混合堿的測(cè)定(雙指示劑法)

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?n1.1.掌握雙指示劑法連續(xù)滴定測(cè)定混合堿中各組掌握雙指示劑法連續(xù)滴定測(cè)定混合堿中各組 分含量的原理和方法。分含量的原理和方法。 n2.2.了解多元弱堿在滴定過(guò)程中了解多元弱堿在滴定過(guò)程中pHpH值變化及指示值變化及指示 劑的選擇。劑的選擇。 n3.3.了解混合指示劑使用及其優(yōu)點(diǎn)。了解混合指示劑使用及其優(yōu)點(diǎn)。 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 n 工業(yè)混合堿組成一般為燒堿工業(yè)混合堿組成一般為燒堿 NaOH+NaNaOH+Na2 2C0C03 3、純堿純堿 NaNa2 2C0C03 3 +NaHC0 +NaHC03 3 ， ，而而 NaOH+ NaHC0NaOH+ NaHC03

2、 3一般不可能共存。一般不可能共存。 n 欲測(cè)定同一試樣中欲測(cè)定同一試樣中各組分的含量，可用各組分的含量，可用 標(biāo)準(zhǔn)酸溶液進(jìn)行滴定分析。根據(jù)滴定過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)酸溶液進(jìn)行滴定分析。根據(jù)滴定過(guò)程中pHpH 值變化的情況，選用兩種不同的指示劑值變化的情況，選用兩種不同的指示劑PP+MOPP+MO 分別指示兩個(gè)終點(diǎn)，這種方法稱為雙指示劑法。分別指示兩個(gè)終點(diǎn)，這種方法稱為雙指示劑法。 n此法簡(jiǎn)便、快速，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用普遍，但此法簡(jiǎn)便、快速，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用普遍，但 準(zhǔn)確度不高。準(zhǔn)確度不高。 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 nNaNa2 2COCO3 3 C CK Kb1b110 10-8 -8 ， ，C CK

3、K b b2 2 =10=10-8 -8 ， ， n K K b b1 1 /K/K b b2 2 =10=104 4 ， n按按1%1%誤差可進(jìn)行誤差可進(jìn)行分步滴定分步滴定: : nNaNa2 2COCO3 3 NaHCO NaHCO3 3(ep(ep1 1) ) H H2 2O + CO O + CO2 2(ep(ep 2 2 ) ) n 雙指示劑法雙指示劑法原理：原理： NaHCO3 消耗HCl的體積為V2-V1 Na2CO3 消耗HCI的體積為2V1 NaHCO3 HCl / NaHCO3 HCl / Na2CO3 V1 NaHCO3 V2 H2O+CO2 NaHCO3 H2CO3 (

4、 (黃色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色轉(zhuǎn)變?yōu)槌壬壬? ) H2O+CO2 (紅色變?yōu)榧t色變?yōu)槲⒓t色微紅色) 100 1000 )12( %3 3 s NaHCO m MVVC NaHCO 100 1000 12 2 1 % 32 32 s CONa m MCV CONa 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 n NaNa2 2COCO3 3的的cKcKb1 b110 10-8 -8 ， ，cKcK b b2 2 =10=10-8 -8 ， ， K K b b1 1 /K/K b b2 2 =10=104 4 ，按，按1%1%誤差誤差 可進(jìn)行可進(jìn)行分步滴定分步滴定。NaNa2 2COCO3 3 NaHCO NaHCO3 3(

5、ep(ep1 1) ) H H2 2O + COO + CO2 2(ep(ep 2 2 ) ) n 首先在混合堿溶液中加入首先在混合堿溶液中加入酚酞酚酞指示劑（變色指示劑（變色pHpH范圍范圍8.08.0 10.010.0），用），用HClHCl標(biāo)液滴定到溶液顏色由紅色變?yōu)闃?biāo)液滴定到溶液顏色由紅色變?yōu)槲⒓t色微紅色時(shí)，混時(shí)，混 合堿中的合堿中的NaOHNaOH與與HClHCl完全反應(yīng)（產(chǎn)物完全反應(yīng)（產(chǎn)物NaCl+HNaCl+H2 2O O）而）而NaNa2 2COCO3 3與與HClHCl 反應(yīng)一半生成反應(yīng)一半生成NaHCONaHCO3 3，第一化學(xué)計(jì)量點(diǎn)，第一化學(xué)計(jì)量點(diǎn)pHpHsp sp1 1

