分析化学实验指导书

1、分 析 化 学 实 验 指 导 书16实验一 食醋中总酸度的测定一、教学要求1、学会食醋中总酸度的测定原理和方法。 2、掌握指示剂的选择原则。3、比较不同指示剂对滴定结果的影响。4、加强移液管的使用；5、掌握强碱滴定弱酸的滴定过程，突跃范围及指示剂的选择原理。二、预习内容1、碱式滴定管的规格、洗涤、润洗等操作步骤；2、NaOH溶液的储存注意事项；3、吸量管的使用；三、基本操作1、吸量管的使用要准确移取一定体积的液体时，常使用吸管。吸管有无分度吸管(又称移液管)和有分度吸管(又称吸量管)两种。如需吸取5mL、10mL、25mL等整数，用相应大小的无分度吸管，而不用有分度吸管。量取小体积且不是整数

2、时，一般用有分度吸管，使用时，令液面从某一分度（通常为最高标线）降到另一分度，两分度间的体积刚好等于所需量取的体积，通常不把溶液放到底部。在同一实验中，尽可能使用同一吸管的同一段，而且尽可能使用上面部分，不用末端收缩部分。使用前，依次用洗液、自来水、蒸馏水洗涤，最后再取少量被量液体荡洗3次，以保证被吸取的溶液浓度不变。蒸馏水和溶液荡洗的用量由吸管大小决定，无分度吸管以液面上升到球部为限，有分度吸管则以充满全部体积的1/5为限。用吸管吸取溶液时，左手拿洗耳球（预先排除空气），右手拇指及中指拿住管颈标线以上的地方。吸管下端至少伸入液面1cm，不要伸入太多，以免管口外壁沾附溶液过多，也不要伸入太少，

3、以免液面下降后吸空。用洗耳球慢慢吸取溶液，眼睛注意正在上升的液面位置，吸管应随容器中液面下降而降低。当溶液上升到标线以上时迅速用右手食指紧按管口，取出吸管，左手拿住盛溶液的容器，并倾斜约45°。右手垂直地拿住吸管，使其管尖靠住液面以上的容器壁，微微抬起食指，当液面缓缓下降到与标线相切时，立即紧按食指，使流体不再流出。再把吸管移入准备接收溶液的容器中，仍使其管尖接触容器壁，让接收容器倾斜，吸管直立，抬起食指，溶液就自由地沿壁流下。待溶液流尽后，约等15s，取出吸管。注意，不要把残留在管尖的液体吹出（除非吸管上注明“吹”字），因为在校准吸管容积时没有把这部分液体包括在内。用移液管吸取溶液

4、 从移液管放出溶液2、滴定管的使用：（1）定义：滴定管是可准确测量滴定剂体积的玻璃量器。（2）类别：酸式滴定管：（特征玻璃旋塞）用于盛放酸性溶液、中性溶液和氧化性溶液。碱式滴定管：（特征橡皮管+玻璃珠）用于盛放碱性和无氧化性溶液。（3）滴定管的准备:a、用前检查：检查是否漏水，旋塞转动是否灵活；酸式管涂凡士林；碱式管更换胶皮管或玻璃球。活塞涂凡士林 碱式滴定管赶去气泡的方法b、洗涤：要求管壁湿润洁净，不挂水珠。（4）溶液的装入：a、用待装液润洗23次，每次约10mL；b、装液至0.00刻度以上；c、排气泡； d、调节初读数为0.00，或近0的任一刻度，以减小体积误差。（4）滴定操作：a、酸式滴

5、定管：左手无名指和小指向手心弯曲，其余三指，拇指在前，食指、中指在后，轻扣旋塞，转动。碱式滴定管：左手无名指及小指夹住尖嘴管，拇指与食指捏乳胶管，使玻璃球向手心移动，停止时，先松拇指和食指。b、滴加方法：逐滴连续滴加；加一滴；使液滴悬而未落，即加半滴于锥形瓶壁（或用蒸馏水冲下或用溶液涮下）。c、锥形瓶：右手三指拿住瓶颈，瓶底离台约23cm，滴定管下端深入瓶口约1cm，同一方向圆周运动，边滴边摇动。d、注意事项：滴定时，左手不能离开旋塞任其自流；眼睛注意落点周围溶液颜色的变化；开始时可稍快，最后加半滴。左手操作活塞 酸管滴定操作 碱管滴定操作（5）读数：a、装满或滴定完后，等12分钟再读数；若滴

