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文檔簡介
會計學1滴定分析法概述和酸堿滴定法我們在用滴定分析法進行定量分析時,是將被測定物質的溶液置于一定的容器〔通常為錐形瓶〕中,并加入少量適當?shù)闹甘緞?,然后用一種標準溶液通過滴定管逐滴地加到容器里。這樣的操作過程稱為“滴定”。當?shù)稳氲臉藴嗜芤号c被測定的物質定量反應完全時,也就是兩者的物質的量正好符合化學反應式所表示的化學計量關系時,稱反應達到了化學計量點(亦稱計量點以sp表示)。計量點一般根據指示劑的變色來確定。實際上滴定是進行到溶液里的指示劑變色時停止的,停止滴定這一點稱為“滴定終點”或簡稱“終點”。指示劑并不一定正好在計量點時變色。第1頁/共91頁滴定終點與計量點不一定恰好相符,它們之間存在著一個很小的差別,由此而造成的分析誤差稱為“滴定誤差”也叫“終點誤差”以Et表示。滴定誤差的大小,決定于滴定反應和指示劑的性能及用量。因此,必須選擇適當?shù)闹甘緞┎拍苁沟味ǖ慕K點盡可能地接近計量點。滴定分析法是定量分析中的重要方法之一,此種方法適于百分含量在1%以上各物質的測定,有時也可以測定微量組分;該方法的特點是:快速、準確、儀器設備簡單、操做方便、價廉,可適用于多種化學反應類型的測定;分析結果的準確度較高,一般情況下,其滴定的相對誤差在0.2%左右。所以該方法在生產和科研上具有很高的實用價值。第2頁/共91頁3.1.2滴定分析法的分類
(1)酸堿滴定法(又稱中和法)?(2)沉淀滴定法是利用沉淀反應進行滴定的方法。(3)配位滴定法是利用配位反應進行滴定的一種方法。
(4)氧化還原滴定法是利用氧化還原反應進行滴定的一種方法。??根據標準溶液與被測物質間所發(fā)生的化學反應類型不同,將滴定分析法分為以下四大類:第3頁/共91頁3.1.3滴定分析法的基本條件(1)反應要完全標準溶液與被測物質之間的反應要按一定的化學反應方程式進行,反應定量完成的程度要達到以上,無副反應發(fā)生,這是定量計算的基礎。(2)反應速度要快滴定反應要求瞬間完成,對于速度較慢的反應,需通過加熱或加入催化劑等方法提高反應速度。(3)反應選擇性要高標準溶液只能與被測物質反應,被測物質中的雜質不得干擾主要反應,否則必須用適當?shù)姆椒ǚ蛛x或掩蔽來去除雜質的干擾。(4)要有適宜的指示劑或其它簡便可靠的方法確定滴定終點。第4頁/共91頁3.1.4滴定分析法的滴定方式
1.直接滴定法
如果滴定反應符合上述滴定分析反應必須具備的條件就可用標準溶液直接滴定被測物質,這種滴定方法稱為直接滴定法。如以NaOH標準溶液滴定HAc溶液,屬于直接滴定法。當標準溶液與被測物質的反應不完全符合上述要求時,則應考慮采用下述幾種滴定方式。
2.返滴定法當反應速度慢或反應物難溶于水時,加入等量的標準溶液后,反應不能立即定量完成或沒有合適指示劑的那些滴定反應,可先在被測物質的溶液中加入一定量過量的標準溶液(A),待反應完全后,再用另一種標準溶液(B)滴定剩余的標準溶液(A),根據兩種標準溶液的濃度和用量,即可求得被測物質的含量,這種滴定方式稱為返滴定法或稱剩余滴定法。例如,氧化鋅難溶于水,可先加入定量過量的鹽酸標準溶液使之溶解,然后再用的標準溶液返滴定剩余的鹽酸即可測定氧化鋅。第5頁/共91頁3.置換滴定法
對于不按確定的反應式進行(伴有副反應)的反應,不能直接滴定被測物質,而是先用適當?shù)脑噭┡c被測物質反應,使之定量地置換生成另一可直接滴定的物質,再用標準溶液滴定此生成物,這種滴定方法稱為置換滴定法。
4.間接滴定法
當被測物質不能與標準溶液直接反應時,可將試樣通過和另一種能和標準溶液作用的物質反應后,再用適當?shù)臉藴嗜芤旱味ǚ磻a物。這種滴定方式稱為間接滴定。例如,硼酸的離解常數(shù)Ka太小,不能用標準溶液直接滴定,但硼酸可與多元醇反應生成的配合酸的離解常數(shù)為10-6,可以用NaOH標準溶液滴定生成的配合酸,求出硼酸的含量。第6頁/共91頁3.1.5標準溶液與基準物質所謂標準溶液,就是指已知準確濃度的溶液。在滴定分析中,不論采取何種滴定方法,都離不開標準溶液,否則就無法計算分析結果。1.物質的量濃度物質的量濃度,是指體積溶液所含溶質B的物質的量,以符號cB表示,即cB=nB/V
