离子滴定实验分析手册

化学分析手册化学分析手册 河北工业大学海水利用中心河北工业大学海水利用中心 2013 42013 4 目目 录录 1 钾离子的测定方法 四苯硼钠季胺盐容量法 1 2 硫酸根离子的测定 EDTA 容量法 8 3 铵根离子的测定 甲醛法 13 4 氯离子的测定 银量法 11 1 一 钾离子的测定一 钾离子的测定 四苯硼钠季胺盐容量法四苯硼钠季胺盐容量法 1 1 方法要点 方法要点 钾离子与四苯硼酸钠生成稳定的四苯硼酸钾沉淀 过剩的四苯硼酸钠以溴 酚蓝为指示剂 用季胺盐滴定 生成难溶的四苯硼季胺盐 达等当点时季胺盐 与溴酚蓝生成蓝色盐 以此指示终点 进行间接的容量法测定钾离子 反应式 C6H5 4B K K C6H5 B R1R2R3R4N C6H5 4B R1R2R3R4N C6H5 4B 2 2 仪器 仪器 2 1 半微量滴定管 10 毫升 2 支 2 2 一般实验室其他仪器 3 3 试剂和溶液 试剂和溶液 3 1 氢氧化钠 分析纯 1 mol l 溶液 3 2 0 1 溴酚蓝指示剂 称取 0 1 克溴酚蓝 溶于 10 毫升 95 乙醇中 加入 10 毫升 0 1mol l 氢氧化钠 加水至 100 毫升 3 3 氯化钾 基准试剂 1ml 含钾离子 1 毫克 称取约 1 91 克已于 130 恒重的氯化钾 称准至 0 1 毫克 溶于水中 移入 1000 毫升容量瓶中 加水 至刻度摇匀 计算该基准溶液 1 毫升含钾离子的毫克数 3 4 硫酸镁 醋酸溶液 称取 127 克硫酸镁 MgSO4 7H2O 溶于水中 加入 59 毫升冰醋酸 用水稀释至 500 毫升 3 5 醋酸 醋酸钠缓冲溶液 PH 值为 3 5 将 2mol l 醋酸溶液与 1mol l 醋酸钠溶液按 4 1 体积混合 3 6 松节油 市售 3 7 10 氯化铝溶液 称取 10 克无水氯化铝于 250 毫升烧杯中 加少量水 润湿 盖上表面皿 再加水溶解 稀释至 100 毫升 3 8 1 四苯硼酸钠标准溶液 取 10 克分析纯四苯硼酸钠 C6H5 4BNa 简称 Na TPB 溶于 900 毫升水中 在暗处放置一昼夜后 加入 10 氯化铝溶 液 5 毫升 用 1 mol l 的氢氧化钠溶液调 PH 值至 8 9 后 加水至 1 升 摇匀 然后用中速滤纸过滤 滤液贮于棕色瓶中 标定后备用 标定方法 准确吸取氯化钾基准溶液 5 毫升 4 毫升 3 毫升 2 毫升 1 毫升 于 150 毫升烧杯中 加水至 30 毫升 加入 2 毫升硫酸镁 醋酸溶液 在 不断搅拌下 由半微量滴定管逐滴加入 6 毫升 1 四苯硼钠溶液 放置 5 分钟后 2 加入 3 4 滴 0 1 溴酚蓝指示剂 加入 0 5 毫升醋酸 醋酸钠缓冲溶液和约 0 3 毫升松节油 充分搅拌 继用季胺盐标准溶液滴定至呈现蓝色为止 四苯硼酸钠标准溶液对钾离子的滴定度 T 按下式计算 式中 T 1 毫升四苯硼酸钠标准溶液相当于钾离子的毫克数 K 取用氯化钾基准溶液所含钾离子毫克数 6 00 加入四苯硼酸钠标准溶液的毫升数 f 季胺盐标准溶液对四苯硼酸钠标准溶液的计算系数 B 消耗季胺盐标准溶液的毫升数 3 9 0 7 季胺盐标准溶液 称取 14 克十六烷基三甲基溴化铵 简称 CTAB 或烷基二甲基苄基氯化铵 