6、=8.3 =8.3 。設(shè)此時(shí)消。設(shè)此時(shí)消 耗耗HClHCl標(biāo)液體積為標(biāo)液體積為V V1 1mLmL。 n Na Na2 2COCO3 3 + HCl = NaHCO + HCl = NaHCO3 3 + H + H2 2O O PPPP變色變色 n NaOH NaOH + HCl = NaCl+ H+ HCl = NaCl+ H2 2O O n 然后，再加入然后，再加入甲基橙甲基橙指示劑（變色指示劑（變色pHpH范圍范圍3.13.14.44.4），）， 繼續(xù)用繼續(xù)用HClHCl標(biāo)液滴定到溶液顏色由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)液滴定到溶液顏色由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)槌壬壬珪r(shí)，溶液中時(shí)，溶液中 NaHCONaHCO3 3與

7、與HClHCl完全反應(yīng)（產(chǎn)物完全反應(yīng)（產(chǎn)物NaCl+HNaCl+H2 2COCO3 3），第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn)），第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn) pHpHsp sp2 2=3.9 =3.9。設(shè)此時(shí)消耗。設(shè)此時(shí)消耗HClHCl標(biāo)液體積為標(biāo)液體積為V V2 2mLmL。 n NaHCO NaHCO3 3 + HCl = NaCl + H + HCl = NaCl + H2 2O + COO + CO2 2 MO MO變色變色 n 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 n 多元弱堿在滴定過(guò)程中多元弱堿在滴定過(guò)程中pHpH值變化是強(qiáng)堿性值變化是強(qiáng)堿性 弱堿性弱堿性 酸酸 性，指示劑選擇性，指示劑選擇PP+MOPP+MO。 n 通過(guò)連續(xù)

8、滴定消耗通過(guò)連續(xù)滴定消耗HClHCl標(biāo)液體積標(biāo)液體積V V1 1、 、V V2 2可對(duì)樣品 可對(duì)樣品定性定量定性定量 n n n NaOH Na2CO3 HCl n V V n NaCl+ H2O NaHCO3 NaHC03 PP V1 n V V n H2O+ CO2 H2O+ CO2 MO V2 n 由圖示計(jì)量關(guān)系知，由圖示計(jì)量關(guān)系知，NaNa2 2COCO3 3被中和至被中和至NaHNaHCOCO3 3以及以及NaHNaHCOCO3 3被中被中 和至和至 H H2 2COCO3 3所消耗所消耗HCl HCl 的體積相等（的體積相等（V V）。所以，由所以，由V V1 1和和V V2 2的

9、大小的大小 可以判斷混合堿的組成?？梢耘袛嗷旌蠅A的組成。 n n 酚酞酚酞V1 甲基橙甲基橙V2組組 分分 V1 = V2Na2CO3 V1 = 0，V20NaHCO3 V1 0 ,V2 =0NaOH 0 V2 V1 NaOH + Na2CO3 0 V1 V2NaHCO3 + Na2CO3 n (2)定量定量 n 0 V2 V1 ，組成為組成為: : NaOH + Na2CO3， n分析分析Na2CO3消耗消耗HClHCl體積體積2 2 V V2 2， NaOH 消耗消耗HClHCl體積體積V V1 1-V-V2 2 n 0 V1 V2 ， 組成為：組成為：Na2CO3 + NaHCO3 n

10、分析 分析 Na2CO3耗酸耗酸 ， ，NaHCO3耗酸（耗酸（ ） ） 惰性雜質(zhì)惰性雜質(zhì)%=1%=100-X%-Y% 00-X%-Y% 100 1000 2 2 1 % 32 2 32 s CONa m MCV CONa 100 1000 )( % 21 s NaOH m MVVC NaOH 100 1000 12 2 1 % 32 32 s CONa m MCV CONa 100 1000 )12( %3 3 s NaHCO m MVVC NaHCO 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 n 雙指示劑法中，傳統(tǒng)方法是先用酚酞雙指示劑法中，傳統(tǒng)方法是先用酚酞 指示劑，后用甲基橙指示劑，用指示劑，后用甲基