式中:V表示溶液的體積;nB為溶液中溶質B的物質的量,B代表溶質的化學式。在國際單位制中nB的SI單位是mol。V的SI單位是m3。物質的量濃度(簡稱為濃度)cB的SI單位是mol·m-3。這個單位太小,使用不便,實用的是它的倍數(shù)單位mol·dm-3或mol·L-1。1mol·L-1=l000mol·m-3。第7頁/共91頁2.滴定度
滴定度是指每毫升標準溶液相當被測物質的質量(g或mg),以符號TB/A表示。生產單位常采用的滴定度是指(1)每毫升標準溶液中所含溶質的質量。例如,TNaOH=0.04000g·mL-1,表示每1mLNaOH溶液中含有0.04000gNaOH。(2)在例行分析中,常用一種標準溶液測定同一物質時,滴定度又指每毫升標準溶液相當于被測物質的質量。常以TM1/M2表示。M1是標準溶液中溶質的分子式,M2是被測物質的分子式。例如每毫升H2SO4標準溶液恰能與0.04000gNaOH反應,則此H2SO4溶液的滴定度是=0.04000g·mL-1。知道了滴定度,再乘以滴定中用去的標準溶液的體積,就可以直接得到被測物質的含量。第8頁/共91頁如用=0.04000g·mL-1的H2SO4標準溶液滴定燒堿溶液,設滴定時用去32.00毫升,則此試樣中NaOH的質量為:=32.00g·mL-1×0.04000g·mL-1=1.280g(3)有時如果固定分析試樣的重量,那么滴定度也可直接表示每毫升標準溶液相當于被測物質的百分含量。例如,=2.69%,表示當試樣的質量固定時,每毫升H2SO4標準溶液相當于試樣中NaOH的含量為2.69%。測定時,如用去H2SO4標準溶液l0.50mL,則該試樣中NaOH的含量為:第9頁/共91頁
=10.50×2.69%=28.24%這種濃度表示方法,對于工廠等生產單位來講,由于經常分析同一種樣品,所以能省去很大計算,很快就可以得出分析結果,使用起來非常方便。第10頁/共91頁3.1.6酸堿指示劑1指示劑的變色原理用于酸堿滴定的指示劑均稱為酸堿指示劑。酸堿指示劑是一類結構復雜的有機弱酸或有機弱堿,分別稱酸型指示劑和堿型指示劑,其中酸型指示劑用表示,堿型指示劑用表示。由于指示劑在溶液中能部分電離,電離后產生與指示劑本身具有不同結構的復雜離子,且其離子與指示劑分子顏色不同。當改變溶液的值時,指示劑會失去或得到質子,而使結構發(fā)生變化,導致溶液的顏色也隨之變化。2指示劑的變色范圍將觀測到的指示劑顏色發(fā)生變化時的范圍叫做指示劑的變色范圍,也叫變色區(qū)間。指示劑的變色范圍是:
第11頁/共91頁3影響指示劑變色范圍的因素
1)溫度溫度的變化會引起指示劑離解常數(shù)的變化,因此指示劑的變色范圍也隨之變動。
2)指示劑的用量
指示劑的用量不宜過多,否則溶液顏色較深,變色不敏銳。此外,指示劑本身是弱酸或弱堿,如果用量多,消耗滴定液多,帶來較大誤差。但指示劑用量也不能太少,如果用量太少,不易觀察顏色的變化。一般25ml被測溶液中加1~2滴指示劑較為適宜。3)滴定的順序
指示劑的變色范圍是靠肉眼觀察出來的,由于肉眼觀察顯色比觀察褪色容易;觀察深色較觀察淺色容易。所以用堿滴定酸時,常用酚酞作指示劑,酚酞由酸式色變?yōu)閴A式色,即由無色變到紅色,顏色變化明顯,易于辨別;用酸滴定堿時,一般用甲基橙作指示劑;終點由黃色變?yōu)槌壬?。顏色變化亦很明顯。便于觀察。第12頁/共91頁3.1.7酸堿滴定類型及指示劑的選擇
一元強酸(堿)滴定強堿(酸)
酸堿指示劑只是在一定的pH范圍內才發(fā)生顏色的變化,那么,為了在某一酸堿滴定中選擇一種適宜的指示劑,就必須了解滴定過程中,尤其是化學計量點前后±0.1%相對誤差范圍內溶液pH值的變化情況。下面分別討論強酸(堿)和一元弱酸(堿)的滴定及其指示劑的選擇。
1.滴定過程中PH值的計算這一類型滴定的基本反應為:H++OH-=H2O
現(xiàn)以強堿(NaOH)滴定強酸(HCl)為例來討論。設HCl的濃度為Ca(0.1000mol/L),體積為Va(20.00ml);NaOH的濃度為(0.1000mol/L),滴定時加入的體積為Vb整個滴定過程可分為四個階段來考慮:(1)滴定前;(2)滴定開始至計量點前;(3)計量點時;(4)計量點后。第13頁/共91頁(一)滴定前(Vb=0)
[H+]=ca=0.1000mol·L-1,pH=1.00(二)滴定開始至計量點前(Va>Vb)
[H+]=(Va-Vb)/(Va+Vb)·ca
若Vb=19.98ml(-0.1%相對誤差)[H+]=5.00×10-5mol·L-1,pH=4.30(三)計量點時(Va=Vb)
