混合碱的测定双指示剂法

1、一、实验目的一、实验目的n1.1.掌握双指示剂法连续滴定测定混合碱中各组掌握双指示剂法连续滴定测定混合碱中各组分含量的原理和方法。分含量的原理和方法。n2.2.了解多元弱碱在滴定过程中了解多元弱碱在滴定过程中phph值变化及指示值变化及指示剂的选择。剂的选择。n3.3.了解混合指示剂使用及其优点。了解混合指示剂使用及其优点。二、实验原理二、实验原理n 工业混合碱组成一般为烧碱工业混合碱组成一般为烧碱naoh+nanaoh+na2 2c0c03 3、纯碱纯碱 nana2 2c0c03 3 +nahc0+nahc03 3 ，而而naoh+ nahc0naoh+ nahc03 3一般不可能共存。一般

2、不可能共存。n 欲测定同一试样中欲测定同一试样中各组分的含量，可用各组分的含量，可用标准酸溶液进行滴定分析。根据滴定过程中标准酸溶液进行滴定分析。根据滴定过程中phph值变化的情况，选用两种不同的指示剂值变化的情况，选用两种不同的指示剂pp+mopp+mo分别指示两个终点，这种方法称为双指示剂法。分别指示两个终点，这种方法称为双指示剂法。n此法简便、快速，在实际生产中应用普遍，但此法简便、快速，在实际生产中应用普遍，但准确度不高。准确度不高。 二、实验原理二、实验原理nnana2 2coco3 3 c ck kb1b11010-8-8 ，c ck kb b2 2=10=10-8 -8 ，n k

3、 kb b1 1/k/kb b2 2=10=104 4 ，n按按1%1%误差可进行误差可进行分步滴定分步滴定: :nnana2 2coco3 3 nahconahco3 3(ep(ep1 1) ) h h2 2o + coo + co2 2(ep(ep2 2 ) ) n 双指示剂法双指示剂法原理：原理：nahco3 消耗hcl的体积为v2-v1na2co3 消耗hci的体积为2v1nahco3 hcl / nahco3 hcl / na2co3 v1 nahco3 v2 h2o+co2 nahco3 h2co3 ( (黄色转变为黄色转变为橙色橙色) )h2o+co2(红色变为红色变为微红色微红

4、色)1001000)12(%33snahcommvvcnahco10010001221%3232sconammcvcona 二、实验原理二、实验原理n nana2 2coco3 3的的ckckb1b11010-8-8 ，ckckb b2 2=10=10-8 -8 ， k kb b1 1/k/kb b2 2=10=104 4 ，按，按1%1%误差误差可进行可进行分步滴定分步滴定。nana2 2coco3 3 nahconahco3 3(ep(ep1 1) ) h h2 2o + coo + co2 2(ep(ep2 2 ) ) n 首先在混合碱溶液中加入首先在混合碱溶液中加入酚酞酚酞指示剂（变色

5、指示剂（变色phph范围范围8.08.010.010.0），用），用hclhcl标液滴定到溶液颜色由红色变为标液滴定到溶液颜色由红色变为微红色微红色时，混时，混合碱中的合碱中的naohnaoh与与hclhcl完全反应（产物完全反应（产物nacl+hnacl+h2 2o o）而）而nana2 2coco3 3与与hclhcl反应一半生成反应一半生成nahconahco3 3，第一化学计量点，第一化学计量点phphspsp1 1=8.3 =8.3 。设此时消。设此时消耗耗hclhcl标液体积为标液体积为v v1 1mlml。n na na2 2coco3 3 + hcl = nahco+ hcl

6、= nahco3 3 + h+ h2 2o o pppp变色变色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剂（变色指示剂（变色phph范围范围3.13.14.44.4），），继续用继续用hclhcl标液滴定到溶液颜色由黄色转变为标液滴定到溶液颜色由黄色转变为橙色橙色时，溶液中时，溶液中nahconahco3 3与与hclhcl完全反应（产物完全反应（产物nacl+hnacl+h2 2coco3 3），第二化学计量点），第二化学计量点 phphspsp2 2=3.9=3.9。设此时消耗。设此时消耗

