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文档简介
1、 分析化学教研室 第三章 标准溶液的制备和化学分析基本操作【知识目标】1掌握:电子天平、移液管、容量瓶和滴定管的正确使用和滴定操作;标准溶液的配制和标定方法;标准系列溶液的制备。2熟悉:基准物质和标准化学试剂的概念和条件。【能力目标】1识别:基准物质、标准物质、标准溶液、标准系列溶液的概念;容量仪器名称和规格;全国化学检验工操作考核评分点。2理解:基准物质的条件和常见基准物质;标准溶液和标准系列溶液制备方法;全国化学检验工操作考核评分点的科学依据。3应用:电子天平、移液管、容量瓶和滴定管的正确使用和滴定操作;根据配制标准溶液的需要,选择或制备有关基准物质;标准溶液的配制和标定;根据全国化学检验
2、工考核标准规范自己操作。工作任务分析3-1 试液和滴定液的制备方法中国药典(2010版二部)附录B试液规定,盐酸试液的配制方法:取盐酸8.4mL,加水稀释使成100mL。中国药典(2010版二部)附录F滴定液规定,0.1mol·L1盐酸滴定液的配制方法:取盐酸9.0mL,加水适量使成1000mL,摇匀。取270300干燥至恒重的基准无水碳酸钠物约0.15g,精密称定,加50mL蒸馏水溶解,加甲基红-溴甲酚绿混合指示剂10滴,用本液滴定至溶液由绿色变紫红色时,煮沸约2min,冷却至室温,继续滴定至溶液由绿色变为暗紫色。根据本液的消耗量与无水碳酸钠的取用量,算出本液的浓度,即得。问题:1
3、试液和滴定液有何不同?各有什么用途?2何谓基准物质?“精密称定”用什么天平称量?3何谓滴定?应如何操作? 第一节 基准物质和标准物质化学试剂(chemical reagent)是进行化学研究、成分分析的相对标准物质,是科技进步的重要条件,广泛用于物质的合成、分离、定性和定量分析,可以说是化学工作者的眼睛,在工厂、学校、医院和研究所的日常工作中,都离不开化学试剂。常用化学试剂有一般试剂、基准试剂和特殊试剂。一般化学试剂的规格及主要用途,见附录三。分析工作者应根据实际工作需要合理选择试剂,一般原则:(1)制备滴定液,可采用分析纯或化学纯试剂,但直接配制法必须采用基准物质。(2)制备杂质限度检查用的
4、标准溶液,采用优级纯或分析纯试剂。(3)制备试液、缓冲液等,可采用分析纯或化学纯试剂。(4)一般化学制备等,可采用化学纯或实验试剂。一、基准物质及其条件基准物质(primary standard),又称为基准试剂,是指能用于直接配制和标定标准溶液的物质。基准物质必须具备下列条件(1)纯 物质的纯度要高,一般要求含量在99.9 %以上。(2)真 物质的组成与化学式完全相符,如含有结晶水,则其结晶水的含量应符合化学式。(3)稳 物质的性质要稳定,干燥时不分解,称量时不吸水,不与CO2等反应。(4)重 物质摩尔质量应较大,称量误差较小。常见基准物质的干燥条件及其应用,见附录三。二、标准物质标准物质(
5、reference material,RM)是指具有一种或多种足够均匀和很好地确定了的特性,用以校准测量装置、评价测量方法或给材料赋值的一种材料或物质。标准物质的基本特征:材质均匀性、量值稳定性、量值准确性、量值重复性、自身消耗性和量值保证书。材质均匀性,是指标准物质的一种或几种特性在物质各部分之间具有相同的量值。这是标准物质的最基本特征之一。量值稳定性,是指标准物质在规定的时间和环境条件下,其特性量值保持在规定范围内的能力。标准物质在有效期内是稳定的,其特征量值是不变。标准物质有效期是有条件的,使用注意事项和保存条件在标准物质证书上明确写明,应严格执行。要注意保存期限和使用期限。例如,一片标
6、准物质未开封保存期限5年,但开封后反复使用,可能2年就失效。量值准确性,是指标准物质具有准确计量或严格定义的标准值。这是标准物质的另一个基本特征。标准物质作为计量标准,就是凭此值及定值的准确度校准器具、评价测定方法和量值传递的。量值重复性,是指标准物质在消耗后重新制备时,要求新制备的标准物质和原来的标准物质成分和特性的一致性。标准物质不同于技术标准,需要定期制备,满足测量工作需要。标准物质须有量值保证书,作为进行量值传递或量值追溯的凭据。证书上注明该标准物质的标准值及定值准确度。标准物质是国家计量依法管理的计量标准,除了具有复现、保存和量值的基本作用外,在如下方面有广泛用途。(1)用于分析的质