[H+]=1.0×10-7mol·L-1,pH=7.00
(四)計量點后(Vb>Va)計量點之后,NaOH再繼續(xù)摘入便過量了,溶液的酸度決定于過量的NaOH的濃度。
[OH-]=(Vb-Va)/(Va+Vb)·cb
若Vb=20.02ml(+0.1%相對誤差)[OH-]=5.00×10-5mol·L-1
pH=9.70第14頁/共91頁NaOH滴定HCl溶液的pH加入NaOH/ml剩余HCl/ml剩余NaOH/mlpH0.0020.001.0018.002.002.2819.800.203.3019.960.044.0019.980.024.3020.000.007.0020.020.029.7020.040.0410.0020.200.2010.7022.002.0011.7040.0020.0012.50第15頁/共91頁NaOH滴定HCl的滴定曲線第16頁/共91頁2.pH值的突躍范圍
計量點前后±0.1%相對誤差范圍內溶液pH值之變化,在分析化學中稱為滴定的pH突躍范圍,簡稱突躍范圍。3.指示劑的選擇滴定的突躍范圍是選擇指示劑的依據。選擇在滴定突躍范圍內發(fā)生變化的指示劑,即凡變色點的pH值處于滴定突躍范圍內的指示劑均適用,都能使滴定保證足夠的準確度(相對誤差在0.1%以內)。對本例來說,如圖pH值的突躍范圍為4.30-9.70,由表4-1可知能用的指示劑較多,如酚酞、甲基紅、甲基橙。4.濃度的影響
溶液濃度越大,突躍范圍越大,可供選擇的指示就越多;反之,溶液越稀,突躍范圍越小,可供選擇的指示劑就越少。因此,常用的標準溶液的濃度一般采用0.1-1mol·L-1。否則太濃,試劑取量太多;太稀,則突躍又不明顯,指示劑的選擇也比較困難。第17頁/共91頁反之,若用HCl滴定NaOH(條件與前相同),滴定曲線正好相反。滴定的突躍范圍是從pH=9.70-4.30,可選擇酚酞和甲基紅作指示劑。如果用甲基橙作指示劑,只應滴至橙色(pH=4.0),若滴至紅色(pH=3.1),將產生+0.2%以上的誤差。為消除這種誤差,可進行指示劑校正,即取40毫升0.05mol·L-NaCl溶液,加入與滴定時相同量的甲基橙,再以0.1000mol·L-HCl溶液滴定至溶液的顏色恰好與被滴定的溶液顏色相同為止,記下HCl的用量(稱為校正值)。滴定NaOH所消耗的HCl用量減去此校正值即HCl真正的用量。滴定的突躍范圍,隨滴定劑和被滴定物濃度的改變而改變,指示劑的選擇也應視具體情況而定。第18頁/共91頁第19頁/共91頁3.1.8滴定分析結果的計算
滴定分析法中要涉及到一系列的計算問題,如標準溶液的配制和標定,標準溶液和被測物質間的計算關系,以及測定結果的計算等等?,F(xiàn)分別討論如下:
1滴定分析計算的根據和常用公式
滴定分析就是用標準溶液去滴定被測物質的溶液,按照反應物之間是按化學計量關系相互作用的原理,當?shù)味ǖ接嬃奎c,化學方程式中各物質的系數(shù)比就是反應中各物質相互作用的物質的量之比。第20頁/共91頁aA+bB(滴定劑)=cC+dDnA:nB=a:bnA=nB×a/b
設體積為VA的被滴定物質的溶液其濃度為cA,在化學計量點時用去濃度為cB的的滴定劑體積為VB。則:
nA=cT×VT×a/b或cA×VA=cB×VB×a/b如果已知cB
、VB
、VA,則可求出cA
cA=(a/b)cB×VB/VA或mA=(a/b)cB×VB×MA
通常在滴定時,體積以mL為單位來計量,運算時要化為L,即
mA=(cB×VB/1000)×a/b×MA
第21頁/共91頁2滴定分析法計算實例
1)溶液濃度的計算和稀釋
基本公式:cBVB
=b/a×cAVA
例1已知濃鹽酸的密度為1.19g/ml其中HCl含量約為37%。計算(1)每升濃鹽酸中所含HCl的物質的量濃度;(2)欲配制濃度為0.10mol/L的稀鹽酸500ml,需量取上述濃鹽酸多少毫升?解:(1)nHCl=m/M=1.19×1000×0.37/36.46=12molcHCl=nHCl/VHCl=(m/M)HCl/VHCl=(1.19×1000×0.37/36.46)/1.0=12mol/L(2)cBVB
=cAVA得:
VB=0.10×500/12=4.2ml
第22頁/共91頁2)標準溶液配制和標定的計算主要公式:mA=(a/b)cB×VB×MA例2:用容量瓶配制的K2Cr2O7標準溶液500ml,問應稱取基準物質K2Cr2O7,多少克?