7、hclhcl标液体积为标液体积为v v2 2mlml。n nahco nahco3 3 + hcl = nacl + h+ hcl = nacl + h2 2o + coo + co2 2 momo变色变色n 二、实验原理二、实验原理n 多元弱碱在滴定过程中多元弱碱在滴定过程中phph值变化是强碱性值变化是强碱性 弱碱性弱碱性 酸酸性，指示剂选择性，指示剂选择pp+mopp+mo。n 通过连续滴定消耗通过连续滴定消耗hclhcl标液体积标液体积v v1 1、v v2 2可对样品可对样品定性定量定性定量n n n naoh na2co3 hcln v vn nacl+ h2o nahco3 na

8、hc03 pp v1n v v n h2o+ co2 h2o+ co2 mo v2n 由图示计量关系知，由图示计量关系知，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 的体积相等（的体积相等（v v）。所以，由所以，由v v1 1和和v v2 2的大小的大小可以判断混合碱的组成。可以判断混合碱的组成。n n 酚酞酚酞v1 甲基橙甲基橙v2组组 分分v1 = v2na2co3v1 = 0，v20nahco3v1 0 ,v2 =0naoh0 v2 v1 naoh + n

9、a2co30 v1 v2nahco3 + na2co3n (2)定量定量 n 0 v2 v1 ，组成为组成为: : naoh + na2co3，n分析分析na2co3消耗消耗hclhcl体积体积2 2 v v2 2， naoh 消耗消耗hclhcl体积体积v v1 1-v-v2 2n 0 v1 v2 ， 组成为：组成为：na2co3 + nahco3n 分析分析 na2co3耗酸耗酸，nahco3耗酸（耗酸（） 惰性杂质惰性杂质%=1%=100-x%-y% 00-x%-y% 1001000221%32232sconammcvcona1001000)(%21snaohmmvvcnaoh10010

10、001221%3232sconammcvcona1001000)12(%33snahcommvvcnahco二、实验原理二、实验原理 n 双指示剂法中，传统方法是先用酚酞双指示剂法中，传统方法是先用酚酞指示剂，后用甲基橙指示剂，用指示剂，后用甲基橙指示剂，用hclhcl标准溶标准溶液滴定。由于酚酞变色不敏锐，人眼观察液滴定。由于酚酞变色不敏锐，人眼观察这种颜色变化的灵敏度较差，因此常这种颜色变化的灵敏度较差，因此常选用选用甲酚红甲酚红- -百里酚蓝混合指示剂百里酚蓝混合指示剂。甲酚红变色。甲酚红变色范围的范围的phph值为值为6.76.7（黄）（黄）8.48.4（红），百（红），百里酚蓝色范围

11、的里酚蓝色范围的phph值为值为8.08.0（黄）（黄）9.69.6（蓝），混合后变色点的（蓝），混合后变色点的phph值值8.38.3，酸色呈，酸色呈黄色，碱色呈紫色。用黄色，碱色呈紫色。用hclhcl滴定剂滴定溶液滴定剂滴定溶液由紫色变为粉红色，即为终点。由紫色变为粉红色，即为终点。三、主要仪器和药品三、主要仪器和药品n1 1仪器：电子天平（万分之一），称量瓶，酸仪器：电子天平（万分之一），称量瓶，酸式滴定管式滴定管(50ml)(50ml)，锥形瓶（，锥形瓶（250 ml250 ml），容量瓶），容量瓶（250 ml250 ml），移液管（），移液管（25 ml25 ml），），n2 2试

12、剂：混合碱试样，试剂：混合碱试样，hclhcl标液（约为标液（约为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%）。也可使用甲酚红）。也可使用甲酚红- -百里酚蓝百里酚蓝混合指示剂（一份混合指示剂（一份0.1%0.1%甲酚红钠水溶液和三份甲酚红钠水溶液和三份0.1%0.1%百里酚蓝钠盐水溶液混合）。百里酚蓝钠盐水溶液混合）。四、实验步骤四、实验步骤 1.1.hclhcl标准溶液的配制和标定：同前（略）。标准溶液的配制和标定：同前（略）。 2. 2.称量及溶样：用分析天平递减称量法称取称量及溶样：用分

13、析天平递减称量法称取2.52.53.0g3.0g（准确至准确至0.1mg0.1mg）混合碱样品于）混合碱样品于100ml100ml烧杯中，烧杯中，加入少量去离子水溶解，必要时可加热促使溶解。加入少量去离子水溶解，必要时可加热促使溶解。待冷却后，将溶液定量转移于待冷却后，将溶液定量转移于250ml250ml容量瓶，加水容量瓶，加水稀释至刻度，充分摇匀。稀释至刻度，充分摇匀。四、实验步骤四、实验步骤n3 3混合碱的测定：平行移取混合碱试液混合碱的测定：平行移取混合碱试液25.0025.00mlml三份于三份于250ml250ml锥形瓶中，各加锥形瓶中，各加2 2滴酚酞滴酚酞指示剂（或指示剂（或甲酚