7、量保证。(2)用于分析仪器的校准(3)用于评估分析数据的准确度。(4)用于新方法的研究和验证。(5)评价和提高协作实验结果的精密度与准确度。(6)用于实验室的计量认证与测量仲裁等。第二节 标准溶液和标准系列溶液的制备滴定分析的定量依据是以标准溶液为基础,而仪器定量分析(除质谱分析外)通常是以标准系列溶液为基础进行的相对测定。在实际工作中,制备标准溶液和标准系列溶液是进行组分定量分析的基础。一、标准溶液的配制与标定(一)配制标准溶液(standard solution),又称滴定液(titrant),系指已知准确浓度的试剂溶液。根据溶质的性质,标准溶液的配制方法通常有直接配制法和间接配制法(标定
8、法)两种。1直接配制法溶质为基准物质的溶液,可采用直接配制法。准确称取一定量的基准物质,溶解后定量转移到容量瓶中,稀释至一定体积,根据称取的质量和容量瓶的体积,即可计算出该标准溶液的准确浓度(通常要求四位有效数字)。采用直接配制法时,基准物质应按规定条件干燥至恒重后称取,取用量应为精密称定(精确至45位有效数字),并置于1000mL量瓶中,加溶剂溶解,并稀释至刻度,摇匀。配制过程中应有核对人,并在记录中签名以示负责。2间接配制法很多物质不符合基准物质条件,不能直接配制,应采取间接配制法配制。即可先配成近似所需浓度的溶液,再用基准物质(或已用基准物质标定过的标准溶液)来标定其准确浓度。采用间接配
9、制法时,溶质与溶剂的取用量均应根据规定量进行称取或量取,并且制成后滴定液的浓度值应为其名义值的0.951.05;如在标定中发现其浓度值超出其名义值的0.951.05范围时,应加入适量的溶质或溶剂予以调整。当配制量大于1000mL时,其溶质与溶剂的取用量均应按比例增加。配制所用溶剂“水”,系指去离子水或蒸馏水,应符合纯化水的规定。 配制成的滴定液必须澄清,必要时可滤过。(二)标定用基准物质或另一种已知准确浓度的溶液来确定滴定液浓度的操作过程,称为标定(standardization)。标定方法有基准物质标定法和比较标定法。1基准物质标定法精密称取一定量基准物质于锥形瓶中,用纯化水溶解,加入指示剂
10、,用已知浓度的滴定液滴定至终点,根据二者计量关系可计算出该溶液准确浓度。2比较标定法准确移取一定体积的待标定溶液于锥形瓶中,加入指示剂,用已知浓度的滴定液滴定至终点(也可将已知浓度溶液置于锥形瓶,用待测溶液滴定),根据二者计量关系可计算出该溶液准确浓度。此方法虽不如基准物质标定法精确,但简便易行。标定工作宜在室温(1030)下进行,并在记录中注明标定时的温度。工作中所用量器(天平、砝码、量瓶、移液管、滴定管等)均应经过检定合格;其校正值与原标示值之比的绝对值大于0.05%时,应在计算中采用校正值予以补偿。标定工作应由初标者(一般为配制者)和复标者在相同条件下各作平行试验3份;各项原始数据经校正
11、后,根据计算公式分别进行计算,3份平行试验结果的相对平均偏差不得大于0.1%(除另有规定外);初标平均值和复标平均值的相对偏差也不得大于0.1%;标定结果按初、复标的平均值计算,取4位有效数字。应在滴定液贮瓶外的醒目处贴上标签,写明滴定液名称及其标示浓度,并在标签下方加贴如下内容的表格,根据记录填写。表3-1是滴定液标签格式。表3-1 滴定液标签XX滴定液(YYYY mol·L1)配制或标定日期室温浓度或校正因子F配制者标定者复核者滴定液经标定所得的浓度或其“F”值可在3个月内应用(除另有规定外),过期应重新标定。当标定与使用时的室温相差未超过10时,其浓度值可不加温度补正值(除另有
12、规定外)。二、标准系列溶液的制备标准系列溶液(standard series of solution)是先将标准品配一定浓度的储备液,再准确量取一定量的储备液,稀释成另一个较高浓度的标准溶液,然后再逐级准确稀释成所需要的标准品系列溶液。标准品(standard substance),系指用于鉴别、检查、含量测定的标准物质。在药物检验中,系指用于生物检定、抗生素或生化药品中含量或效价的标准物质。在仪器定量分析中,通常测量待测组分的标准品的标准系列溶液的某理化性质(如吸光度、电极电位等),以标准系列溶液浓度为横坐标,以某理化性质(即仪器的响应值)为纵坐标,绘制标准曲线(standard curve