第23頁/共91頁3.2分析天平的原理結構及稱量練習第24頁/共91頁3.2.1分析天平的原理CAm1m2L1L2F1F2B等臂天平原理示意圖將質量為m1物體和質量為m2的砝碼分別放在天平的左右稱盤上,當達到時平衡時,根據杠桿原理:ABC為杠桿。B為支點,L1、L2分別為天平的臂長。A、C上分別有質量為m1的被稱物及質量為m2的砝碼。當受力平衡時,杠桿呈水平狀態(tài),兩側力距相等。即F1L1=F2L2F1、F2分別為地心對被稱物和砝碼的引力。等臂天平的L1=L2,則F1=F2F1=m1gF2=m2g即m1g=m2gg為重力加速度,在地球表面同一位置,重力加速度相等。故m1=m2因此,由砝碼的質量m2可以知道被稱物的質量m1。第25頁/共91頁3.2.2分析天平的結構1指數(shù)盤2阻尼器外筒3阻尼器內筒4加碼杠桿5平衡螺絲6支點刀7橫梁8吊耳9邊刀盒10托葉
11掛鉤12阻尼架13指針14天平柱15投影屏座16天平盤17盤托18底板19天平箱20升降樞鈕
21調零桿22螺旋腳23腳墊24變壓器25電源插頭第26頁/共91頁(一)直接稱量法
對某些在空氣中沒有吸濕性的試樣或試劑,如金屬、合金等,可以用直接稱量法稱樣。即用牛角勺取試樣放在已知質量的清潔而干燥的表面皿或硫酸紙上一次稱取一定量的試樣。然后將試樣全部轉移到接受容器中。
1、先調節(jié)零點。
2、用臺秤粗被稱物
3、精稱。將被稱物置天平左盤中央,參照粗稱數(shù)值,于天平盤右盤加砝碼、環(huán)碼。半開升降旋鈕,直至指針緩慢擺動,并且光幕上的標線指在微分標尺0—10mg范圍以內時,將天平開關旋至最大。待天平靜止后,讀數(shù)。讀數(shù)的方法如下:砝碼質量21環(huán)碼質量0.56光幕讀數(shù)+0.0024
------------------------------------------被稱物的質量
21.56244、直接稱量法稱量記錄
小燒杯質量m=
g。第27頁/共91頁(二)減重稱量法利用每兩次稱量之差,求得一份或多份被稱物的質量。特點:在測量過程中不測零點,可連續(xù)稱取若干份試樣。優(yōu)點是節(jié)省時間。1、調整零點練習(可不調零)2、取潔凈稱量瓶放入試樣,粗稱。3、根據粗稱數(shù)值精稱,記錄數(shù)值W14、取出稱量瓶移至事先準備好的盛放樣品的潔凈容器的上方,打開稱量瓶蓋,用瓶蓋輕輕敲
傾斜的稱量瓶口內緣,使樣品慢慢落入容器中。(注意:操作時勿使樣品落在容器外面。)5、當調出的樣品接近所需量時,將稱量瓶直立,用瓶蓋輕敲瓶口外緣,使沾在瓶口的樣品回到瓶底。6、蓋好瓶蓋,再準確稱量,稱質量W2g。7、兩次稱量之差(W1-W2)即為樣品質量。第28頁/共91頁
測定份數(shù)第1份第2份第3份稱量瓶+H2O4(g)倒出H2O4后(g)W1W2W2W3
W3W4稱取H2O4(g)
W1—W2
W2—W3
W3—W48、減量稱量法稱量記錄圖1—13從稱量瓶中敲出試樣示意圖第29頁/共91頁(三)固定稱量法(定量稱量法)用固定稱量法稱取H2C2O4三份,每份0.2~0.4g,按以下步驟進行操作。1、調整天平零點。2、稱量1)粗稱。取一燒杯或稱量紙,先用托盤天平粗稱其重量(準確到0.1g),記在記錄本上。2)精稱。在分析天平上精確稱量燒杯或稱量紙的重量,記錄在本上,關閉天平。3)在指數(shù)盤上加上約0.3g環(huán)碼(一般準確至10mg即可),然后半開天平讓其微分標牌的數(shù)值在-0.5mg~-0.7mg之間,用藥匙向右盤的燒杯或稱量紙內逐漸加入H2C2O4試重,直到所加試樣只差很小質量時,便可全開天平,極其小心地用右手持盛有試樣的藥匙,伸向燒杯或稱量紙中心部位上方約2~3cm處,用右手拇指、中指及掌心拿穩(wěn)藥匙,用食指輕彈(最好是摩擦)藥匙,讓勺里的試樣以非常緩慢的速度抖入到燒杯或稱量紙內;同時還要注視微分標尺投影屏,待微分標尺正好移到所需要的刻度時,立即停止抖入試樣,記錄稱量值。第30頁/共91頁4)兩次重量之差就是我們要精確稱量的H2C2O4重量
5)按上述的方法1)、2)、3)的操作過程,分別稱取第2份、第3份H2C2O4,并分別記錄樣重
測定份數(shù)第1份第2份第3份燒杯(紙)+H2C2O4(g)燒杯(紙)(g)W2
W1W4W3W6W5稱取H2O4(g)W2—W1W4—W3W6—W5固定稱量法稱量記錄第31頁/共91頁注意事項