6、定速度较慢可等0.51分钟。b、将滴定管从架上取下，用右手大拇指和食指捏住无刻度处，其他手指辅助，保持垂直，视线与凹液底部平行（深色溶液读两侧最高点）；读取的数值必须记录至小数点后第二位。（6）滴定结束：滴定管内剩余溶液应弃去，洗净滴定管，并用蒸馏水充满，夹在夹上备用。四、实验原理食醋是混合酸，其主要成分是HAc（有机弱酸，Ka=1.8×10-5），与NaOH反应产物为弱酸强碱盐NaAc：HAc + NaOH = NaAc + H2OHAc与NaOH反应产物为弱酸强碱盐NaAc，化学计量点时pH8.7，滴定突跃在碱性范围内（如：0.1mol·L-1NaOH 滴定0.1mol

7、·L-1HAc突跃范围为PH：7.749.70），在此若使用在酸性范围内变色的指示剂如甲基橙，将引起很大的滴定误差（该反应化学计量点时溶液呈弱碱性，酸性范围内变色的指示剂变色时，溶液呈弱酸性，则滴定不完全）。因此在此应选择在碱性范围内变色的指示剂酚酞（8.09.6）。（指示剂的选择主要以滴定突跃范围为依据，指示剂的变色范围应全部或一部分在滴定突跃范围内，则终点误差小于0.1%）因此可选用酚酞作指示剂，利用NaOH标准溶液测定HAc含量。食醋中总酸度用HAc含量的含量来表示。五、实验步骤1、进入实验室，将实验要用到的有关仪器从仪器橱中取出，把玻璃器皿按洗涤要求洗涤干净备用。2、用配制且

8、已标定好的NaOH溶液润洗洗涤好的碱式滴定管，然后装入NaOH溶液。3、用移液管吸取食醋试样5.00mL，移入250mL锥形瓶中，加入20mL蒸馏水稀释（思考题1），加酚酞指示剂2滴（思考题2），用NaOH标准溶液滴定至终点。平行测定23次。记录NaOH标准溶液的用量，按下式计算食醋中总酸量。4、用甲基红作指示剂，用上法滴定，计算结果，比较两种指示剂结果之间的差别（思考题3）。六、注意事项1、注意食醋取后应立即将试剂瓶盖盖好，防止挥发。2、甲基红作指示剂时，注意观察终点颜色的变化。3、数据处理时应注意最终结果的表示方式。七、思考题和测试题思考题1、加入20mL蒸馏水的作用是什么？思考题2、为什

9、么使用酚酞作指示剂？思考题3、为什么使用甲基红作指示剂，消耗的NaOH标准溶液的体积偏小？思考题答案：1答：使被滴定体系体积与NaOH标准溶液标定时一致，减小体积变化引起的指示剂终点颜色的差别。思考题2答：反应产物为NaAc，其水溶液呈弱碱性，即滴定终点在弱碱性范围，故选择酚酞作指示剂；不能用甲基橙作指示剂，会使滴定结果偏低。思考题3答：甲基红发生颜色变化时，溶液为弱酸性，溶液中还有一定量的HAc没有反应，所以消耗的NaOH标准溶液的体积偏小。测试题1、如果NaOH标准溶液在放置的程中吸收了CO2，测定结果偏低（ ）。A 正确 B错误测试题2、选用甲基红作指示剂，测定结果偏低（ ）。A 正确

