双指示剂法.docx

盐土中常有大量HCO3-，而在盐碱土或碱土中不仅有HCO3-，也有CO32-。在盐碱土或碱土中OH-很少发现，但在地下水或受污染的河水中会有OH-存在。在盐土或盐碱土中由于淋洗作用而使Ca2+或Mg2+在土壤下层形成CaCO3和MgCO3或者CaSO4(2H2O和MgSO4H2O沉淀，致使土壤上层Ca2+、Mg2+减少，Na+/(Ca2+Mg2+)比值增大，土壤胶体对Na+的吸附增多，这样就会导致碱土的形成，同时土壤中就会出现CO32-。这是因为土壤胶体吸附的钠水解形成NaOH，而NaOH又吸收土壤空气中的CO2形成Na2CO3之故。因而CO32-和HCO3-是盐碱土和碱土中的重要成分。土壤-Na+ H2O 土壤-H+ NaOH2NaOH+ CO2 Na2CO3+H2ONa2CO3+CO2+H2O2NaHCO39.5.1.1 方法原理土壤水浸出液的碱度主要决定于碱金属和碱土金属的碳酸盐及重碳酸盐。溶液中同时存在碳酸根和重碳酸根时，可以应用双指示剂进行滴定。Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl (pH8.3为酚酞终点) （1）NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O (pH4.1为溴酚蓝终点)（2）由标准酸的两步用量可分别求得土壤中CO32-和HCO3-的含量。滴定时标准酸如果采用H2SO4，则滴定后的溶液可以继续测定Cl-的含量。对于质地粘重，碱度较高或有机质含量高的土壤，会使溶液带有黄棕色，终点很难确定，可采用电位滴定法（即采用电位计指示滴定终点）。9.5.1.2 试剂(1)5gL-1酚酞指示剂：称取酚酞指示剂0.5，溶于100mL 600mLL-1的乙醇中。(2)1g L-1溴酚蓝（BromophenoL blue）指示剂：称取溴酚蓝0.1g在少量950mLL-1乙醇中研磨溶解，然后用乙醇稀释至100mL。(3)0.01moLL-11/2H2SO4标准溶液：量取的浓H2SO4比重1.84）2.8 mL加水至1L，将此溶液再稀释10倍，再用标准硼砂标定其准确浓度。9.5.1.3 操作步骤吸取两份1020mL土水比为1:5的土壤浸出液，放出100mL的烧杯中。把烧杯放在磁搅拌器上开始搅拌，或用其他方式搅拌加酚酞指示剂12滴（每10 mL加指示剂1滴），如果有紫红色出现，即示有碳酸盐存在，用H2SO4标准溶液滴定至浅红色刚一消失即为终点，记录所用H2SO4溶液的毫升数（V1）。溶液中再加溴酚蓝指示剂12滴（每5 mL加指示剂1滴）。在搅拌中继续用标准H2SO4溶液滴定至终点，由蓝紫色刚褪去，记录加溴酚蓝指示剂后滴定所用H2SO4标准溶液的mL数（V2）。9.5.1.4 结果计算土壤中水溶性CO32-含量，(cmoLkg-1)= 2V1cts/m 100土壤中水溶性CO32-含量，(gkg-1)= 1/2 CO32-，(cmoL,kg-1)0.0300土壤中水溶性HCO3-含量，(cmoLkg-1)= (V2-2V1)cts/m100土壤中水溶性HCO-3含量，(gkg-1)=HCO-3，(cmoL,kg-1)0.0610式中：V1酚酞指示剂达终点时消耗的H2SO4毫升数，此时碳酸盐只是半中和，故2V1； V2溴酚蓝为指示剂达终点时消耗的H2SO4体积（mL）； c（1/2H2SO4标准溶液的浓度（moLL-1）； ts分取倍数； m烘干土样质量(g)； 0.0300和0.0610分别为1/2 CO32-和HCO3-的摩尔质量（kgmoL-1）。实训项目2-2混合碱组分含量的测定实训课时：20实训类别：综合性、必做相关知识：无机混合碱的组成主要有NaOH、Na2CO3和NaHCO3，由于NaOH和NaHCO3，不能共存（OH-+HCO3-= H2O +CO32-），由此混合碱的组成有5种组合形式：三种组分中任一单独存在，或者NaOH和Na2CO3或者Na2CO3和NaHCO3的混合物。如是单一组分化合物，可用HCl标准溶液直接滴定；如是两种组分的混合物，测定其中各组分的含量可用双指示剂法。以混合碱中NaOH和Na2CO3含量的测定为例。NaOH俗称烧碱，在生产和存放过程中易吸收空气中的CO2，因而常含有少量的杂质Na2CO3。