1、實驗前,必須認真預習本實驗有關內容,嚴格遵守天平的操作規(guī)程。2、若天平出現(xiàn)故障或調不到零點時,應及時報告指導教師,不要擅自處理。第32頁/共91頁思考題
1、為什么開啟天平后,不能在秤盤上取放被稱物或加減砝碼?2、使用雙盤全機械加碼電光天平稱量試樣時,其稱量數(shù)值應讀準至小數(shù)點后幾位?第33頁/共91頁
化學實驗室安全守則
化學實驗中常常會接觸到易燃、易爆、有毒、有腐蝕性的化學藥品,經常使用各種加熱儀器(電爐、酒精燈、酒精噴燈等),因此必須在思想上充分重視安全問題,決不能麻痹大意。實驗前應充分了解本實驗的安全注意事項,重視安全操作,實驗中嚴格遵守操作規(guī)程,避免事故的發(fā)生。1.凡是做有毒氣體或有刺激性、惡臭氣體(如:H2S、HF、Cl2、CO、NO2、SO2、Br2等)的實驗,應在通風櫥內進行。
2.加熱液體時,切勿俯視容器,以防液滴飛濺造成傷害。加熱試管時,不要將試管口對著自己或別人。3.不能用濕手、物品接觸電器,要注意檢查電線是否完好,電源插頭隨用隨插,以免觸電。
第34頁/共91頁4.濃酸、濃堿具有強腐蝕性,在使用時注意不要濺到皮膚和衣服上,特別要注意保護眼睛;
稀釋濃硫酸時,應將濃硫酸慢慢注入水中,且不斷攪拌,切勿將水注入濃硫酸中,以免出現(xiàn)局部過熱使?jié)饬蛩釣R出引起燒傷。
5.嗅聞氣體的氣味時、要用手扇聞,不要直接對著容器口聞;不得品嘗試劑的味道。嚴禁將食品、餐具帶進實驗室或者在實驗室內飲食、吸煙。6.金屬鉀、鈉和白磷等暴露在空氣中是易燃燒的物質,所以金屬鉀、鈉應保存在煤油中,
白磷保存在水中。取用時要用鑷子。(白磷是一種極毒,易燃的物質,燃點313K,切割時在水下操作,用鑷子夾住,出水后迅速用濾紙輕輕吸干,切勿摩擦。當不慎引燃時,用沙子撲滅火焰)。使用易燃、易爆試劑一定要遠離火源。第35頁/共91頁7.決不允許擅自隨意混合各種化學藥品。嚴格預防有毒藥品(如重鉻酸鉀、鉛鹽、鋇鹽及砷的化合物、汞的化合物、特別是氰化物)入口或接觸傷口。有毒廢液不允許隨便倒入下水道,應倒入廢液缸或指定的容器內。
8.使用吸管或刻度吸管,原則上不能用口直接吸取。9.金屬汞易揮發(fā),并通過呼吸道進入人體內,逐漸積累會引起慢性中毒。所以做金屬汞的實驗應特別小心,不得把金屬汞灑落在桌上或地上,萬一灑落,必須盡可能收集起來,并用硫磺粉蓋在灑落的地方,使金屬汞轉變成不揮發(fā)的硫化汞。10.實驗完畢,應洗凈儀器,整理好實驗用品和實驗臺,值日生負責打掃實驗室衛(wèi)生,必須檢查實驗室的水、電、氣、門窗是否關好。經教師檢查合格后,方可離開實驗室。
第36頁/共91頁3.3滴定分析基本操作練習1.正確使用酸、堿滴定管2.正確使用移液管、容量瓶3.滴定終點的準確觀察實驗要求與目的第37頁/共91頁四、操作步驟
(一)鉻酸洗滌液的配制量取工業(yè)用濃硫酸100ml于燒杯中,加熱(注意不得加熱至冒煙)稱取工業(yè)用重鉻酸鉀5g,研細后,慢慢倒入熱硫酸中,邊倒邊攪拌,溶液呈暗褐色,冷后貯于玻璃瓶中。(二)滴定分析儀器的洗滌滴定方法中常用滴定管、移液管、容量瓶、燒杯等,在使用之前必須洗干凈,洗滌時可根據情況選擇不同的方法。1.一般洗滌可先用自來水沖洗,必要時可用毛刷刷洗,然后再用蒸餾水蕩洗3次,方能使用。2.對沾有油污等較臟的儀器,可用毛刷沾些肥皂液或洗衣粉水刷洗,然后用自來水沖洗干凈,最后用蒸餾水蕩洗。3.對一些用上述方法仍不能洗滌干凈的容器,可用鉻酸洗滌液。第38頁/共91頁4.使用洗滌液的方法和注意事項
(1)滴定管的洗滌酸式滴定管可倒入鉻酸洗滌液10ml左右,把管子橫過來,兩手平端滴定管轉動,直至洗液沾滿管壁,直立,將洗滌液從管尖放出。堿式滴定管則需將橡皮管取下,用小燒杯接在管下部,然后倒入洗滌液。洗滌液用后仍倒回原瓶內,可繼續(xù)使用。用洗滌液洗過的滴定管先用自來水充分洗凈后,再用適量蒸餾水蕩洗3次,將管內的水倒出后,管的內壁不掛水珠,則可使用。值得注意的是:堿式滴定管的玻璃尖嘴及玻璃珠用洗滌液洗過后,用自來水沖洗幾次后再裝好,這時,用自來水和蒸餾水洗滌滴定管時要從管尖放出,并且改變捏的位置,使玻璃珠各部位都得到充分洗滌。(2)容量瓶的洗滌倒入少許洗滌液搖動或浸泡,然后洗滌液倒回原瓶。先用自來水充分洗滌后,再用適量蒸餾水蕩洗3次。(3)移液管的洗滌用洗耳球吸取少量洗滌液于移液管中,橫放并轉動,,至管內壁均沾上洗液,直立,將洗滌液自管尖放回原瓶。用自來水充分洗凈后,再用蒸餾水淋洗3次。第39頁/共91頁(三)取重鉻酸鉀固體少許,置小燒杯中,加水約20ml,攪拌使溶解后,定量轉移到100ml容量瓶中,稀釋至刻線,搖勻。(四)滴定管的基本操作1.檢查滴定管是否漏水。2.涂凡士林:將酸式滴定管活塞取下,用濾紙將活塞和活塞套的水吸干,在活塞粗端和活塞套的細端分別涂一薄層凡士林,小心不要涂在孔邊以防堵塞孔眼,然后將活塞放入活塞套內,沿一個方向旋轉,直至透明為止。最后應在活塞末端套一橡皮圈以防使用時將活塞頂出。