于 2 升烧杯中 加入 300 毫升 95 乙醇使之 溶解 然后迅速加水至 2 升 混合均匀 贮于试剂瓶中 如室温在 15 以下 则 CTAB 易析出 可将溶液瓶置入温水浴内 使之溶解后使用 标定方法 用微量滴定管准确取 5 00 毫升 1 四苯硼酸钠标准溶液 于 150 毫升烧杯中 加入 30 毫升水 3 4 滴 0 1 溴酚蓝指示剂及 0 5 毫升醋酸 醋 酸钠缓冲溶液 继用季铵盐标准溶液滴定至呈现蓝色即为终点 季铵盐标准溶液对四苯硼酸钠标准溶液之换算系数 f 按下式计算 式中 5 四苯硼酸钠标准溶液的毫升数 A 耗用季铵盐标准溶液的毫升数 4 4 测定步骤 测定步骤 4 1 吸取含钾离子约 5 毫克的试样 于 150 毫升烧杯中 加水至 30 毫升 加入 2 毫升硫酸镁 醋酸溶液 在不断搅拌下 逐滴加入 6 00 毫升 1 四苯硼 酸钠标准溶液 放置 5 分钟后加入 3 4 滴 0 1 溴酚蓝指示剂 加 0 5 毫升醋 酸 醋酸钠缓冲溶液和约 0 3 毫升松节油 充分搅拌 随即用季胺盐标准溶液 滴定至呈现蓝色为终点 4 2 计算 式中 K 钾离子含量 克 升 T 1 毫升四苯硼酸钠标准溶液相当于钾离子的毫克数 Bf K T 00 6 A f 5 V VfT lgK 00 6 1 3 6 00 加入四苯硼酸钠标准溶液的毫升数 f 1 毫升季胺盐标准溶液对四苯硼酸钠标准溶液的毫升数 V1 滴定耗用季胺盐标准溶液毫升数 V 滴定时所取试样的毫升数 5 5 讨论讨论 5 1 四苯硼酸钠标准溶液应保持澄清 PH 值约 9 如变混浊 须重新过滤 四苯硼酸钠标准溶液对钾离子的滴定度 每周应校正 由于四苯硼酸钠沉淀剂过剩量对四苯硼钾溶解的影响 因此对于 6 毫升 1 四苯硼酸钠标准溶液 如钾离子含量不同 测得的滴定度 T 值也稍有变化 T 值变化则影响测定结果 为了保证测定的准确度 钾离子的取样量应控制在与 测定 T 值所取标准钾的量接近 5 2 季胺盐阳离子用 R1R2R3R4N 表示 R1 R2 R3为甲基或长链烷基 R4 是苄基 丁基或较长链芳 烷基团 季胺盐与四苯硼酸钠生成的四苯硼季胺盐 其溶解度比四苯硼酸钾更小 用该试剂测定钾离子时 一般是将四苯硼酸钾沉淀分离后 在滴定溶液中的四 苯硼酸钠 为了减少繁琐手续 不分离沉淀直接从溶液中滴定过剩的四苯硼酸 钠 特加松节油 利用松节油能将四苯硼酸钾沉淀从水溶液中分离 沉淀进入 松节油相 使滴定终点稳定 5 3 PH 值对终点的影响 PH 值 3 5 时 季胺盐与溴酚蓝形成蓝色盐 溶液由黄绿到蓝色 借以指示 滴定终点 如 PH 值过小则终点不明 反之则溶液由紫到蓝 终点不易分辨 因 此 滴定前要调 PH 值到 3 5 但在 PH 值 3 5 时四苯硼酸钠有微小分解 滴定 速度应快 此外 溴酚蓝为酸碱指示剂 PH 值 3 5 时呈黄绿色 借以指示调节 溶液的 PH 值 5 4 铵离子的去除 铵离子同样与四苯硼酸钠产生沉淀 故测定过程中应注意避免铵盐和氨气 的影响 如试样中共存有铵离子 则应消除干扰 可按下列方法测定 5 4 1 甲醛法除铵 取一定量试样于 50 毫升容量瓶中 加入 5 毫升中和后 的 37 甲醛 0 5 1 克焦磷酸钠 用 2mol l NaOH 溶液中和至碱性 PH 值 