推荐盐酸溶液的配制与标定.docx

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推荐盐酸溶液的配制与标定

盐酸溶液的配制与标定

实验步骤

0.1mol·L-1HCl标准溶液的配制。

  在通风橱内量取计算量的浓盐酸，倒入盛有适量纯水的白色试剂瓶中加水稀释至800mL，摇匀。

思考题

1.思考题：

浓盐酸与纯水用何种量器取，配制盐酸溶液时，用容量瓶还是试剂瓶配溶液

 ⑴由于溶液的浓度是一个大约的值，不必用容量瓶，可在试剂瓶中配制。

注意：

由于稀释浓盐酸的热效应很小，可直接在试剂瓶中进行，但浓硫酸不可以。

    ⑵由于配制的盐酸溶液浓度是粗略的，因此浓盐酸用量筒量取；纯水也用量筒量取（实验室提供250mL大量筒），或借助烧杯上的刻度用烧杯量取。

2.思考题：

配制盐酸溶液的操作为什么要在通风橱中进行，为什么要先在试剂瓶中加入一定体积的纯水？

⑴浓盐酸有挥发性，酸雾污染环境，腐蚀人的牙齿，故使用浓盐酸的操作应在通风橱中进行。

    ⑵为避免酸雾逸出，应先在试剂瓶中加入纯水，再加浓盐酸。

3.思考题：

瓶口是否要用纯水冲洗，溶液为何要摇匀？

盐酸标准溶液浓度的标定。

⑴差减法称取0.13～0.15g无水Na2CO3四份。

思考题称取0.13～0.15g无水Na2CO3?

一般情况下，容量分析测定的相对误差在0.2%左右。

分析天平称量有称量误差；用滴定管滴加滴定液有读数误差、滴定管的容量允差，但误差应在允许的范围内。

滴定管可读至0.01mL，从终读与初读之差得到滴定液的体积，它的绝对误差为±0.02mL。

为使读数误差减到最小，一般滴定液的体积是20～30mL，当滴定液体积为20mL时，读数误差为（0.02/20）×100%=0.1%。

滴定液体积常以25mL计，与25mL0.1mol·L-1HCl溶液摩尔数相当的

m（Na2CO3）=（0.1×25×53）/1000=0.13g

电子天平称至0.1mg，，每称一次，绝对误差为±0.1mg，所以差减法称量0.13gNa2CO3，称量误差为（0.0001×2）/0.13=0.15%。

为使称量误差小一些，因此确定的称量范围为0.13～0.15g。

    若工作基准试剂的摩尔质量大，达到化学计量点时，与25mL0.1mol·L-1酸（碱）反应的基准试剂的质量也大一些，一般可在±0.02g的范围内称量。

思考题：

相减法称量前，你应做哪些准备工作？

 ⑴将称量瓶依次用洗液、自来水洗,再用纯水荡洗3次后，置于400mL烧杯中，将称量瓶盖斜放在称量瓶口上，烧杯口上放三只玻璃钩，盖上表面皿，在干燥箱中烘干。

    在课堂教学开始前，应洗好称量瓶，并放在干燥箱中烘。

课堂教学结束后，取出烘好的称量瓶放在干燥器冷却。

当室温≤293K时，称量瓶冷却20min，若室温≥293K，则冷却30min。

若称量瓶冷却时间不够，称量时，质量会不断变化。

    ⑵将4只250mL烧杯，4块表面皿洗至纯水，表面皿盖在烧杯上（凹面朝上）。

烧杯上用记号笔编号。

记住此时烧杯内不放玻棒，因玻棒放入，会使表面皿只能斜放，在去天平室的途中易打掉。

    ⑶准备好纸带（使用后请保存好，后面实验还要用），参见

称量瓶使用思考题3。

    以上准备工作做好后，将干燥器、烧杯放在搪瓷盘内（如一次放不下，请分二次转移），平端搪瓷盘将干燥器、烧杯带到天平室。

用纸带取出称量瓶，从指导教师处取预处理过的Na2CO3样品，盖好瓶盖放在干燥器中备用在电子天平上如何称取粉末试样或易吸湿的物质？

思考题:

如何秤量粉末样品和易湿物质?