若活塞孔或玻璃尖嘴被凡士林堵塞時,可將滴定管充滿水后,將活塞打開,用洗耳球在滴定管上部擠壓、鼓氣,可將凡士林排出。3.洗滌滴定管。第40頁/共91頁第41頁/共91頁第42頁/共91頁第43頁/共91頁第44頁/共91頁第45頁/共91頁第46頁/共91頁4.裝溶液:
(1)先用蒸餾水練習裝溶液,然后,用試劑瓶直接倒入HCl滴定液,每次倒入3~5ml,潤洗2~3次,讓部分溶液從下端尖嘴流出。(2)滴定管裝滿后,除去管內的氣泡,對于酸式滴定管可迅速轉動活塞,使溶液急速下流,將氣泡帶走;對于堿式滴定管,可將橡皮管向上彎曲并在稍高于玻璃珠處用兩手指擠壓玻璃珠,使溶液從尖嘴處噴出,即可排除氣泡,注意不要捏擠玻璃珠下方的橡皮管,否則空氣進入形成氣泡。(3)在滴定管下端尖嘴放出管內多余的溶液,使管內滴定液彎月面下緣最低點與“0.00”刻線相切。(4)用同樣的方法,練習向堿式滴定管中加NaOH溶液。第47頁/共91頁第48頁/共91頁第49頁/共91頁5.滴定操作練習:
(1)用右手拿錐形瓶,左手控制酸式滴定管的活塞,向錐形瓶中放入20.00mlHCl溶液,加2滴酚酞指示劑,用NaOH溶液滴定,右手不斷的旋搖錐形瓶,近終點時,用洗瓶沖洗錐形瓶的內壁,使沾在壁上的溶液都流入溶液中,充分反應。滴定至溶液由無色變?yōu)榈t色,且在半分鐘內不消失即為終點。過1~2min后,記錄消耗NaOH溶液的體積,平行滴定3次。(2)用移液管準確吸取20.00mlNaOH溶液,置于錐形瓶中,加2滴甲基橙指示劑,溶液呈淡黃色,用HCl溶液滴定至溶液由黃色變?yōu)槌壬珵榻K點。記錄消耗HCl溶液的體積。平行滴定3次。第50頁/共91頁第51頁/共91頁第52頁/共91頁6.滴定管的讀數(shù):
(1)每次的初讀數(shù)應為0.00ml,末讀數(shù)應精確讀至0.01ml(即小數(shù)點后兩位),讀數(shù)時眼睛要與溶液彎月面下緣水平,讀取切點的刻度。(2)對于有色溶液,如KMnO4溶液,彎月面不夠清晰,可以觀察液面的上緣,讀出與之相切的刻度。注意初讀數(shù)與終讀數(shù)采用同一標準。(3)使用“藍線”滴定管時,溶液體積的讀數(shù)與上述方法不同,在這種滴定管中,液面呈現(xiàn)三角交叉點,讀取交叉點與刻度相切之處的讀數(shù)。(4)在裝滿或放出溶液后,必須靜置1~2min后,使附在內壁上的溶液流下來以后才能讀數(shù)。如果放出液體較慢(如接近計量點時就是這樣),也可靜置0.5~1min即可讀數(shù)。(5)練習完畢將滴定管洗凈,使尖嘴向上夾在滴定管架上。第53頁/共91頁(五)容量瓶的基本操作
1.檢查容量瓶是否漏水。2.洗滌容量瓶。3.練習向容量瓶中轉移溶液,可以用自來水或蒸餾水代替溶液作練習。(1)用固體物質配制溶液,先準確稱取固體物質置于小燒杯中溶解,再將溶液定量轉移至容量瓶中。轉移時,要使玻璃棒的下端靠近瓶頸內壁,使溶液沿玻璃棒及瓶頸內壁流下(注意玻璃棒不要與容量瓶瓶嘴接觸,否則溶液會流出容量瓶),溶液全部流完后,將燒杯沿玻璃棒上移,同時直立,使附著在玻璃棒與燒杯嘴之間的的溶液流向燒杯中。然后用自來水或蒸餾水洗滌燒杯3次,洗滌液一并轉入容量瓶。然后用自來水或蒸餾水稀釋至容積2/3處,搖動容量瓶,使溶液混合均勻,繼續(xù)加水,加至近標線時,要慢慢滴加,直至溶液的彎月面與標線相切為止。(2)用濃溶液配制溶液,則用移液管或吸量管吸取一定體積的濃溶液移入容量瓶,按上述方法稀釋至標線。4.練習混勻溶液的操作。蓋緊瓶塞,將容量瓶反復倒轉10~20次,使溶液充分混勻。第54頁/共91頁(六)移液管基本操作