9 10 然后缓慢加入 10 毫升 1 四苯硼酸钠 稀释至 50 毫升 摇匀 用干滤斗 干滤纸过滤 弃去约 10 毫升最初的滤液 吸取 25 毫升滤液 加入 8 滴 0 04 钛黄指示剂 用季胺盐标准溶液滴定 至呈现为红色即为终点 5 4 2 氢氧化钠溶液蒸煮法除铵 取一定量的试液于 150mL 烧杯中 加 4 入 1 3 滴酚酞指示剂 再加入 3 5mL2mol L NaOH 溶液 置于可调电炉上低温 慢慢加热蒸煮至烧杯中溶液变干为止 取下冷却至室温 加水 25mL 左右溶解 搅拌均匀 此时溶液颜色应为粉红色 若无色 可加入一滴酚酞指示剂 再用 2mol L HCl 溶液中和至溶液粉红色消失 再多加一滴 HCl 使溶液 pH 值为微酸 性 然后用测钾的方法在此溶液中测定钾 6 6 精密度精密度 本方法平行测定结果的容许差值 0 02 钾离子的含量在 0 2 以下 取 平行测定结果的算术平均值作为测定结果 附注 本分析方法参考 海盐工业分析 5 硫酸根离子的测定硫酸根离子的测定 EDTA 容量法容量法 1 方法要点 方法要点 硫酸根离子与氯化钡生成难溶的硫酸根沉淀 过剩的钡离子在 pH 10 及 Mg EDTA 络合物存在下 以铬黑 T 为指示剂 用 EDTA 溶液滴定 扣除滴定样 品中 Ca2 Mg2 时 E D T A 的用量 间接测定硫酸根离子 2 仪器 仪器 一般实验室仪器 3 试剂和溶液 试剂和溶液 3 1 乙二胺四乙酸二钠 EDTA 分析纯 3 2 氧化锌 基准试剂 3 3 氯化铵 分析纯 3 4 氨水 分析纯 1 1 溶液 3 5 氯化钡 BaCl2 2H2O 分析纯 3 6 氯化钡标准溶液 0 027M 称取 13 2 克氯化钡 BaCl2 2H2O 溶于 2 升不含 CO2的水中 在室温下放置 24 小时以上 必要时过滤 标定后使用 标定方法 准确吸取 10 00 毫升氯化钡标准溶液 加入 20 毫升水 10 毫升 Mg EDTA 络合物溶液 10ml 无水乙醇 5 毫升氨性缓冲溶液和 4 滴铬黑 T 指 示剂 立即用 EDTA 标准溶液滴定 至酒红色消失变亮蓝色为止 求出每毫升 氯化钡标准溶液耗用 EDTA 的毫升数 C 即 1 10 V C 式中 V 消耗 0 02M 的 EDTA 标准溶液的毫升数 3 7 铬黑 T 指示剂 称取 0 5 克铬黑 T 溶于 100 毫升 1 1 三乙醇胺溶液中 3 8 氨性缓冲溶液 pH 10 称取 20 克氯化铵 分析纯 加入 100 毫升 25 的氨水 用无二氧化碳的水稀释至 1 升 混匀 贮于试剂瓶中 3 9 E DTA 标准溶液 c EDTA 0 02 摩尔 升 称取 8 克乙二胺四乙 酸二钠于 400 毫升烧杯中 加少量水溶解后 用无 CO2稀释至 1000 毫升 混 匀 贮于试剂瓶中 3 10 锌标准溶液 c Zn 0 02000 摩尔 升 准确称取氧化锌 0 5 0 6 克 置于 250 毫升烧杯中 加少量水润湿 滴加 1 1 盐酸 10 毫升 边加边搅拌至全 6 部溶解为止 移入 250 毫升容量瓶中 稀释至刻度 摇匀 3 11 EDTA 标准溶液的标定同钙镁离子的测定中 EDTA 的标定 3 12 Mg EDTA 络合物溶液 0 054mol l 取 51 