10、B错误测试题3、用移液管吸取食醋试样5.00mL，移入250mL锥形瓶中，加入的20mL蒸馏水必须精确（）。A 正确 B错误测试题4、用酚酞作指示剂时，加入过多的指示剂可使测定结果偏高（ ）。A 正确 B错误测试题答案：1、B ；2、A ；3、B ；4、B ；实验二 混合碱中各组分含量的测定一、 实验目的 1. 了解利用双指示剂法测定Na2CO3和NaHCO3混合物的原理和方法。 2. 学习用参比溶液确定终点的方法。 3. 进一步掌握微量滴定操作技术。 二、 实验原理 混合碱是NaCO3与NaOH或NaHCO3与Na2CO3的混合物。欲测定同一份试样中各组分的含量，可用HCl标准溶液滴定，根据

11、滴定过程中pH值变化的情况，选用酚酞和甲基橙为指示剂，常称之为“双指示剂法”。 若混合碱是由Na2CO3和NaOH组成，第一等当点时，反应如下： HCl+NaOH®NaCl+H2O HCl+Na2CO3®NaHCO3+H2O 以酚酞为指示剂（变色pH范围为8.010.0），用HCl标准溶液滴定至溶液由红色恰好变为无色。设此时所消耗的盐酸标准溶液的体积为V1（mL）。第二等当点的反应为：            HCl+NaHCO3®NaCl+CO2+H2O

12、以甲基橙为指示剂（变色pH范围为3.14.4）,用HCl标准溶液滴至溶液由黄色变为橙色。消耗的盐酸标准溶液为V2（mL）。 当V1V2时，试样为Na2CO3与NaOH的混合物，中和Na2CO3所消耗的HCl标准溶液为2V1（mL），中和NaOH时所消耗的HCl量应为（V1-V2）mL。据此，可求得混合碱中Na2CO3和NaOH的含量。 当V1V2时，试样为Na2CO3与NaHCO3的混合物，此时中和Na2CO3消耗的HCl标准溶液的体积为2V1mL，中和NaHCO3消耗的HCl标准溶液的体积为（V2-V1）mL。可求得混合碱中Na2CO3和NaHCO3的含量。 双指示剂法中，一般是先用酚酞，后

13、用甲基橙指示剂。由于以酚酞作指示剂时从微红色到无色的变化不敏锐，因此也常选用甲酚红-百里酚蓝混合指示剂。甲酚红的变色范围为6.7（黄）8.4（红），百里酚蓝的变色范围为8.0（黄）9.6（蓝），混合后的变色点是8.3，酸色为黄色，碱色为紫色，混合指示剂变色敏锐。用盐酸标准溶液滴定试液由紫色变为粉红色，即为终点。三、 主要仪器和试剂 1. 仪器：电子天平，3.000mL微型滴定管，50.00mL容量瓶，2.00mL移液管，25mL锥形瓶，50mL小烧杯。 2. 试剂： (1)0.1mol·L-1HCl溶液：用吸量管吸取约0.5mL浓盐酸于50mL试剂瓶中，加水稀释至50mL。因浓盐酸挥

14、发性很强，操作应在通风橱中进行。 (2)无水NaCO基准物质：将无水NaCO置于烘箱内，在180下，干燥23h。(3)酚酞指示剂：2g·L-1乙醇溶液。 (4)甲基橙指示剂：1g·L-1。 (5)混合指示剂：将0.1g甲酚红溶于100mL 500g·L乙醇中，0.1g百里酚蓝指示剂溶于100mL 200g·L乙醇中。1g·L甲酚红与1g·L百里酚蓝的配比为16。 (6)混合碱试样 四、 实验步骤 1. 0.1mol·LHCl溶液的标定 准确称取无水NaCO0.5g左右于干燥小烧杯中，用少量水溶解后，定量转移至50mL容量瓶中

15、，稀释至刻度，摇匀。 准确移取上述NaCO标准溶液2.00mL于25mL锥形瓶中，加1滴甲基橙指示剂，用HCl溶液滴定至溶液由黄色变为橙色，即为终点。平行测定35次，根据NaCO的质量和滴定时消耗HCl的体积，计算HCl溶液的浓度。标定HCl溶液的相对平均偏差应在±0.2%以内。 2. 混合碱的测定 准确移取混合碱试样0.5g左右于干燥小烧杯中，加水使之溶解后，定量转入50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，充分摇匀。 准确移取2.00mL上述试液于25mL锥形瓶中，加酚酞1滴，用盐酸溶液滴定至溶液由红色恰好褪为无色，记下所消耗HCl标准溶液的体积V，再加入甲基橙指示剂1滴，继续用盐酸溶液