13、),利用标准曲线对试样组分进行定量分析。工作任务分析3-2 氢氧化钠滴定液(0.1 mol·L1)的制备【配制】取氢氧化钠适量,加水振摇使之溶解成饱和溶液,冷却后,置聚乙烯塑料瓶中,静置数日,澄清后备用。氢氧化钠滴定液(0.1mol·L1):取澄清的氢氧化钠饱和溶液5.6 mL,加新煮沸过的冷蒸馏水使成1000mL,摇匀。【标定】氢氧化钠滴定液(0.1 mol·L1):取在105干燥至恒重的基准物邻苯二甲酸氢钾约0.6 g,精密称定,加新煮沸过的冷蒸馏水50 mL,振摇,使其尽量溶解;加酚酞指示液2滴,用本液滴定;在接近终点时,应使邻苯二甲酸氢钾完全溶解,滴定至溶
14、液显粉红色。每1 mL氢氧化钠滴定液(0.1 mol·L1)相当于20.42 mg的邻苯二甲酸氢钾,根据本液的消耗量与邻苯二甲酸氢钾的取用量,算出本液的浓度,即得。如需用氢氧化钠滴定液(0.05 mol·L1,0.02 mol·L1或0.01 mol·L1)时,可取氢氧化钠滴定液(0.1mol·L1)加新煮沸过的冷蒸馏水稀释制成。必要时,可用盐酸滴定液(0.05 mol·L1、0.02 mol·L1或0.01 mol·L1)标定其浓度。【贮藏】置聚乙烯塑料瓶中,密封保存;塞中有2孔,孔内各插入玻璃管1支,一管与钠石
15、灰管相连,一管供吸出本液使用。若贮存于不附有钠石灰管的聚乙烯塑料瓶中,则在贮存后的使用时,应注意其浓度值的改变,必要时应重新标定。【浓度计算】氢氧化钠滴定液的浓度c(mol·L1)按下式计算mc(mol·L1) = V × 204.2式中m为邻苯二甲酸氢钾的称取量(mg);V为本滴定液的消耗量(mL);204.2为与每1 mL氢氧化钠滴定液(1.0000 mol·L1)相当的以毫克表示的邻苯二甲酸氢钾的质量。第三节 称量仪器及其操作称量(weighing)是分析工作最基本的操作之一,天平是常用的称量仪器,常用天平有托盘天平和电子天平。一、托盘天平的使用托
16、盘天平(counter balance),俗称台秤,是一种常用的精确度不高的天平。精确度一般为0.1 g或0.2 g。最大荷载一般是200 g。构造如图3-1。操作步骤(1)调零 将游码归零,检查指针是否指在刻度盘中心线位置。若不在,可调节平衡螺丝使天平处于平衡状态。(2)称量 左盘放被称物,右盘放砝码。用镊子先加大砝码,再加小砝码,一般5 g以内质量,通过游码来添加,直至指针在刻度盘中心线左右等距离摆动(允许偏差1小格以内)。(3)读数 砝码加上游码的质量就是被称物的质量,记录至0.1g。注意:托盘天平不能称量热的物品,称量物一般不能直接放在托盘上;要根据称量物的性质和要求,将称量物置于称量
17、纸、表面皿等容器中称量;取放砝码,应用镊子,不能用手拿,砝码不得放在托盘和砝码盒以外其他任何地方;称量完毕后,应将砝码放回原砝码盒中,并使天平复原。图3-1 托盘天平二、电子天平的使用和称量方法电子天平(electronic balance)是利用电子装置完成电磁力补偿调节,使称量物在重力场中实现力平衡,或通过电磁力矩调节,使称量物在重力场中实现力矩平衡,直接显示称量物质重量读数的新一代天平,能称准到0.001g(千分之一天平)、0.0001g(万分之一天平)甚至0.00001g(十万分之一天平),在定量分析中常用。图3-2是FA2104型电子天平的构造。图3-2 FA2104型电子天平操作步
18、骤(1)检查并调节水平调节脚,使水平仪内空气泡位于圆环中央。(2)检查电源电压是否匹配(可配置稳压器),通电预热至所需时间。(3)打开天平开关键(有些型号为“ON”键),系统自动实现自检功能。当显示器显示“0.0000”后,自检完毕,即可称量。(4)称量时将洁净称量瓶或称量纸置于称盘上,关上侧门,轻按一下去皮清零键(有些型号为“TARE”键或“O/T”键),天平自动校对零点,再逐渐加入待称物质,直到所需质量为止。(5)显示屏左下角出现“”标志时,所显示的数值,即为被称物质的质量(g)。(6)称量结束,除去称量瓶(纸),关上侧门,按下开关键(有些型号为“OFF”关键),切断电源,并做好使用情况登