双指示剂法是用两种不同的指示剂分别确定第一、第二化学计量点，工业混合碱组分含量的测定使用的双指示剂是甲基橙和酚酞。试液中，先以酚酞为指示剂，用HCl标准溶液滴定，至溶液由红色恰好褪至无色，这是第一化学计量点（pH=8.3），消耗HCl标准溶液V1ml。此时，溶液中的NaOH全被中和，Na2CO3被中和至NaHCO3。NaOH+HCl= Na Cl+H2ONa2CO3+ HCl= NaHCO3+Na Cl再以甲基橙为指示剂，继续用HCl标准溶液滴定，至溶液由黄色恰好变至橙色，这是第二化学计量点（pH=3.89），消耗HCl标准溶液V2ml。此时，溶液中的NaHCO3全被中和。NaHCO3+ HCl= Na Cl+ H2O +CO2由两次滴定消耗HCl的量可分别计算NaOH和Na2CO3的含量。其他组分的混合碱均可采用双指示剂法测定。根据的大小，判断混合碱的组成，然后算出组分的含量。滴定时有五种情况见下表：测定结果存在的离子各存在形式的物质的量/mmolOH-、1/2CO32-HCO3-OH-、C(HCl)* V100CO32-02C(HCl) V1或2C(HCl) V20HCO3-00C(HCl)* V2OH-、CO32-C(HCl)*（V1- V2）2C(HCl)* V20CO32-HCO3-02C(HCl)* V1C(HCl)*（V2- V1）实训内容一、目标1.掌握混合碱样品采集。2.掌握HCl标准溶液测定工业混合碱组分含量的基本原理、操作方法和计算。3学会甲基橙、酚酞双指示剂法滴定工业混合碱。二、原理在烧碱试液中，先以酚酞为指示剂，用HCl标准溶液滴定，至溶液由红色恰好褪至无色，这是第一化学计量点（pH=8.3），消耗HCl标准溶液V1ml。此时，溶液中的NaOH全被中和，Na2CO3被中和至NaHCO3。NaOH+HCl= Na Cl+H2ONa2CO3+ HCl= NaHCO3+Na Cl再以甲基橙为指示剂，继续用HCl标准溶液滴定，至溶液由黄色恰好变至橙色，这是第二化学计量点（pH=3.89），消耗HCl标准溶液V2ml。此时，溶液中的NaHCO3全被中和。NaHCO3+ HCl= Na Cl+ H2O +CO2由两次滴定消耗HCl的量可分别计算NaOH和Na2CO3的含量。三、试剂1.HCl标准溶液2工业混合碱试样3.酚酞、甲基橙指示剂四、实验步骤用移液管准确移取工业混合碱试样2.0ml于250ml烧杯中，加水摇动冷却至室温，定量转入250ml容量瓶中用水稀释至刻度，摇匀。用移液管吸取25ml该试液与锥形瓶中，加2-3滴酚酞指示剂，用0.1mol/LHCl标准溶液滴定，边滴加边充分摇动（避免局部Na2CO3直接被滴至H2CO3）。滴定至溶液由红色恰好褪至无色，记录HCl标准溶液的体积V1。再加1-2滴甲基橙指示剂，并重新调节滴定管零点，继续用上述0.1mol/LHCl标准溶液滴定，滴定至溶液由黄色恰好变为橙色为终点，记录HCl标准溶液的体积V2。平行测定三次。五、计算公式C(HCl)（V1- V2）10-3M(NaOH)(NaOH)=-2.025/250C(HCl)2V210-3M(1/2Na2CO3)(Na2CO3)=-2.025/250实训项目2-1HCl标准溶液的制备与标定实训课时：10实训类别：综合性、必做相关知识：酸碱滴定法是利用酸碱反应来进行滴定分析的方法，其反应的实质是质子的转移。在酸碱滴定法中，滴定剂常用强酸或强碱的标准溶液，如:盐酸、硫酸、氢氧化钠等。酸碱滴定法具有以下特点：(1)酸碱反应过程简单,且能按化学计量关系定量进行；(2)酸碱反应速率快,瞬时即可完成；(3)有多种指示剂可供选用,以确定滴定终点；以上特点都符合滴定分析对化学反应的要求。一般的酸碱以及能与酸碱直接或间接发生反应的物质，几乎都能用酸碱滴定法进行测定。因此，酸碱滴定法应用最为广泛。一、HCl标准溶液的配制市售盐酸密度=1.19，HCl的质量分数(HCl)37%，物质的量浓度约为12 mol/L。配制时取一定体积浓HCl稀释成近似浓度，然后用基准物质进行标定，以获得准确浓度。由于浓HCl具有挥发性，所以配制时所取的量应适当多于计算量。二、标定HCl溶液的基准试剂标定HCl溶液的基准试剂常用物质为无水Na2CO3。三、HCl溶液的标定1、用基准物质无水Na2CO3标定HCl溶液2、用已知标准浓度的NaOH溶液实训内容一、目标1.掌握HCl溶液的配制方法。2.