11、橙指示劑，用HClHCl標(biāo)準(zhǔn)溶標(biāo)準(zhǔn)溶 液滴定。由于酚酞變色不敏銳，人眼觀察液滴定。由于酚酞變色不敏銳，人眼觀察 這種顏色變化的靈敏度較差，因此常這種顏色變化的靈敏度較差，因此常選用選用 甲酚紅甲酚紅- -百里酚藍(lán)混合指示劑百里酚藍(lán)混合指示劑。甲酚紅變色。甲酚紅變色 范圍的范圍的pHpH值為值為6.76.7（黃）（黃）8.48.4（紅），百（紅），百 里酚藍(lán)色范圍的里酚藍(lán)色范圍的pHpH值為值為8.08.0（黃）（黃）9.69.6 （藍(lán)），混合后變色點(diǎn)的（藍(lán)），混合后變色點(diǎn)的pHpH值值8.38.3，酸色呈，酸色呈 黃色，堿色呈紫色。用黃色，堿色呈紫色。用HClHCl滴定劑滴定溶液滴定劑滴定溶液

12、 由紫色變?yōu)榉奂t色，即為終點(diǎn)。由紫色變?yōu)榉奂t色，即為終點(diǎn)。 三、主要儀器和藥品三、主要儀器和藥品 n1 1儀器：電子天平（萬(wàn)分之一），稱量瓶，酸儀器：電子天平（萬(wàn)分之一），稱量瓶，酸 式滴定管式滴定管(50mL)(50mL)，錐形瓶（，錐形瓶（250 mL250 mL），容量瓶），容量瓶 （250 mL250 mL），移液管（），移液管（25 mL25 mL），）， n2 2試劑：混合堿試樣，試劑：混合堿試樣，HClHCl標(biāo)液（約為標(biāo)液（約為 0.10.1molmol L-1L-1），甲基橙水溶液（），甲基橙水溶液（0.1%0.1%），酚酞），酚酞 乙醇溶液（乙醇溶液（0.2%0.2%）。也可

13、使用甲酚紅）。也可使用甲酚紅- -百里酚藍(lán)百里酚藍(lán) 混合指示劑（一份混合指示劑（一份0.1%0.1%甲酚紅鈉水溶液和三份甲酚紅鈉水溶液和三份 0.1%0.1%百里酚藍(lán)鈉鹽水溶液混合）。百里酚藍(lán)鈉鹽水溶液混合）。 四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.1.HClHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定：同前（略）。標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定：同前（略）。 2. 2.稱量及溶樣：用分析天平遞減稱量法稱取稱量及溶樣：用分析天平遞減稱量法稱取2.52.5 3.0g3.0g（準(zhǔn)確至準(zhǔn)確至0.1mg0.1mg）混合堿樣品于）混合堿樣品于100mL100mL燒杯中，燒杯中， 加入少量去離子水溶解，必要時(shí)可加熱促使溶解。加入少量去離子水

14、溶解，必要時(shí)可加熱促使溶解。 待冷卻后，將溶液定量轉(zhuǎn)移于待冷卻后，將溶液定量轉(zhuǎn)移于250mL250mL容量瓶，加水容量瓶，加水 稀釋至刻度，充分搖勻。稀釋至刻度，充分搖勻。 四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟 n3 3混合堿的測(cè)定：平行移取混合堿試液混合堿的測(cè)定：平行移取混合堿試液25.0025.00mLmL 三份于三份于250mL250mL錐形瓶中，各加錐形瓶中，各加2 2滴酚酞滴酚酞指示劑（或指示劑（或 甲酚紅甲酚紅- -百里酚藍(lán)混合指示劑），搖勻。用百里酚藍(lán)混合指示劑），搖勻。用HClHCl標(biāo)標(biāo) 液滴定到溶液由液滴定到溶液由紅色變?yōu)榉奂t色紅色變?yōu)榉奂t色（混合指示劑紫（混合指示劑紫 色變?yōu)榉奂t色），