1.洗滌移液管,并練習潤洗移液管的操作方法。2.反復練習并學會移取溶液的操作。(1)第一次用洗凈的移液管吸取溶液時,應先用濾紙將尖端內外的水吸凈,否則會因水滴引入改變溶液的濃度。然后用少量所要移取的溶液將移液管潤洗2~3次。(2)移取溶液時,一般用右手的大拇指和中指拿住頸標線上方的玻璃管,將下端插入溶液中1~2cm。插入太深會使管外沾附溶液過多,影響量取的溶液體積的準確性;太淺會產生空吸。第55頁/共91頁第56頁/共91頁第57頁/共91頁(3)左手拿洗耳球,先把球內空氣壓出,然后把球的尖端接在移液管頂口,慢慢松開洗耳球使溶液吸入管內。當液面升高到刻度以上時移去洗耳球,立即用右手的食指按住管口,將移液管提離液面,并將原插入溶液的部分沿待吸液容器內壁輕轉兩圈(或用濾紙擦干移液管下端)以除去管壁上沾附的溶液,然后稍松食指,使液面下降,直至溶液的彎月面與標線相切,立刻用食指壓緊管口。第58頁/共91頁第59頁/共91頁(4)取出移液管,把準備承接溶液的容器稍傾斜,將移液管移入容器中,使管垂直,管尖靠著容器內壁,松開食指,讓管內溶液自然地沿器壁流下,流完后再等待15s,取出移液管。(5)注意不要把殘留在管尖內的溶液吹出,因為在校正移液管時,已考慮了所保留的溶液體積,并未將這部分液體體積計算在內。(6)吸量管(是具有分刻度的直形玻璃管)的操作方法與移液管(是中間有膨大部分的胖肚玻璃管)相同,但應注意,凡吸量管上刻有“吹”字樣的,使用時必須將管尖內的溶液吹出,不允許有保留;沒有“吹”字樣的,則不用吹。第60頁/共91頁第61頁/共91頁六、實驗數(shù)據做完實驗后,將實驗數(shù)據交給老師檢查.清洗所用的公用儀器(如滴定管),擦干凈所用的實驗臺面,方可離開實驗室。七、實驗室清潔值日第62頁/共91頁3.4鹽酸標準溶液的配制與標定
第63頁/共91頁3.4.1標準溶液的配制
1.直接配制法
準確稱取一定質量的物質,溶解于適量水后移入容量瓶,用水稀至刻度,然后根據稱取物質的質量和容量瓶的體積即可算出該標準溶液的準確濃度
許多化學試劑由于不純和不易提純,或在空氣中不穩(wěn)定(如易吸收水分)等原因,不能用直接法配制標準溶液,只有具備下列條件的化學試劑,才能用直接配制法。第64頁/共91頁基準物質應具備的條件:
1)在空氣中要穩(wěn)定。例如加熱干燥時不分解,稱量時不吸濕,不吸收空氣中的CO2,不被空氣氧化等。
2)純度較高(一般要求純度在99.9%以上),雜質含量少到可以忽略(0.01-0.02%)。
3.)實際組成應與化學式完全符含。若含結晶水時,如硼砂Na2B4O7·10H2O,其結晶水的含量也應與化學式符合。
4)試劑最好具有較大的摩爾質量。因為摩爾質量越大,稱取的量就越多,稱量誤差就可相應的減少。凡是符含上述條件的物質,在分析化學上稱為“基準物質”或稱“基準試劑”。凡是基準試劑,都可以用來直接配成標準溶液。第65頁/共91頁2.間接配制法
間接配制法也叫標定法。許多化學試劑是不符含上述條件的,如NaOH,它很容易吸收空氣中的CO2和水分,因此稱得的質量不能代表純凈NaOH的質量;鹽酸(除恒沸溶液外),也很難知道其中HCl的準確含量;KMnO4、Na2S2O3等均不易提純,且見光易分解,均不宜用直接法配成標準溶液,而要用標定法。即先配成接近所需濃度的溶液,然后再用基準物質或用另一種物質的標準溶液來測定它的準確濃度。這種利用基準物質(或用已知準確濃度的溶液)來確定標準溶液濃度的操作過程,稱為“標定”或稱“標化”。第66頁/共91頁3.標準溶液的標定
(1)基準物質標定法
①多次稱量法:精密稱取若干份同樣的基準物質,分別溶于適量的水中,然后用待標定的溶液滴定,根據所稱量的基準物質的質量和所消耗的待標定溶液的體積,即可計算出該溶液的準確濃度,最后取其平均值作為滴定液的濃度。
②移液管法:稱取較大的一份基準物質,溶解后,定量轉移到容量瓶中,稀釋至一定體積,搖勻。用移液管取出若干份該溶液,用待標定的標準溶液滴定,最后取其平均值。
(2)標準溶液比較法
準確移取一定量的待標定溶液,用已知準確濃度的標準溶液滴定,或者用待標定溶液滴定準確移取的標準溶液。根據兩種溶液所消耗的體積及標準溶液的濃度可計算出待標定溶液的濃度。這種用標準溶液來測定待標定溶液準確濃度的操作過程稱為標準溶液比較法。第67頁/共91頁
今天我們以間接法配制鹽酸標準溶液,以多次稱量法標定標鹽酸準溶液
目的要求1、掌握用無水碳酸鈉作基準物質標定鹽酸溶液的原理和方法。2、正確判斷甲基紅—溴甲酚綠混合指示劑的滴定終點。第68頁/共91頁儀器與試劑儀器