19、记。电子天平称量方便,常用的称量方法有直接称量法、固定质量称量法和减量称量法。1直接称量法此法适用于称量洁净干燥的器皿(如小烧杯、称量瓶、表面皿等),块状或棒状的金属等物体。方法是:将天平清零,将待称物置于天平称盘上,关上侧门,如图3-3所示,待天平读数稳定后,直接读出物体的质量。 图3-3 直接称量法 图3-4 固定质量称量法2.固定质量称量法(加重法)此法适用于称量不易吸湿,在空气中性质稳定,要求某一固定质量的粉末状或细丝状物质。方法是:将天平清零,将称量纸或其他容器置于天平称盘上,按清零键,用牛角匙缓慢向容器加试样,如图3-4所示,直到天平读数与所需质量一致。3减重法此法适用于称量一定质
20、量范围的粉末状物质,特别是在称量过程中试样易吸水、易氧化或易与CO2反应的物质。由于称取试样的量是由两次称重质量之差求得,故此法称为减重法(或减量、递减、差减称样法)。方法是:从干燥器中取出称量瓶(注意:不要让手指直接接触称量瓶和瓶盖,需用小纸片夹住称量瓶或戴上洁净细纱手套),打开瓶盖,用牛角匙加入适量试样(一般为称一份试样质量的整数倍),盖上瓶盖。用清洁的纸条叠成称量瓶高1/2左右的三层纸带,套在称量瓶上,左手拿住纸带两端,如图3-5所示,把称量瓶置于天平称盘上,称出称量瓶加试样的准确质量m1。将称量瓶取出,在接受器的上方,倾斜瓶身,用纸片夹取出瓶盖,用称量瓶盖轻轻敲瓶口上部使试样慢慢落入容
21、器中,如图3-6所示。当倾出的试样接近所需量时,一边继续用瓶盖轻敲瓶口,一边逐渐将瓶身竖立,使粘附在瓶口上的试样落下,然后盖上瓶盖。把称量瓶放回天平称盘上,准确称取其质量m2。两次称量质量之差m1m2,即为敲出试样的质量。按上述方法连续递减,可称量多份试样。倾样时,一般很难一次倾准,往往需几次(不超过3次)相同的操作过程,才能称取一份合乎要求的样品。 图3-5 称量瓶拿法 图3-6 从称量瓶中敲出试样知识链接3-1 “精密称定”和“称定”的区别中国药典(2010年版)规定:取用量为“约”若干时,系指取用量不得超过规定量的±10%。“精密称定”,系指称取质量应准确至所取质量的千分之一。
22、“称定”,系指称取质量应准确至所取质量的百分之一。第四节 容量仪器及其操作一、移液管的使用(一)移液管和吸量管移液管和吸量管(pipet)是用于准确移取一定体积溶液的玻璃量器。移液管形状,如图3-7(a)所示,中部膨大且管颈上部有一环状刻度。在标明的温度下,使溶液弯月面最低点与标线相切时,让溶液按一定的方法自由流出,则流出的体积与管上标明的体积相同。常用规格有5mL、10mL、20mL、25mL、50mL等,移液管适用于量取其规定的某一体积溶液。吸量管形状,如图3-7(b)所示,直形且管上具有分刻度,一般只用于量取小体积溶液。常用的规格有0.1mL、0.2mL、0.5mL、1mL、2mL、5m
23、L、10mL等,吸量管适用于量取其刻度范围内的任意体积溶液。吸量管量取溶液体积,准确度不如移液管。(a) (b)图3-7 移液管和吸量管(二)移液管和吸量管的使用方法1洗涤移液管和吸量管是带有精确刻度的容量仪器,不宜用刷子刷洗。应先用自来水淋洗,若内壁仍挂水珠,则用洗液或装有洗涤液的超声波洗涤,最后再用自来水和蒸馏水淋洗。2润洗移取溶液前,先用少量待吸溶液润洗3次。方法是:用左手持洗耳球,将食指或拇指放在洗耳球上方,其他手指自然地握住洗耳球,右手拇指和中指拿住移液管或吸量管标线以上部分,无名指和小指辅助拿住移液管,将洗耳球排气后对准移液管口,如图3-8所示,将管尖伸入溶液或洗液中吸取,待吸液吸
24、至移液管或吸量管约1/4处(注意:勿使溶液流回,以免稀释待吸溶液)时,右手食指堵住管口,移出,将移液管横置,左手托住没沾溶液部分,右手指松开,平移移液管,让溶液润湿管内壁(注意:溶液不要超过管上部黄线或红线),润洗过的溶液,应从管尖放尽,不得从上口倒出。如此反复润洗3次。3吸液移液管经润洗后,移取溶液时,将管尖直接插入待吸液液面下约12cm处。管尖不应伸入太浅,以免液面下降后造成吸空;也不应伸入太深,以免管外壁附有过多溶液。吸液时,应注意容器中液面和管尖位置,应使管尖随液面下降而下降,以免吸空。当洗耳球慢慢放松时,管中液面徐徐上升;当液面上升至标线以上时,迅速移去洗耳球,同时,用右手食指堵紧管
