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无机及分析化学——实验十一 混合碱的分析(双指示剂法)
2017-12-02 SLC    (点击: )

作者:2016级会计学 何家琦           

作者简介:2016-2017学年以海洋科学类专业第三转入工商管理大类,专业积点第一

 

一、实验目的

⒈ 进一步熟练滴定操作和滴定终点的判断;

⒉ 掌握混合碱分析的测定原理、方法和计算。

 

二、实验原理

混合碱是NaOH 与Na2CO3,或Na2CO3 与 NaHCO3的混合物,采用双指示剂法,可以测定各组分的含量。

首先,在碱液中加入酚酞指示剂,用HCl标准溶液滴定至溶液略带粉红色,即为第一化学计量点,反应如下:

NaOH + HCl = NaCl+ H2O

Na2CO3+ HCl = NaHCO3 +H2O

此时反应产物为NaHCO3和NaCl,溶液pH为8.3,设所消耗HCl溶液的体积为V1(ml)。

然后,继续加入甲基橙指示剂,用HCl标准溶液滴定至溶液由黄色转变为橙色,即为第二化学计量点,反应如下:

NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑

此时溶液pH为3.7。设所消耗HCl溶液的体积为V2(ml)。

分别用酚酞、甲基橙指示第一、第二终点,具体如下:

  NaOH   Na2CO3   NaHCO3

                              如果V1>V2 则为NaOH和Na2CO3混合物 

 V1   酚酞作指示剂        NaOH消耗HCl体积为:V1-V2

          终点:红 → 无色    Na2CO3消耗HCl体积为:2 V2

                              如果V1<V2则为NaHCO3和Na2CO3的混合物  

NaCl  NaHCO3                Na2CO3消耗HCl体积为:2 V1

                             NaHCO3  消耗HCl体积为:V2-V1

V2        甲基橙作指示剂

        终点:黄 → 橙

NaCl    CO2  H2O

 

三、实验试剂

混合碱试样;甲基橙指示剂(1g/L水溶液);酚酞指示剂(2g/L乙醇溶液);HCl标准溶液0.1mol·L-1(已给粗配盐酸,要滴定后确定其浓度)

 

四、实验仪器

分析天平(公用)、称量瓶(公用)、烧杯(1)、容量瓶250mL (1)、移液管25mL (1)、玻璃棒(1)、锥形瓶(3)、酸式滴定管(1)

 

五、实验步骤

1.   粗配盐酸溶液的标定(大概在0.1mol·L-1左右)

   差减法(用到分析天平)称取无水Na2CO3三份,每份0.15~0.20g,分别放在250mL锥形瓶中,加50mL水溶解,摇匀,加1滴甲基橙指示剂,用HCl溶液滴定(放在玻璃制的中)到溶液刚好由黄变橙即为终点。计算HCl溶液的浓度。要求测定的相对平均偏差≤0.2%。

2.混合碱试液的配制

用递减称(用到分析天平)量法准确称取0.83-0.85g试样置于烧杯中,用适量去离子水溶解后转移到容量瓶中定容(250ml)。

3.第一终点的滴定

用移液管(25ml)吸取试液一份,置于锥形瓶中,加适量蒸馏水,再加2~3滴酚酞指示剂,用

HCl标准溶液滴定至溶液由红色转变为微红色,记下读数。

4.第二终点的滴定

在上述溶液中再加1 ~2滴甲基橙指示剂,继续用HCl标准溶液滴定至溶液由黄色转变

为橙色,记下读数。

5.用同样方法再测定二份,并计算样品中各成分的含量。

 

六、实验数据处理

 

1.       mol·L-1HCl溶液浓度的标定

 

滴定序号

1

2

3

无水碳酸钠质量(g)

 

Na2CO3溶液的体积(mL)

25.00

25.00

25.00

HCl溶液

的体积

(mL)

起始读数(mL)

 

 

 

终了读数(mL)

 

 

 

实际体积(mL)

 

 

 

HCl溶液的浓度(mol·L-1)

计算值(mol·L-1)

 

 

 

平均值(mol·L-1)

 

相对偏差

%

%

%

 

HCl溶液的浓度是               mol·L-1

 

2.         混合碱的分析   

 

滴定序号

1

2

3

混合碱溶液的体积(mL)

25.00

25.00

25.00

HCl溶液

的体积

(mL)

起始读数(mL)

 

 

 

第一终点读数(mL)

 

 

 

第二终点读数(mL)

 

 

 

实际体积(mL)

V1(mL)

 

 

 

V2(mL)

 

 

 

混合碱溶液的组成

NaOH

计算值(mol·L-1)

 

 

 

平均值(mol·L-1)

 

相对偏差

%

%

%

NaHCO3

计算值(mol·L-1)

 

 

 

平均值(mol·L-1)

 

相对偏差

%

%

%

Na2CO3

计算值(mol·L-1)

 

 

 

平均值(mol·L-1)

 

相对平均偏差

%

%

%

 

结论:混合碱溶液的组成是:NaOH           mol·L-1;NaHCO3           mol·L-1;

Na2CO3           mol·L-1

 

七、注意事项

1.  在第一终点滴完后的锥形瓶中加甲基橙,立即滴V2。千万不能在三个锥形瓶先分别滴

V1,再分别滴V2。

2.  滴定第一终点时酚酞指示剂可适当多滴几滴,以防NaOH滴定不完全而使NaOH的测定

结果偏低,Na2CO3的测定结果偏高。

3.  最好用浓度相当的NaHCO3的酚酞溶液做对照,在到达第一终点前,不要因为滴定速度

过快,造成溶液中HCl局部过浓,引起CO2的损失,带来较大的误差,滴定速度亦不能太慢,摇动要均匀。

4.  临近第二终点时,一定要充分摇动,以防止形成CO2的过饱和溶液而使终点提前到达。

八、实验结果分析

附:m(Na2CO3)=106    m(NaOH )=40    m(NaHCO3)=84

相对偏差计算公式:先算出平均偏差(单次测定值偏差的绝对值的和,在除以组数);用平均偏差除以平均值就是相对平均偏差。

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