16、滴定溶液至由黄色恰好变为橙色，所消耗HCl溶液的体积记为V，平行测定3次，计算混合碱中各组分的含量。五、 注意事项 1. 滴定到达第二等当点时，由于易形成CO过饱和溶液，滴定过程中生成的HCO慢慢地分解出CO，使溶液的酸度稍有增大，终点出现过早，因此在终点附近应剧烈摇动溶液。 2. 若混合碱是固体样品，应尽可能均匀，亦可配成混合试液供练习用。 六、 思考题 1. 采用双指示剂法测定混合碱，在同一份溶液中测定，试判断下列五种情况下，混合碱中存在的成分是什么？ （1）V=0；（2）V=0；（3）VV；（4）VV；（5）V=V。 2. 测定混合碱中总碱度，应选用何种指示剂？ 3. 测定混合碱，接近第

17、一化学计量点时，若滴定速度太快，摇动锥形瓶不够，致使滴定液HCl局部过浓，会对测定造成什么影响？为什么？ 4. 标定HCl的基准物质无水NaCO如保存不当，吸收了少量水分，对标定HCl溶液浓度有何影响？实验三 邻二氮菲分光光度法测定微量铁一、实验目的学习确定实验条件的方法，掌握邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理；掌握721型分光光度计的使用方法，并了解此仪器的主要构造。二、实验原理确定适宜的条件的原因：在可见光分光光度法的测定中，通常是将被测物与显色剂反应，使之生成有色物质，然后测其吸光度，进而求得被测物质的含量。因此，显色条件的完全程度和吸光度的测量条件都会影响到测量结果的准确性。为了使

18、测定有较高的灵敏度和准确性，必须选择适宜的显色反应条件和仪器测量条件。通常所研究的显色反应条件有显色温度和时间，显色剂用量，显色液酸度，干扰物质的影响因素及消除等，但主要是测量波长和参比溶液的选择。对显色剂用量和测量波长的选择是该实验的内容。如何确定适宜的条件：条件试验的一般步骤为改变其中一个因素，暂时固定其他因素，显色后测量相应溶液吸光度，通过吸光度与变化因素的曲线来确定适宜的条件。本试验测定工业盐酸中铁含量的原理：根据朗伯比耳定律：A=bc。当入射光波长及光程b一定时，在一定浓度范围内，有色物质的吸光度A与该物质的浓度c成正比。只要绘出以吸光度A为纵坐标，浓度c为横坐标的标准曲线，测出试液

19、的吸光度，就可以由标准曲线查得对应的浓度值，即工业盐酸中铁的含量。邻二氮菲法的优点：用分光光度法测定试样中的微量铁，目前一般采用邻二氮菲法，该法具有高灵敏度、高选择性，且稳定性好，干扰易消除等优点。邻二氮菲法简介： 邻二氮菲为显色剂，选择测定微量铁的适宜条件和测量条件，并用于工业盐酸中铁的测定。邻二氮菲可测定试样中铁的总量的条件和依据：邻二氮菲亦称邻菲咯啉（简写phen），是光度法测定铁的优良试剂。在pH=29的范围内，邻二氮菲与二价铁生成稳定的桔红色配合物（Fe(phen)3）2+）。此配合物的lgK稳 = 21.3，摩尔吸光系数510 = 1.1×104 L·

20、mol-1·cm-1，而Fe3+能与邻二氮菲生成31配合物，呈淡蓝色，lgK稳=14.1。所以在加入显色剂之前，应用盐酸羟胺(NH2OH·HCl)将Fe3+还原为Fe2+，其反应式如下：2 Fe3+ + 2 NH2OH·HCl 2Fe2+ + N2 + H2O + 4H+ + 2Cl-测定时控制溶液的酸度为pH5较为适宜，用邻二氮菲可测定试样中铁的总量。三、仪器试剂仪器：721型分光光度计；1cm吸收池；10mL 吸量管；50mL 比色管(7个)。试剂：1.0×10-3 mol·L-1 铁标准溶液；100g·mL-

