定管中溶液的初始读数，下面我们一起来看一下该如何正确读数。

5．读数每次读数前要检查：滴定管活塞及尖嘴处有没有气泡，尖嘴外是否挂有水珠，不存在这些情况时才可以读数。

另外，为了减小误差，在每次放出液体后应该等待1-2分钟再读数，这样就可以使滴定管内壁附着的溶液尽可能的都流下来。

读数时要将滴定管从架上取下，用右手拇指和食指捏住上部无刻度处，其余手指辅助拿稳，并使滴定管保持垂直；读数时，我们的视线应该与刻度线，溶液凹液面处于同一水平面上，即三点一线，另外，再次提醒大家读数时应该估读到0.01ml，我们记录的数据的小数点后应该有两位数字。

那么记录初始读数后就可以进行滴定了。

6．滴定滴定时，滴定管应该竖直地夹在滴定管架上，并使活塞柄向右。

另外，在介绍前面几步操作的时候可能有的同学已经注意到我控制活塞的方法了。

就是用左手握住活塞，拇指在前，食指和中指在后拿住活塞柄，控制活塞转动，无名指和小指向手心自然弯曲，轻轻的贴在下端出口部分。

转动活塞时不要向外用力，以免拉出活塞，应稍向手心处用力拉紧活塞，当然也不要用力过大，以免造成活塞转动困难。

今天实验中被滴定溶液在锥形瓶中，因此，滴定反应在锥形瓶中进行。

锥形瓶的拿法是：用右手的拇指，食指和中指握住锥形瓶的瓶颈，其余两指辅助拿好，使锥形瓶高出滴定台2-3cm，滴定管下端深入瓶内约1cm，左手控制滴定速度，右手不断摇动锥形瓶，此时要注意，摇动锥形瓶应该腕关节用力，使锥形瓶向同一个方向旋转，不能前后或左右摇动，避免溶液飞溅出来，也不能摇的太慢，以免影响反应的充分进行。

在整个滴定过程中，我们要学习并掌握三种滴定速度。

刚开始时，滴加速度可以稍快，使液体连续的滴下。

当溶液滴下，液滴周围溶液红色褪去较慢时，说明滴定快接近终点了，此时要用洗瓶中的蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下，然后改为一滴一滴地加入，加一滴摇几下，最后甚至可以半滴半滴加入，那么，怎样才能加入半滴呢？下面我们讲一下半滴的加入方法是：首先要求大家要缓慢转动活塞，使尖端挂有液滴，但是悬而不落，然后关闭活塞，用锥形瓶内壁将液滴沾落，用洗瓶吹少量蒸馏水将附着于锥形瓶内壁上的溶液冲下去，充分摇动锥形瓶，观察颜色变化。

如此反复，直到锥形瓶中溶液由无色变为微红色，并在30s内不退色，即达到终点。

然后按正确的方法再次读数并记录。

这样完成一次滴定操作后，滴定管中的溶液不用倒掉，我们只需要重新加入溶液至“0”，刻度以上，并再次调节液面，然后重复前面操作，进行下一次滴定。

一般都要求平行滴定三次，那么当全部实验结束后滴定管内剩余溶液要倒入废液缸中，不能倒回原瓶，以免造成污染。

最后用自来水和蒸馏水将滴定管清洗干净，上口朝下夹在滴定管架上，以备下次使用。

碱式滴定管的使用方法和酸式滴定管差不多，也需要我们刚才所讲的一系列步骤。

但是，因为碱式滴定管的节制阀是内有玻璃珠的乳胶管，所以在使用上也有其特殊的地方。

首先，对于碱式滴定管的检查，我们除了看是否有破损，还要看乳胶管是否老化，玻璃珠大小是否合适，玻璃珠的直径应略大于乳胶管的内径，如果太大，操作不便，太小则会漏水，大家可以在碱式滴定管中装入水试一下，如果玻璃珠大小不合适，要及时更换新的。

另外，碱式滴定管中尖嘴和乳胶管中的气泡往往不容易看到，可能有时要对着光亮看才能看到，排气泡时，右手拿住管身上端，并使管身向右倾斜，左手拇指和中指捏住玻璃珠部位，使乳胶管向上弯曲翘起，挤压玻璃珠，使气泡随溶液排出。