 把试样装入称量瓶后，有两种称量方式：

    ⑴差减称量法：

不用去皮键，与TG-328型电光天平的差减称量法相同。

    用大纸带，毛边朝下套在称量瓶上，将称量瓶放入称盘中，称得称量瓶与试样的质量为m1。

取出称量瓶，放在烧杯上方，用小纸带衬垫打开瓶盖，边敲边倾斜瓶身至瓶底略低于瓶口，试样落入烧杯内，倾倒试样结束，仍在烧杯上方边敲边竖起，盖上瓶盖。

放在称盘中央，称出质量为

m2，两次质量之差（m1-m2）即为倒出试样质量。

重复倾出试样，称量得m3，第二份试样质量为m2-m3。

重复操作，称得第三、第四份试样质量。

    ⑵减量法：

利用去皮键，从显示器上直接读出倾出试样的质量。

    称出称量瓶与试样的质量后，按去皮键。

取出称量瓶向容器中敲出一定量的试样（倒出试样的方法和注意事项与差减称量法相同），再将称量瓶放在天平上称量，显示器直接显示倒出的试样量，数字前“-”号表示倒出。

如试样倾出量不够，则取出称量瓶继续边敲边倾出试样，放入天平称量，直至倾出的试样量符合要求，记录，第一份试样的称量结束。

倾少了或多了怎么办?

 倾少了，可以继续倾出试样；倾多了，则要将烧杯内试样倒掉，将烧杯洗至纯水后重称。

⑵加水50mL，搅拌使固体全部溶解。

思考题：

什么情况下用直接称量法，什么情况下用差减称量法或减量法？

直接称量法

    对一些在空气中无吸湿性的试样或试剂，如金属或合金等可用直接法称量。

差减称量法（相减法）或减量法

    如果试样是粉末或易吸湿的物质，则需把试样装在称量瓶内称量，可用差减称量法（相减法），倒出一份试样前后两次质量之差，即为该份试样的质量。

或用减量法，用去皮键，从显示器上直接读出倾出试样质量。

思考题：

如何准备取称量瓶和盖子的大、小纸带？

 拿瓶用的大纸带为20cm长，1.5～2cm宽、2～3层；

    拿盖子用的小纸带为6～7cm长、0.5～1cm宽、3～4层，也可用小纸片

（3～4cm长、2cm宽、2～3层）对折后套在瓶盖上取。

    以上尺寸，可随称量瓶的大小变化，折叠的层数可根据纸的质量定。

思考题：

如何用纸带取放称量瓶？

将大纸带的毛边朝下，左手的拇指与食指、中指与无名指分别拿住纸带的两端，套在称量瓶的中间，慢慢收拢纸条紧箍瓶身拿住称量瓶，可方便的取、放称量瓶。

毛边朝下，可避免瓶口落下的试样夹在纸缝里而使称量结果不准；纸带套在称量瓶的中间能掌握瓶的重心，使倾倒试样时方便；而且纸带不碰到瓶口，又能避免碰落瓶口的试样（有时因吸湿后的试样沾在瓶口，不易用盖子轻击瓶口的方法敲下）。