25、口,左手改拿盛待吸液的容器。将移液管提离液面,使管尖紧贴容器内壁,把管下端原伸入溶液部分沿容器内壁轻转两圈,以除去管外壁附有的溶液。将容器倾斜约30°,使管垂直,管尖紧贴容器内壁,右手食指微微松动,使液面缓慢稳定下降,直至视线平视时,液体弯月面最低点与刻度标线相切,此时立即用食指堵紧管口。 图3-8 用洗耳球吸液操作 图3-9 移液管操作4放液左手改拿接受溶液容器,并将容器倾斜,将移液管移入容器中,保持管垂直,使内壁紧贴管尖,成30°左右,如图3-9所示。然后放松右手食指,使溶液竖直自然顺壁流下。待溶液流尽,等15s左右,移出移液管。这时,尚可见管尖部位仍留有少量溶液,除特
26、别注明有“吹”字的移液管以外,一般此管尖部位留存的溶液是不能吹入接受器中。用吸量管吸取溶液时,大体与上述操作相同。但吸量管上常标有“吹”字,特别是1mL以下吸量管,要注意流完溶液要将管尖溶液吹入接受器中。注意:吸量管分刻度,有的刻到末端收缩部分,有的只刻到距尖端12cm处,要看清刻度。在同一实验中,应尽量使用同一支吸量管的同一段,通常尽可能使用上面部分,而不用末端收缩部分。例如,用5mL吸量管移取3 mL溶液,通常让溶液自0流至3mL,而避免从2mL刻度流至末端。二、容量瓶的使用(一)容量瓶容量瓶(volumetric flask)是一种细颈梨形的平底玻璃瓶,如图3-10所示,用于把准确称量的
27、物质配成准确浓度准确体积的溶液,或将准确体积和准确浓度的浓溶液稀释成准确浓度和准确体积的稀溶液。常用规格有10mL、25mL、50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等。容量瓶带有磨口玻璃塞,用塑料绳固定在瓶颈上。(二)容量瓶的使用方法1检漏加自来水到标线附近,盖好瓶塞后,左手用食指按住塞子,其他手指拿住瓶颈标线以上部分,右手用指尖托住瓶底边缘,如图3-11所示。将瓶倒立2min,如不漏水,将瓶直立,转动瓶塞180°后,再倒立2min检查,如不漏水,方可使用。2洗涤容量瓶先用自来水涮洗内壁,倒出水后,内壁如不挂水珠,即可用蒸馏水涮洗,备用,否则必须用洗液洗。用洗液洗
28、之前,先将瓶内残余水倒掉,装入适量洗液,转动容量瓶,使洗液润洗内壁后,稍停一会,将其倒回原瓶,再用自来水冲洗,最后用少量蒸馏水涮洗内壁3次以上,即可。3溶解将已准确称量的固体置于洗净的小烧杯中,加入适量溶剂溶解。如果固体不易溶解,可适当加热促使其溶解,但应注意冷却至室温后,方可转入容量瓶中。4定量转移将烧杯中溶解后的溶液定量转移至容量瓶中时,烧杯口应紧靠玻璃棒,玻璃棒倾斜,下端紧靠瓶颈内壁,其上部不要碰到瓶口,使溶液沿玻璃棒和内壁流入瓶内,如图3-12所示。烧杯中溶液流完后,将烧杯沿玻璃棒稍微向上提起,同时使烧杯直立,再将玻璃棒放回烧杯中。用洗瓶吹洗玻璃棒和烧杯内壁,如前法将洗涤液转移至容量瓶
29、中,一般应重复5次以上,以保证定量转移。当加水至容量瓶约3/4容积时,用手指夹住瓶塞,将容量瓶拿起,旋转摇动几周,使溶液初步混匀(注意:此时不能加塞倒立摇动)。5定容加水至距离标线约1 cm时,等12min,使附在瓶颈内壁的溶液流下后,再用胶头滴管加水至溶液弯月面最低点与标线相切为止(有色溶液亦同)。注意:滴管加水时,勿使滴管触及溶液。6混匀盖紧瓶塞,按检漏的操作方法倒转容量瓶,反复摇动12次以上,如图3-13所示。放正容量瓶,打开瓶塞,使瓶塞周围溶液流下,重新盖好塞子后,再倒转容量瓶,摇动2次,使溶液全部混匀。(如瓶内液面低于标线,不应补加水至标线)如用容量瓶稀释溶液,则用吸量管移取一定体积
30、浓溶液,在烧杯中稀释冷却后,定量转移至容量瓶中,加水稀释至标线。当浓溶液稀释不放热时,可将浓溶液直接放入在容量瓶中加水稀释,其余操作同前。配好的溶液如需保存,应转移至磨口试剂瓶中,不要把容量瓶当作试剂瓶贮存溶液。容量瓶使用完毕后,应立即用水冲洗干净。如长时间不用,应用纸片将玻璃塞与磨口隔开,以免玻璃塞将来可能不易打开。 图3-10 容量瓶 图3-11 容量瓶的试漏 图3-12 溶液转移 图3-13 溶液混匀三、滴定管的使用和滴定操作(一)滴定管滴定管(buret)是滴定时准确测量流出标准溶液(或其他溶液)体积的玻璃量器。滴定管按结构一般分为三种:一种是下端带有玻璃活塞的酸式滴定管,如图3-14