掌握无水Na2CO3为基准物质标定HCl标准溶液的基本原理、操作方法和计算。3学会甲基橙、溴甲酚绿-甲基红指示剂滴定终点的判断。二、原理以基准无水Na2CO3进行标定，用甲基橙指示剂或溴甲酚绿-甲基红混合指示剂指示化学计量点，据Na2CO3的质量和消耗HCl溶液的体积计算出HCl溶液的浓度三、试剂1.浓HCl（AR）2基准试剂无水Na2CO33.甲基橙指示剂4.溴甲酚绿-甲基红指示剂四、实验步骤1.配制C=0.1mol/LHCl的溶液500ml用10ml洁净的量筒量取HCl（12 mol/L）4.5ml,倒入500ml烧杯中，加入300ml蒸馏水，摇匀，稀释至500ml,移至试剂瓶中，充分摇匀，贴上标签，待标定。2.用无水Na2CO3为基准物质标定HCl溶液（1）准确称取无水Na2CO30.150.2g于250ml锥形瓶中，以25ml蒸馏水溶解，加甲基橙指示剂1滴，用配制的HCl溶液滴至溶液由黄色变为橙色即为终点（临近终点时，可将溶液煮沸除去CO2，冷却后继续滴定）。记下HCl的体积（2）准确称取无水Na2CO30.150.2g于250ml锥形瓶中，以50ml蒸馏水溶解，加溴甲酚绿-甲基红指示剂10滴，用配制的HCl溶液滴至溶液由绿色变为橙暗红色，煮沸2分钟，冷却后继续滴定至酒红色即为终点。记下HCl的体积。五、计算公式m(Na2CO3)C(NaOH)=-V（HCl)M(1/2Na2CO3)实验十三混合碱中碳酸钠和碳酸氢钠含量的测定实验目的1. 了解多元弱碱滴定过程中溶液pH值的变化及指示剂的选择；2. 掌握双指示剂法测定混合碱各组分的原理和方法；3. 进一步练习滴定、移液、定容等基本操作。实验原理 混合碱系指NaOH和Na2CO3或Na2CO3和NaHCO3等类似的混合物，可采用双指示剂法进行分析，并测定各组分的含量。 若混合碱是由NaOH和Na2CO3组成，先以酚酞作指示剂，用HCl标准溶液滴至溶液略带粉色，这时NaOH全部被滴定，而Na2CO3只被滴到NaHCO3，此时为第一终点，记下用去HCl溶液的体积V1。过程的反应如下：酚酞变色时： OHHH2O CO32HHCO3 然后加入甲基橙指示剂，用HCl继续滴至溶液由黄色变为橙色，此时NaHCO3被滴至H2CO3，记下用去的HCl溶液的体积为V2，此时为第二终点。显然V2是滴定NaHCO3所消耗的HCl溶液体积，而Na2CO3被滴到NaHCO3和NaHCO3被滴定到H2CO3所消耗的HCl体积是相等的。 甲基橙变色时：HCO3HH2CO3(CO2H2O) 由反应式可知：V1V2，且Na2CO3消耗标准溶液的体积为2V2，NaOH消耗标准溶液的体积为（V1V2），据此可求得混合碱中NaOH和Na2CO3的含量。 若混合碱系Na2CO3和NaHCO3的混合物，以上述同样方法进行测定，则V2V1，且Na2CO3消耗标准溶液的体积为2V1， NaHCO3消耗HCl标准溶液的体积为（V2V1）。 由以上讨论可知，若混合碱系由未知试样组成，则可根据V1与V2的数据，确定混合碱的组成，并计算出各组分的含量。实验仪器与试剂0.1000molL-1HCl标准溶液，0.04%酚酞指示剂，0.02%甲基橙指示剂，混合碱试样实验步骤 准确移取5.00mL的试液于100mL锥型瓶中，加2滴酚酞指示剂，用HCl标准溶液滴至溶液略带粉色终点，记下用去HCl溶液的体积V1；再加入1滴甲基橙指示剂，用HCl继续滴至溶液由黄色变为橙色，用去的HCl溶液的体积为V2。重复测定23次，其相对偏差应在0.5%以内。 根据消耗HCl标准溶液的体积V1与V2的关系，确定混合碱的组成，并计算出各组分的含量。数据处理次数项目123滴定时移取混合碱体积V试液(ml)CHCI(molL-1)VHCI(ml)或相对偏差平均相对偏差计算公式NaOH/(g100mL) 100 Na2CO3/(g100mL) 100 Na2CO3/(g100mL) 100NaHCO3/(g100mL) 100总碱度/(g100mL) M（NaOH）；M（ Na2CO3）；M（NaHCO3）。【注意事项】1混合碱是由NaOH和Na2CO3组成时，酚酞指示剂可适量多加几滴，否则常因滴定不完全而使NaOH的测定结果偏低，Na2CO3的结果偏高。2用酚酞作指示剂时，摇动要均匀，滴定要慢些，否则溶液中HCl局部过量，会与溶液中的NaHCO3发生反应，产生CO2，带来滴定误差。但滴定也不能太慢，以免溶液