15、即為反應(yīng)第一終點(diǎn)，記錄所消色變?yōu)榉奂t色），即為反應(yīng)第一終點(diǎn)，記錄所消 耗耗HClHCl標(biāo)液的標(biāo)液的體積體積V V1 1。然后，再加入。然后，再加入2 2滴甲基橙滴甲基橙指示指示 劑，繼續(xù)用劑，繼續(xù)用HClHCl標(biāo)液滴定到溶液由標(biāo)液滴定到溶液由黃色變?yōu)槌壬S色變?yōu)槌壬?即為反應(yīng)第二終點(diǎn)，記錄所消耗即為反應(yīng)第二終點(diǎn)，記錄所消耗HClHCl標(biāo)液的標(biāo)液的體積體積V V2 2。 根據(jù)根據(jù)HClHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和消耗的體積，按照原理標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和消耗的體積，按照原理 部分所述的公式計(jì)算混合堿中各組分的含量。部分所述的公式計(jì)算混合堿中各組分的含量。 n 五、數(shù)據(jù)記錄和處理五、數(shù)據(jù)記錄和處理 n1.判

16、斷混合堿的組成：根據(jù)第一終點(diǎn)、第二終判斷混合堿的組成：根據(jù)第一終點(diǎn)、第二終 點(diǎn)消耗點(diǎn)消耗HCl標(biāo)液的體積標(biāo)液的體積V1mL和和V2mL(V2=VV1) 的大小判斷混合堿的組成。的大小判斷混合堿的組成。 n 2.計(jì)算分析結(jié)果：根據(jù)混合堿的組成，寫(xiě)出各計(jì)算分析結(jié)果：根據(jù)混合堿的組成，寫(xiě)出各 自的滴定反應(yīng)式，推出計(jì)算公式，計(jì)算各組分自的滴定反應(yīng)式，推出計(jì)算公式，計(jì)算各組分 的含量。的含量。 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目123 （稱量瓶（稱量瓶+試樣）質(zhì)量試樣）質(zhì)量/g 傾出后（稱量瓶?jī)A出后（稱量瓶+試樣）質(zhì)量試樣）質(zhì)量/g 試樣質(zhì)量試樣質(zhì)量/g CHCl / mol .L-1 V1HCl / mL V2HCl

17、/ mL X1 / % 平均平均X1 / % 相對(duì)偏差相對(duì)偏差 / % 相對(duì)平均偏差相對(duì)平均偏差 / % 表表1工業(yè)混合堿中各組分的含量的測(cè)定工業(yè)混合堿中各組分的含量的測(cè)定 X2/ % 平均平均X2/ % 相對(duì)偏差相對(duì)偏差/ % 相對(duì)平均偏差相對(duì)平均偏差/ % 表1工業(yè)混合堿中各組分的含量的測(cè)定 六六. 結(jié)果與討論結(jié)果與討論 存在問(wèn)題及注意事項(xiàng)：存在問(wèn)題及注意事項(xiàng)： 1.1.雙指示劑法，由于使用了酚酞（由紅色至粉紅色）、甲基雙指示劑法，由于使用了酚酞（由紅色至粉紅色）、甲基 橙雙色橙雙色指示劑顏色變化不明顯指示劑顏色變化不明顯，分析結(jié)果的誤差較大?？梢裕治鼋Y(jié)果的誤差較大。可以 采用采用對(duì)照對(duì)

18、照的方法提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。的方法提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。 2.2. COCO2 2的保護(hù)與驅(qū)除的保護(hù)與驅(qū)除。在接近終點(diǎn)時(shí)，必須注意。在接近終點(diǎn)時(shí)，必須注意COCO2 2的保護(hù)與的保護(hù)與 驅(qū)除，否則造成終點(diǎn)提前。在第一終點(diǎn)時(shí)，生成驅(qū)除，否則造成終點(diǎn)提前。在第一終點(diǎn)時(shí)，生成NaHCONaHCO3 3應(yīng)盡應(yīng)盡 可能保證可能保證COCO2 2不丟失！采取的措施：不丟失！采取的措施：a.a.接近終點(diǎn)時(shí)，滴定速度接近終點(diǎn)時(shí)，滴定速度 一定不能過(guò)快！否則造成一定不能過(guò)快！否則造成HClHCl局部過(guò)濃，引起局部過(guò)濃，引起COCO2 2丟失！丟失！B.B.搖搖 動(dòng)要緩慢，不要?jiǎng)×艺駝?dòng)！而在第二終點(diǎn)時(shí)，生成動(dòng)要緩慢，不要?jiǎng)×艺駝?dòng)！而在第二終點(diǎn)時(shí)，生成H H2 2COCO3 3飽和飽和 溶液，溶液，pHpH為為3.93.9，應(yīng)盡可能驅(qū)除，應(yīng)盡可能驅(qū)除COC