31、(a)所示;一种是下端连接一段乳胶管(内置玻璃珠)的碱式滴定管,如图3-14(b)所示;另一种是下端带有聚四氟乙烯材料活塞的酸碱两用滴定管,如图3-14(c)所示,能耐酸、碱溶液腐蚀,操作方法参照酸式滴定管。(a) (b) (c)图3-14 滴定管(二)滴定管的使用方法酸式滴定管用来装酸性、中性或氧化性溶液,但不宜装碱性溶液,因为碱性溶液要腐蚀玻璃的磨口和旋塞,放久了活塞不能旋转;碱式滴定管用来装碱性或无氧化性溶液,凡与橡皮起反应的溶液,如高锰酸钾、碘、硝酸银等溶液,都不能用碱性滴定管来装。滴定管规格最小为1mL,最大为100mL。一般常用25mL和50mL,也称为常量滴定管,其最小刻度0.1
32、mL,最小刻度间可估计到0.01mL。有时也会使用10mL,其最小刻度0.05mL,最小刻度间可估计到0.005mL。在半微量和微量分析中常使用10mL以下滴定管。1检漏(1)酸式滴定管的检漏 使用前,首先应检查活塞与活塞套是否配合紧密,如不紧密将会出现漏液现象,需将活塞涂凡士林或真空活塞油。操作如下:取下活塞小头处小橡皮套圈,取出活塞(注意:勿使活塞跌落)。用滤纸片将活塞和活塞套擦干净,擦拭活塞套时,可将滤纸片卷在玻璃棒上伸入活塞套内。在活塞两头所示均匀地涂一薄层油脂,如图3-15(a)。油脂涂得太少,活塞转动不灵活;涂得太多,活塞孔容易被堵塞。油脂涂得不好还会漏液。将活塞插入活塞套中,如图
33、3-15(b)所示。插入时,活塞孔应与滴定管平行,径直插入活塞套内,不要转动活塞,这样可以避免将油脂挤到活塞孔中。然后向同一方向不断旋转活塞,并轻轻用力向活塞小头部分挤,以免来回移动活塞,直到油脂层中没有纹路,旋塞呈均匀透明状态。最后将橡皮圈套在活塞小头部分沟槽上。用水充满滴定管,垂直挂在滴定管架上,静置2 min,观察有无水漏下。然后将活塞旋转180°同法检漏。如果有水漏下,则重新涂油。 (a) (b)图3-15 酸式滴定管涂油操作(2)碱式滴定管的检漏 使用前,应检查乳胶管是否老化,检查玻璃珠大小是否合适。玻璃珠过大,不便操作;玻璃珠过小,则会漏水。如不合适及时更换。2洗涤滴定管
34、不宜用毛刷蘸洗涤剂刷洗,但可用洗液泡洗。酸式滴定管可直接倒入洗液泡洗,但碱式滴定管应取下乳胶管,用准备废弃的橡胶乳头将滴定管下口封住,再倒入洗液泡洗,尖嘴玻璃管和玻璃珠可在小烧杯中用洗液泡洗。少量污洉可装入10mL洗液,双手平托滴定管两端,不断转动滴定管,使洗液润洗滴定管内壁,操作时,管口对准洗液瓶口,以防洗液外流。洗完后,将洗液分别从两端放出,并倒回原瓶。最后用自来水、蒸馏水冲洗干净。如果滴定管太脏,可将洗液装满整支滴定管浸泡一段时间或使用热洗液,洗涤效果更佳。3润洗在正式装入操作溶液时,应用操作溶液先将滴定管润洗3次。第1次用10mL左右,润洗时,两手平端滴定管,边转动、边倾斜管身,使溶液
35、洗遍全部内壁,大部分溶液可由上口放出;第2、3次各用5mL左右,洗完后,从下口放出。每次洗涤尽量放干残留液。最后,关好活塞(注意:应使活塞柄与管身垂直)。对于碱式滴定管,应特别注意玻璃珠下方管尖嘴部分的洗涤。4装液将溶液装入滴定管之前,应将试剂瓶或容量瓶中溶液摇匀,使凝结在瓶内壁的水珠混入溶液。混匀后溶液应直接倒入滴定管中,不得借助其他容器,否则既浪费操作溶液,也增加污染机会。倒入操作溶液,直到充满到“0”刻度以上。转移溶液到滴定管时,用左手前三指持滴定管上部无刻度处,并倾斜,右手拿住试剂瓶,向滴定管倒入溶液。如果试剂瓶或容量瓶确实太大,滴定管口很小,也可先将操作溶液转移入烧杯(不过要用干燥、
36、洁净的烧杯,并用操作溶液洗涤3次),再倒入滴定管。5排气泡装液后,应检查管的出口下部尖嘴部分是否充满溶液,是否留有气泡。酸式滴定管气泡一般很容易看出。当有气泡时,右手拿滴定管上部无刻度部分,并使滴定管倾斜30°,左手迅速打开活塞至最大流速,使溶液冲出管口,反复数次,一般可除去气泡。碱式滴定管排气泡,右手拿滴定管上端,并使管稍向右倾斜,左手指捏住玻璃珠侧上部位,使乳胶管向上弯曲翘起,挤捏乳胶管,使气泡随溶液排出,如图3-16所示,图3-16 碱式滴定管排气泡操作再一边涅乳胶管,一边把乳胶管放直,注意待乳胶管放直后,再松开拇指和食指,否则出口管仍会有气泡。6调节零刻度排完气泡后,重新补充