思考题：

使用中的称量瓶能放在桌上或其他地方吗？

 不能，以免称量瓶沾上脏物。

称量时称量瓶放在称盘上，称完后放在干燥器中。

需要换手时，如在全自动天平上相减法称样，从右称盘取出称量瓶换到左手倾倒试样，应从右手直接转到左手，不能放到桌上或报告本上。

思考题：

倾倒试样时，为什么要在烧杯上方打开或盖上盖子？

为什么要慢慢倾斜瓶身至接近水平，瓶底稍低与瓶口？

（1）可以避免瓶口沾的试样落在烧杯外。

（2）很快倾斜瓶身会使试样冲出，易倒多；粉末试样会扬起粉尘而损失。

（3）若瓶底高于瓶口后果同

（2）。

思考题：

怎样溶解试样？

⑴取下表面皿，用洗瓶吹洗烧杯壁，将杯壁上可能有的粉末试样洗至杯底，放入玻棒。

    ⑵用量筒取50mL纯水，沿玻棒（玻棒下端要靠杯壁）或沿杯壁缓缓加入到烧杯中。

现烧杯上均有容量刻度，但体积数不准，不要使用。

    ⑶用玻棒不断搅拌使所有的固体溶解，但不碰杯壁以免发出响声。

注意已放入的玻棒不能离开烧杯，更不能放在烧杯以外的地方，以免烧杯中的试样损失。

为何要将试样完全溶解？

如试样未完全溶解，在后续滴定步骤中，会导致只有部分试样与盐酸反应，使盐酸体积偏小，浓度偏高，准确度差。

还会造成平行测定的实验结果精密度差。

 ⑶加入9滴溴甲酚绿-二甲基黄混合指示剂，用已读好数的滴定管慢慢滴入HCl溶液，当溶液由绿色变为亮黄色即为终点。

思考题：

为什么选用溴甲酚绿-二甲基黄混合指示剂作标定反应的指示剂？

⑴计算化学计量点的pH：

    在Na2CO3标定盐酸溶液浓度的反应中：

      Na2CO3+2HCl=H2CO3（CO2+H2O）+2NaCl

产物H2CO3饱和溶液的浓度约为0.04mol·L-1，溶液的pH值为

[H+]=（Ka1c）-1/2=（4.4×10-7×0.04）-1/2=1.3×10-4mol·L-1

pH=3.9

    ⑵混合指示剂变色点的pH：

    溴甲酚绿－二甲基黄混合指示剂变色点的pH为3.9，因此与化学计量点的pH值吻合，可选作指示剂。

思考题：

标定盐酸溶液浓度时能否用酚酞作指示剂？

  选择指示剂的一般原则是指示剂的理论变色点pK（HIn）处于滴定突跃范围内。

因酚酞的pKa=9.1，变色范围为8.2～10.0。

酚酞微红时pH=9，此时反应仅进行到HCO3-（CO32-+H+=HCO3-），因此不能用酚酞作指示剂，指示产物为NaCl+H2CO3的化学计量点（pH=3.9）。

思考题：

混合指示剂在滴定过程中颜色如何变化？

 混合指示剂在不同pH值时颜色的变化：

    由以上分析，可知在Na2CO3溶液中，混合指示剂显蓝绿色，随着HCl的加入蓝色成份减少→绿→黄绿（终点前）→亮黄（终点）→橙色（过终点）。

思考题：

标定盐酸溶液浓度时能否用酚酞作指示剂？

选择指示剂的一般原则是指示剂的理论变色点pK（HIn）处于滴定突跃范围内。

因酚酞的pKa=9.1，变色范围为8.2～10.0。

酚酞微红时pH=9，此时反应仅进行到HCO3-（CO32-+H+=HCO3-），因此不能用酚酞作指示剂，指示产物为NaCl+H2CO3的化学计量点（pH=3.9）。

思考题：

指示剂是否可以任意加？

 不能。

    对于二色指示剂，例如甲基橙等，由指示剂的解离可以看出，指示剂用量多一点或少一点，不会影响指示剂的变色范围。

但是，如果指示剂用量太多了，色调的变化并不明显，而且指示剂本身也是弱酸或弱碱，会消耗一些滴定剂，带来误差。

    对于一色指示剂，指示剂用量的多少对它的变色范围是有影响的，如酚酞，酸色为无色，碱色为红色，设人眼观察红色形式酚酞的最低浓度为a，它应该是固定不变的。

今假设指示剂的总浓度为c，由指示剂的解离平衡式可以看出：

Ka/[H+]=[In-]/[HIn]=a/（c-a）

    如果c增大了，因Ka、a都是定植，所以H+就会相应增大，指示剂会在较低的pH值时变色。

例如在50～100mL溶液中加2～3滴1g·L-1酚酞，pH=9出现微红，而在同样情况下，加10～15滴酚酞，则在pH=8时出现微红。

思考题：

滴定前，为什么要将悬在滴定管下口的液滴用小烧杯靠去

初读后，滴定管下口的悬液已从滴定管流出，不属滴定管内的溶液。

如不靠去，滴入烧杯内。

使测定值小于真实值，所以需用干净的小烧杯靠去再开始滴定。

思考题：

滴定时，为什么滴定管架放在实验桌近身边的1/3处？

 便于操作。

如放在实验桌里面，操作时，身体要前倾，手要伸长，姿势难看又易疲劳。

思考题：

为什么要将滴定管的下端放在烧杯口左上方的1/4处，伸入烧杯内1cm？

⑴可留出更多的空间，便于玻棒搅拌溶液。

    ⑵避免滴定液滴落在外，也避免液滴下落时因距离太大而溅出溶液。

如插入过多，造成左手操作不方便。

思考题：

在滴定过程中，为什么左手不能离开旋塞；眼睛要注视滴落点颜色的变化，不去看滴定管内液面的位置？

⑴随着滴定液的加入，溶液颜色会发生变化，滴定分析法是根据指示剂颜色的变化确定终点。

如手离开，一旦颜色变化，会无法及时关闭旋塞，导致滴过终点。

    ⑵因终点的判断是根据颜色的变化，因此注视的是滴落点颜色的变化。

思考题

⑴滴定开始时，可快。

由于离终点远，滴落点颜色无明显变化，此时的滴定速度为10mL/min，即每秒3～4滴，呈“见滴成线”，但不能成“水线”，以免溶液溅出。

    ⑵滴落点颜色有变化或消失慢时，滴定放慢。

随着终点的接近，改为滴1滴搅几下（一滴多搅），或控制滴加速度为