21、1铁标准溶液；0.15%邻二氮菲水溶液；10%盐酸羟胺溶液（新配）；1mol·L-1乙酸钠溶液；1 mol·L-1NaOH溶液；6 mol·L-1 HCl（工业盐酸试样）。四、实验步骤（一）准备工作打开仪器电源开关，预热，调解仪器。（二）测量工作（以通过空白溶液的透射光强度为I0，通过待测液的透射光强度为I,由仪器给出透射比T,再由T值算出吸光度A值）吸收曲线的绘制和测量波长的选择用吸量管吸取2.00 mL 1.0×10-3mol·L-1铁标准溶液，注入50mL比色管中，加入1.00mL 10%盐酸羟胺溶液，摇匀，加入2.00 mL 0.15%

22、邻二氮菲溶液，5.0 mLNaAc溶液，以水稀释至刻度。在光度计上用1 cm比色皿，采用试剂溶液为参比溶液，在440560 nm间，每隔10 nm测量一次吸光度（在最大吸收波长处，每隔2nm），以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，选择测量的适宜波长。显色剂条件的选择（显色剂用量）在6支比色管中，各加入2.00mL 1.0×10-3mol·L-1铁标准溶液和1.00mL 10%盐酸羟胺溶液，摇匀。分别加入0.10，0.50，1.00，2.00 ，3.00及4.00mL 0.15%邻二氮菲溶液，5.0 mL NaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。在光度计上用1cm比色皿

23、，采用试剂溶液为参比溶液，测吸光度。以邻二氮菲体积为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸光度-试剂用量曲线，从而确定最佳显色剂用量。工业盐酸中铁含量的测定标准曲线的制作在6支50mL比色管中，分别加入0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00mL 100g/mL铁标准溶液，再加入1.00mL 10%盐酸羟胺溶液，2.00mL 0.15%邻二氮菲溶液和5.0 mL NaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。在512nm处，用1cm比色皿，以试剂空白为参比，测吸光度A。试样测定准确吸取适量工业盐酸三份，按标准曲线的操作步骤，测定其吸光度。五、实验数据记录与处理标准曲线的制作波长（nm）4404

24、50460470480490492494496T (%)58.054.850.846.044.943.242.842.042.0吸光度 A0.23660.26000.29000.33720.34780.36450.36860.37680.3768波长（nm）498.0500.0502.0504.0506.0508.0510.0512.0514.0T (%)41.841.641.040.041.140.039.839.239.5吸光度 A0.37880.38090.38720.39790.38620.38720.40010.40670.4034波长（nm）516.0518.0520.0530.0

25、540.0550.0560.0T (%)39.840.040.948.057.273.183.1吸光度 A0.40010.39790.38820.31880.24260.13610.0804根据上面数据，作得标准曲线图如下： 由作图可知，最大吸收波长为512nm。显色剂用量的测定邻二氮菲用量曲线：（=512 nm）邻二氮菲的体积（ mL ） 0.10 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 透射比 T(%) 85.151.136.435.936.136.8吸光度 A 0.07010.29160.43890.4450.44250.4342 据上面数据，作得标准曲线图如下：  

26、由图可知，显色剂最佳用量为2.00 mL 0.15%邻二氮菲溶液。工业盐酸中铁含量的测定标准曲线的制作 铁标液体积（ mL ） 00.2 0.4 0.6 0.8 1.0 铁浓度（ g/mL ） 00.4 0.8 1.2 1.6 2.0 透射比 T(%) 10085.0 66.3 57.8 41.1 38.1 吸光度 A 00.07060.17850.23810.38620.4191据上面数据，作得标准曲线图如下：标准曲线方程为 y=0.2216*x-0.0061R2=0.98 试样测定(工业盐酸铁含量的测定)未知样标号12吸入盐酸的量（mL)1.0 1.5 透射比T(%)82.275.1吸光度A0.08510.1244稀释后盐酸中铁的0.41160.5889含量（g/m