37、溶液至“0”刻度以上,再将液面调节到“0”或“0”以下(0.5 mL内)某刻度。7滴定(1)滴定姿势 滴定时,将滴定管垂直地挂在滴定管架上。操作者面对滴定管,坐着,也可站着,滴定管高度要适宜。左手控制滴定管,右手振摇锥形瓶。(2)酸式滴定管的操作 使用酸式滴定管时,左手握住滴定管,无名指和小指向手心弯,无名指轻轻靠住出口玻璃管,拇指和食指、中指分别放在活塞柄上、下,控制活塞转动,如图3-17所示。注意:不要向外用力,以免推出活塞造成漏水,应使活塞稍有一点向心的回力。当然也不要过分向里用力,以免造成活塞旋转困难。(3)碱式滴定管的操作 使用碱式滴定管时,仍以左手握管,拇指在前,食指在后,其余三指
38、辅助夹住出口管。拇指和食指指尖捏于玻璃珠侧上部位。通常向右边捏玻璃珠侧偏上方的乳胶管(其实左右均可,通常向右比较省力),使溶液从玻璃珠旁空隙处流下,如图3-18所示。注意:不要从正中相反方向用力捏玻璃珠的中心位置,且玻璃珠不可上下移动,也不要捏玻璃珠下部胶管,以免空气倒吸。在滴定过程中,要始终保持玻璃珠下部胶管和管尖没有气泡,否则影响读数结果。 图3-17 酸式滴定管操作 图3-18 碱式滴定管操作(4)边滴边摇瓶,要配合好 滴定操作可在锥形瓶(或烧杯)中进行。在锥形瓶中进行滴定时,用右手拇指、食指和中指拿住锥形瓶,其余两指辅助在下侧,使瓶底离滴定台约23cm,滴定管下端伸入瓶口约1cm。左手
39、握住滴定管,按前述方法,边滴加溶液,边用右手手碗旋转,摇动锥形瓶,使溶液作圆周运动。注意:滴定管尖不能碰到锥形瓶内壁。如果有滴定液溅在内壁上,要立即用水冲到溶液中。(5)半滴的控制和吹洗 快到滴定终点时,要一边摇动,一边逐滴滴入,甚至是半滴溶液加入。学生应该扎扎实实地练好半滴溶液的滴加技术。用酸式滴定管时,可轻轻转动旋塞,使溶液悬挂在管尖嘴上,形成半滴,用锥形瓶内壁将其沾落,再用洗瓶吹洗。对于碱式滴定管,加入半滴溶液时,应先轻挤乳胶管玻璃珠侧上部位使溶液悬挂在管尖嘴上,再松开拇指与食指,用锥形瓶内壁将其沾落,再用洗瓶吹洗。半滴加入技术是确保滴定终点准确性的关键。8读数为了便于准确读数,在滴定管
40、装满或放出溶液后,必须等12min,使附着在内壁上溶液流下来后,再读数。如果放出液的速度较慢(如接近终点时),等0.51min后,即可读数。注意:读数时,滴定管管尖不能挂水珠,管尖嘴不能有气泡,否则会引起误差。读数时,应将滴定管从滴定管架上取下,右手大拇指和食指捏住管上部无刻度处,其他手指辅助在旁,使滴定管保持垂直,然后读数。一般不宜采用滴定管挂在滴定管架上读数,因为这样很难确保滴定管垂直和准确读数。由于水的附着力和内聚力的作用,滴定管内液面呈弯月形,无色或浅色溶液比较清晰,读数时,可读弯月面下缘实线最低点,视线、刻度与弯月面下沿实线最低点应在同一水平上,如图3-19(a)所示。对于有色溶液如
41、KMnO4,I2等,其弯月面不够清晰,读数时,视线与弯月面两侧最高点相切,这样比较容易读准,如图3-19(b)所示。一定要注意初读数与终读数要采用同一标准。常量滴定管读数时,必须读至毫升小数点后第2位,即估计到0.01mL。滴定管两个小刻度之间为0.1mL,要求估计十分之一值。当有蓝线的滴定管盛液后,从蓝线对面看,将会出现两个类似弯月面的蓝交叉点,此处即为读数正确位置,如图3-19(c)所示。蓝交叉点比弯月面最低点略高些。初学者读数时,可将黑白板放在滴定管背后,使黑色部分在弯月面下面约1cm处,此时即可看到弯月面反射层全部成为黑色,然后读此黑色弯月面下沿最低点,如图3-19(d)所示。(a)读
42、数视线 (b)盛有色溶液滴定管读数 (c)蓝色衬背滴定管 (d)利用读数卡读数图3-19 滴定管的读数9注意(1)最好每次滴定都从0.00 mL或接近“0”开始,这样可减少滴定管刻度不均引起误差。(2)滴定时,左手始终不能离开活塞,不能“放任自流”。(3)摇动锥形瓶时,应微动腕关节,使溶液向同一方向旋转,形成旋涡,不能前后或左右摇动,不应听到滴定管下端与锥形瓶内壁撞击声。摇动时,要求有一定速度,不能摇得太慢,以免影响反应速度。(4)滴定时,要注意观察液滴落点周围颜色变化。不要只看滴定管刻度变化,而不顾滴定反应进行。(5)滴定速度控制。一般开始时,滴定速度可稍快,呈“见滴成线”,每秒约34滴。接