5ml10 MgCl2溶液 加 18g 固体 EDTA 试剂 加 200ml 无 CO2的水 加 100mlPH10 的氨性缓冲溶液 不 断搅拌至 EDTA 全部溶解 加入 10 滴铬黑 T 指示剂 以 5 EDTA 溶液滴定至 青蓝色 稀释至 1000ml 如有市售的乙二胺四乙酸二钠镁试剂 则称取 23 3 克溶于 1000ml 无 CO2 的水中 即可 4 测定步骤 测定步骤 吸取试样溶液 15 毫升 于 150 毫升烧杯中 加入 15 毫升水 用移液管加 入 10 毫升 0 027M 氯化钡标准溶液 V1 加入 10 毫升 Mg EDTA 络合物溶液 10ml 无水乙醇 5 毫升 pH 10 氨性缓冲溶液及 5 滴铬黑 T 为指示剂 立即用 0 020mol l EDTA 标准溶液滴定至紫色消失变蓝色为止 记下毫升数 V2 同时 取一份相同体积的样液 以同浓度 EDTA 标准溶液滴定钙镁总量 记下毫升数 V3 5 计算 计算 式中 V1 加入氯化钡标准溶液毫升数 V2 滴定硫酸根离子时消耗 EDTA 毫升数 V3 滴定相同体积样液中钙镁总量所消耗 EDTA 毫升数 C 1 毫升氯化钡标准溶液相当于 EDTA 标准溶液毫升数 T 1 毫升 EDTA 标准溶液相当于硫酸根离子的毫克数 W 滴定用盐样重量 克 6 允许误差 允许误差 硫酸根含量 允许误差 0 5 1 0 05 0 5 以下 0 03 7 讨论 讨论 7 1 正确辨别滴定终点 是本法获得良好准确度的重要问题 为此 必须 注意以下条件 保证 Mg2 Ba2 大于 2 否则终点色变延长 测定溶液中氯化钠 的存在量最好不要多于 1 5 克 否则终点不易辨别 滴定体积不易过小或过大 一般在 50 毫升左右为宜 不要使用过期失效的指示剂 100 1000 231 W TVVCV 硫酸根含量 7 7 2 滴定的速度在接近终点时 应缓慢加入 EDTA 并剧烈搅拌 否则易 过终点 7 3 本法的误差主要决定于钡离子的过剩系数 在海盐分析中 当硫酸根 取样约 10 毫克时 钡离子的过剩系数为 2 3 倍 准确度较好 倍数过大 引起 正误差 倍数过小 则引起负误差 虽然氯化钠的存在能增加 EDTA 滴定毫 升数 但是氯化钠对钙 镁离子的测定也有影响 亦增加 EDTA 滴定毫升数 因此 在计算硫酸根的含量时 氯化钠所引起的误差是可以抵消的 7 4 当沉淀量较大时 可吸取一定的澄清液来分析 方法是 在 50 毫升样 液中 按上述测定步骤沉淀 陈化 冷却至室温 将沉淀液转移至 100 毫升容 量瓶 用水稀释至刻度 摇匀 放置 10 分钟后吸取 50 毫升上层清液滴定 附注 本分析方法参考 海盐工业分析 8 铵根离子的测定铵根离子的测定 甲醛法甲醛法 1 方法提要 方法提要 由于 NH4 的酸性太弱 Ka 5 6 10 10 所以用 NaOH 标准溶液无法直接滴定 铵盐与甲醛作用 可定量地生成六次甲基四铵盐和 H 4NH4 6HCHO CH2 6N4H 6H2O 3H 由于生成的 CH2 6N4H Ka 7 1 10 6 和 H 可用 NaOH 标准溶液滴定 滴定 终点生成 CH2 6N4是弱碱 故突跃处在弱碱性范围 应用酚酞作指示剂 溶液 呈微红色即为终点 2 仪器 仪器 一般实验室仪器 3 