14、红甲酚红- -百里酚蓝混合指示剂），摇匀。用百里酚蓝混合指示剂），摇匀。用hclhcl标标液滴定到溶液由液滴定到溶液由红色变为粉红色红色变为粉红色（混合指示剂紫（混合指示剂紫色变为粉红色），即为反应第一终点，记录所消色变为粉红色），即为反应第一终点，记录所消耗耗hclhcl标液的标液的体积体积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剂，继续用剂，继续用hclhcl标液滴定到溶液由标液滴定到溶液由黄色变为橙色黄色变为橙色，即为反应第二终点，记录所消耗即为反应第二终点，记录所消耗hclhcl标液的标液的体积体积v v2 2。根据根据hclhcl标准溶液的浓度和消耗的体

15、积，按照原理标准溶液的浓度和消耗的体积，按照原理部分所述的公式计算混合碱中各组分的含量。部分所述的公式计算混合碱中各组分的含量。n 五、数据记录和处理五、数据记录和处理n1.判断混合碱的组成：根据第一终点、第二终判断混合碱的组成：根据第一终点、第二终点消耗点消耗hcl标液的体积标液的体积v1ml和和v2ml(v2=vv1)的大小判断混合碱的组成。的大小判断混合碱的组成。n 2.计算分析结果：根据混合碱的组成，写出各计算分析结果：根据混合碱的组成，写出各自的滴定反应式，推出计算公式，计算各组分自的滴定反应式，推出计算公式，计算各组分的含量。的含量。实验项目实验项目123（称量瓶（称量瓶+试样）质

16、量试样）质量/g倾出后（称量瓶倾出后（称量瓶+试样）质量试样）质量/g试样质量试样质量/gchcl / mol .l-1v1hcl / mlv2hcl / mlx1 / % 平均平均x1 / %相对偏差相对偏差 / %相对平均偏差相对平均偏差 / %表表1工业混合碱中各组分的含量的测定工业混合碱中各组分的含量的测定x2/ % 平均平均x2/ %相对偏差相对偏差/ %相对平均偏差相对平均偏差/ %表1工业混合碱中各组分的含量的测定六六. 结果与讨论结果与讨论存在问题及注意事项：存在问题及注意事项：1.1.双指示剂法，由于使用了酚酞（由红色至粉红色）、甲基双指示剂法，由于使用了酚酞（由红色至粉红色

17、）、甲基橙双色橙双色指示剂颜色变化不明显指示剂颜色变化不明显，分析结果的误差较大。可以，分析结果的误差较大。可以采用采用对照对照的方法提高分析结果的准确度。的方法提高分析结果的准确度。2.2. coco2 2的保护与驱除的保护与驱除。在接近终点时，必须注意。在接近终点时，必须注意coco2 2的保护与的保护与驱除，否则造成终点提前。在第一终点时，生成驱除，否则造成终点提前。在第一终点时，生成nahconahco3 3应尽应尽可能保证可能保证coco2 2不丢失！采取的措施：不丢失！采取的措施：a.a.接近终点时，滴定速度接近终点时，滴定速度一定不能过快！否则造成一定不能过快！否则造成hclhc

18、l局部过浓，引起局部过浓，引起coco2 2丢失！丢失！b.b.摇摇动要缓慢，不要剧烈振动！而在第二终点时，生成动要缓慢，不要剧烈振动！而在第二终点时，生成h h2 2coco3 3饱和饱和溶液，溶液，phph为为3.93.9，应尽可能驱除，应尽可能驱除coco2 2 ！防止终点提前，采取的！防止终点提前，采取的措施：接近终点时要剧烈振荡溶液，或者加热。措施：接近终点时要剧烈振荡溶液，或者加热。3.3.试样均匀性较差试样均匀性较差，为使测定结果具有代表性，本实验取较，为使测定结果具有代表性，本实验取较多样品，研细后再取部分进行分析。多样品，研细后再取部分进行分析。称大样称大样，定容，分取体，定容，分取体积测定。积测定。测定的允许误差可稍大测定的允许误差可稍大。六六. 结果与讨论结果与讨论 6. 6.2 2 误差分析误差分析 （1 1）滴定读数不准确造成的误差；）滴定读数不准确造成的误差；（2 2）分析天平读数存在误差；）