43、近终点时,用洗瓶吹洗一下锥形瓶内壁,并改为一滴一滴加入,即每滴加一滴摇几下。最后是每加半滴,摇几下,若溶液碰在内壁上要立即用洗瓶吹洗,直至溶液出现明显颜色变化。滴定通常在锥形瓶中进行,而碘量法(滴定碘法)、溴酸钾法等,要在碘量瓶中反应和滴定。碘量瓶是带有磨口玻璃塞的锥形瓶,喇叭形瓶口与瓶塞柄之间形成一圈水槽,槽中可加水形成水封,放置溴或碘等挥发。滴定结束后,滴定管内溶液应弃去,不要倒回原瓶中,以免沾污操作溶液。洗净滴定管,用蒸馏水充满全管,挂在滴定管架上,上口用一微量烧杯罩住,备用,或倒尽水后收在仪器柜中。第五节 典型工作任务在定量分析中,试样或基准物质需用电子天平精密称定。在滴定分析中,溶液
44、体积是通过容量仪器来测量。这些容量仪器一般用玻璃制造,具有准确的刻度和体积,有严格的使用规则。因此,学习定量分析,首先要熟练掌握电子天平的称量方法和容量仪器的使用方法。溶液体积测量的准确度和滴定操作技能直接关系到分析结果的准确度。在准确度要求较高的分析工作中或容量仪器使用时间较长存在磨损时,需对容量仪器进行校准。因此,容量仪器校准、溶液的配制和滴定操作技术的训练是学习分析化学的首要工作任务。下列选择几项典型的工作任务,供学生实验和训练。知识链接3-2 2011年全国化学检验工技能大赛化学分析考核评分细则2011年全国化学检验工技能大赛化学分析考核评分细则序号作业项目考核内容配分操作要求考核记录
45、扣分得分一基准物及试样的称量(11分)天平准备工作11.预热2.水平3.清扫4.调零每错一项扣0.5分,扣完为止称量操作41.称量物放于盘中心2.在接受容器上方开、关称量瓶盖3.敲的位置正确4.手不接触称量物或称量物不接触试样接受容器5.称量物不得置于台面上6.边敲边竖7.及时盖干燥器8.添加试样次数3次每错一项扣0.5分,扣完为止基准物称量范围3±5%<称量范围±10%扣1分/个称量范围>±10%扣3分/个扣完为止试样称量范围2±5%<称量范围±10%扣1分/个称量范围>±10%扣2分/个扣完为止结束工作11
46、.复原天平2.清扫天平盘3.登记4.放回凳子每错一项扣0.5分,扣完为止二基准物溶解及试剂的加入(2分)溶样方法21.将壁上固体全部冲下2.试剂沿壁加入3.搅拌动作正确(不连续碰壁)4.同一根玻璃棒未冲洗就混用每错一项扣0.5分,扣完为止三定量转移并定容(8分)容量瓶洗涤0.5洗涤干净容量瓶试漏0.5试漏方法正确定量转移41.溶样完全后转移(无固体颗粒)2.玻璃棒拿出前靠去所挂液3.玻璃棒插入瓶口深度为玻璃棒下端在磨口下端附近4.玻璃棒不碰瓶口5.烧杯离瓶口的位置(2cm左右)6.烧杯上移动作7.玻璃棒不在杯内滚动(玻璃棒不放在烧杯尖嘴处)8.吹洗玻璃棒、容量瓶口9.洗涤次数至少3次10.溶液
47、不洒落每错一项扣0.5分,扣完为止定容31.三分之二水平摇动2.近刻线停留两分钟左右3.准确稀释至刻线4.摇匀动作正确5.摇动78次打开塞子并旋转180度6.溶液全部落下后进行下一次摇匀7.摇匀次数14次每错一项扣0.5分,扣完为止四移取溶液(5分)移液管洗涤0.5洗涤方法正确,洗涤干净移液管润洗1.51.溶液润洗前将水尽量沥(擦)干2.小烧杯与移液管润洗次数3次3.溶液不明显回流4.润洗液量1/4球至1/3球5.润洗动作正确6.润洗液从尖嘴放出每错一项扣0.5分,扣完为止吸溶液11.插入液面下12cm2.不能吸空3.溶液不得回放至原溶液每错一项扣0.5分,扣完为止调刻线11.调刻线前擦干外壁2.调刻线时移液管竖直、下端尖嘴靠壁3.调刻线准确4.因调刻线失败重吸1次5.调好刻线时移液管下端没有气泡且无挂液每错一项扣0.5分,扣完为止放溶液11.移液管竖直、靠壁、停顿约15秒、旋转2.用少量水冲下接受容器壁上的溶液每错一项扣0.5分五托盘天平使用(1分)检查0.5检查平衡,未检查扣0.5分称量0.51.称量物放左盘2.取出的固体不回原试剂瓶每错一项扣0.5分,扣完为止六滴定操作(5分)滴定管洗涤0.5洗涤方法正确,洗涤干净滴定管试漏0.5试漏方法正确滴定管润洗0.51.润洗前尽量沥干2.润洗量1015mL3.润洗动作正确4.润洗3
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