试剂和溶液 试剂和溶液 3 1 40 甲醛溶液 由于甲醛溶液中含有微量酸 会消耗少量的 NaOH 而产 生误差 因此使用前应该先中和 取 40 甲醛溶液加入酚酞试剂 2 3 滴 用 NaOH 滴定甲醛溶液为微红色为止 3 2 酚酞指示剂 2g L 分析纯 称取 0 2 克酚酞溶于 100 毫升乙醇中 摇 匀 贮于试剂瓶中 3 3 NaOH 溶液 0 1mol L 分析纯 0 1 摩尔 升溶液 称取 4 克氢氧化钠溶 于 1000 毫升无二氧化碳的水中 摇匀 贮于试剂瓶中 3 4 NaOH 标准溶液配制与标定 用电子天平称取 2g 左右固体 NaOH 加入煮沸除二氧化碳的蒸馏水中 溶 解完成后转入 500 毫升容量瓶中 加水稀释至刻度 盖上塞子 充分摇匀 待 用 称取邻苯二甲酸氢钾 KHC8H4O4 三份各 0 4g 左右 记录准确质量 m 后 倒入 250 毫升锥形瓶中 加入 30 40 毫升蒸馏水溶解 待溶解完毕 加入 2 3 滴酚酞指示剂 用 NaOH 溶液标定至溶液成微红色 且保持半分钟不变色为滴 定终点 记录消耗 NaOH 体积 VmL 反应方程式 KHC8H4O4 NaOH C8H4O4KNa H2O 计算氢氧化钠标准溶液溶度 9 CNaOH m M KHC8H4O4 VNaOH 注意单位一致 式中 CNaOH NaOH 的摩尔浓度 m KHC8H4O4 KHC8H4O4的准确质量 M KHC8H4O4 KHC8H4O4的摩尔质量 V 消耗氢氧化钠标准溶液的毫升数 4 测定步骤 测定步骤 用移液管吸取一定的待测溶液 VmL 于 150ml 的烧杯中 加入 5ml 的 40 甲醛溶液 预先用 0 1mol LNaOH 溶液中和 再加 2 滴酚酞指示剂 静置 5min 让铵根离子转变为六亚甲基四铵阳离子和氢离子 然后在充分搅拌下 用 NaOH 标准溶液滴定至呈粉红色 且半分钟不变色即为终点 记录消耗 NaOH 的体积 V1mL 同时作空白试验 5 计算 计算 NH4 的百分含量按式 1 计算 1100 018 0 0 4 G cVV NH 式中 c 氢氧化钠标准溶液的浓度 摩尔 升 V 滴定消耗的氢氧化钠标准溶液体积 毫升 V0 空白滴定消耗的氢氧化钠标准溶液体积 毫升 G 吸取试样溶液相当于试样的总量 克 0 018 1 毫升 1 摩尔 升氢氧化钠标准溶液相当于铵根的重量 克 6 精密度精密度 本方法平行测定结果的容许差值 0 03 取平行测定结果的算术平均值 作为测定结果 10 氯离子的测定氯离子的测定 银量法银量法 1 方法提要方法提要 试样经水溶解后 在中性介质中银离子生成难电离的氯化银沉淀 过量的 银离子与铬酸根离子生成桔红色沉淀 2 仪器仪器 一般实验室仪器 3 试剂和溶液试剂和溶液 3 1 氯化钠 基准试剂 3 2 硝酸银 分析纯 3 3 铬酸钾 分析纯 10 溶液 溶解 10 克铬酸钾于 100 毫升水中 在搅 拌下滴加硝酸银标准溶液至砖红色沉淀生成 过滤溶液 3 4 氯化钠标准溶液 c NaCl 0 1000 摩尔 升 称取预先在 400 干燥 的 5 8433 克氯化钠 溶解于水中 移入 1000 毫升容量瓶中 用水稀释至刻度 摇匀 3 5 硝酸银标准溶液 c AgNO3 0 1 摩尔 升 3 5 1 配