酸式滴定管(25m1),錐形瓶(250m1),量筒(100m1),吸量管(1ml),試劑瓶(250ml),燒杯(250ml),電爐子。試劑
濃鹽酸(分析純),無水碳酸鈉(分析純,基準物質),甲基紅—溴甲酚綠混合指示劑。第69頁/共91頁方法原理標定鹽酸的基準物質常用無水碳酸鈉和硼砂等,本實驗采用無水碳酸鈉為基準物質,以甲基紅—溴甲酚綠混合指示劑指示終點,終點顏色由綠色變?yōu)榘底仙?/p>
用Na2CO3標定時反應為:2HCl+Na2CO3→2NaCl+H2O+CO2↑反應本身由于產生H2CO3會使滴定突躍不明顯,致使指示劑顏色變化不夠敏銳,因此,在接近滴定終點之前,最好把溶液加熱煮沸,并搖動以趕走CO2,冷卻后再滴定第70頁/共91頁操作步驟1、鹽酸溶液(0.1mol/L)的配制用移液管取濃鹽酸0.9ml,加水稀釋至100ml混勻,倒入試劑瓶中,密塞,即得。2、鹽酸溶液(0.1mol/L)的標定精密稱取在270~300℃干燥至恒重的基準物無水碳酸鈉3份,每份在0.10~0.12g之間,分別置于250ml錐形瓶中,加50ml蒸餾水溶解后,加甲基紅—溴甲酚綠混合指示劑10滴,用待標定的鹽酸溶液滴定至溶液由綠色變?yōu)樽霞t色,煮沸約2min,冷卻至室溫(或旋搖2min),繼續(xù)滴定至溶液由綠色變?yōu)榘底仙珵榻K點,記下所消耗HCl標準溶液的體積。第71頁/共91頁注意事項無水碳酸鈉經過高溫烘烤后,極易吸水,故瓶要蓋嚴;采用減量法稱量,稱量時,動作要快些,以免無水碳酸鈉吸水。第72頁/共91頁
誤差和分析數(shù)據的處理誤差:分析結果與真實值的差稱為誤差;偏差:分析結果與平均值的差稱為偏差。第73頁/共91頁一、精密度和偏差精密度是指在相同的條件下,多次平行分析結果相互接近的程度。1.偏差、平均偏差和相對平均偏差絕對偏差(d)表示測量值(Xi)與平均值(X)之差
d=Xi-X相對偏差=×100%絕對偏差測定結果的平均值第74頁/共91頁平均偏差(d)是指單個偏差絕對值的平均值式中:n表示測量次數(shù)。相對平均偏差(dr)是指平均偏差占平均值的百分率。2.標準偏差和相對標準偏差標準偏差(也稱標準離差或均方根差)是反映一組測量數(shù)據離散程度的統(tǒng)計指標。第75頁/共91頁樣本標準偏差用S表示,它的計算式為例如對某一試樣分析甲、乙兩組測定的結果見表4—1
組別
測量數(shù)據
平均值平均偏差標準偏差
甲組5.35.04.65.15.45.24.74.75.00.250.31
乙組5.04.35.24.94.85.64.95.35.00.250.35相對標準偏差(RSD)以標準偏差在平均值中占有的百分率表示,也稱變異系數(shù)(CV)(或偏離系數(shù))。第76頁/共91頁例
某標準溶液的5次標定結果為:0.1022、0.1029、0.1025、0.1020、0.1027mol/L。計算平均值、平均偏差、相對平均偏差、標準偏差及相對標準偏差。解平均值平均偏差相對平均偏差標準偏差第77頁/共91頁相對標準偏差二、提高分析結果準確度的方法1.選擇合適的分析方法2.減小測量誤差3.減小偶然誤差4.消除系統(tǒng)誤差(1)作對照試驗(2)作空白試驗(3)校準儀器第78頁/共91頁
三、有效數(shù)字及其應用1.有效數(shù)字的概念有效數(shù)字是指分析工作中測量到的具有實際意義的數(shù)字,它包括所有準確數(shù)字和最后一位可疑數(shù)字(有±0.1的誤差)
燒杯質量有效數(shù)字位數(shù)使用的儀器
16.5g3臺稱
16.561g5普通擺動天平
16.5614g6分析天平第79頁/共91頁在判斷數(shù)據的有效數(shù)字位數(shù)時,要注意以下幾點(1)數(shù)字“0”在有效數(shù)字中的作用。數(shù)字中間的“0”都是有效數(shù)字。數(shù)字前面的“0”都不是有效數(shù)字,它們只起定位作用。數(shù)字后面的“0”要依具體情況而定。例如,25.00ml“0”就是有效數(shù)字共包含位有效數(shù)字。2500L,“0”就不好確定,這個數(shù)可能是2位,3位或4位有效數(shù)字,為表示清楚它的有效數(shù)字,常采用科學計數(shù)法,分別寫成(2)在變換單位時,有效數(shù)字位數(shù)不變。
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