教学设计-学习情景4任务一 沉淀滴定-工业盐中氯含量测定

1、任务1 工业食盐中氯含量的测定教 学 设 计任务1工业食盐中氯含量的测定学时4学时布 置 任 务学习目标1、 掌握银量法的三种基本方法，并从指示剂、滴定剂、滴定终点、酸度条件、滴定对象等方面进行比较；2、 能够利用银量法测定各种卤素离子的含量；3、 能够独立处理沉淀滴定中出现的诸如沉淀转移等问题。任务描述银量法是沉淀滴定中最主要的一种方法。由于银离子与卤素离子的反应是经典的沉淀反应，所以用银量法测定卤素离子即为本任务的主要内容。在进行氯含量的测定前先了解银量法的三种基本方法，掌握其原理及应用范围等相关内容。能自己通过学习制定出可行性实验方案并进行实际操作。学时安排资讯1计划0.25决策0.25

2、实施2检查0.25评价0.25提供资料1、定量化学分析，黄一石，化学工业出版社，2008；2、定量化学分析实验，胡伟光，化学工业出版社，2008；3、5/teach/fxhx/netedu/public_html/4/4-jieshao.html4、百度文库对学生的要求1、 能对任务进行分析，理解学习目标的要求；2、具备查阅文献资料的能力，同时具备小组协作能力；3、能够较好的动手能力，能独立处理实验中出现的问题；4、具有良好的总结能力，能够在理论知识学习完成后做出总结性报告； 5、具备举一反三的能力，利用所学知识制定可行性实验方案；6、遵守实验室的规章制度；7

3、、不迟到、不早退、不旷课，否则扣分；8、按时、按要求完成实验、实训报告。相关知识点无机化学中关于沉淀溶解平衡的知识点。任 务 引 导任务1工业食盐中氯含量的测定学时4学时资讯方式学生根据教师给出的资讯引导进行查询解答资讯问题1、三种银量法分别选用的指示剂是什么？指示剂的适用条件是什么？解答：2、氯离子含量测定最好采用三种银量法中的哪一种？为什么？解答：3、查阅资料寻找其他测定工业食盐中氯含量的方法，并进行比较。解答：4、什么是分级沉淀及沉淀转化？解答：5、分别从指示剂、滴定剂、指示反应、酸度条件及滴定对象等方面比较三种银量法的异同点。解答资讯引导问题1、参考信息工作页1.1及相关化学类书籍；问

4、题2、参考信息工作页及2/jfsy/synr/sy6.asp；问题3、参考相关化学分析类书籍及国家标准；问题4、参考信息工作页1.2；问题5、参考信息工作页1.2。任 务 咨 询任务1工业食盐中氯含量的测定学时4学时序号信 息 内 容1.1沉淀滴定法 一、方法简介沉淀滴定法（precipitation titration）：也称容量分析法（volumetric precipitation method），以沉淀反应为基础的滴定分析方法。用作沉淀滴定的沉淀反应必须满足以下条件：（1）反应速度快，生成沉淀的溶解度小；（2）反应按一定的化学式定量进行；（3）有准

5、确确定理论终点的方法。应用范围：含量在1%以上的卤素化合物和硫氰化物的测定。解释：沉淀反应很多，但能用于沉淀滴定的沉淀反应并不多，因为很多沉淀的组成不恒定，或溶解度较大，或形成过饱和溶液，或达到平衡速度慢，或共沉淀现象严重等。目前比较有实际意义的是生成微溶性银盐的沉淀反应。Ag+ + Cl- = AgClAg+ + SCN- =AgSCN以这类反应为基础的沉淀滴定法称为银量法。主要测定Cl-、Br-、I-、Ag+ 及SCN-等。如有一些沉淀HgS、PbSO4、BaSO4等也可用于沉淀滴定法，但重要性不及银量法。1.2银量法银量法根据确定终点指示剂的不同分三种：1、莫尔法什么是莫尔法？以铬酸钾作

6、指示剂的银量法称为“莫尔法”。以铬酸钾为指示剂，在中性或弱碱性介质中，用硝酸银标准溶液测定卤素化合物含量。（1）指示剂作用原理： Ag+ + Cl- AgCl白色 Ksp（AgCl）= 1.8 ×10-9Ag+ + CrO42- Ag2CrO4橙色 Ksp（Ag2CrO4）= 2 ×10-12因为AgCl和Ag2CrO4的溶度积不同，因而发生分级沉淀，当AgCl沉淀完全后，稍过量的AgNO3标准溶液与K2CrO4指示剂反应生成Ag2CrO4砖红色（量少时为橙色）。平衡时，Ag+·Cl- = KspAgCl设溶液中 Cl- = CrO42- = 0.1mol/L K

7、spAgCl 1.8 ×10-10 Ag+AgCl = = = 1.8×10-9（mol/L） Cl- 0.1 Ksp（Ag2CrO4） 2 ×10-12 Ag+Ag2CrO4 = = = 4.5×10-6（mol/L）CrO42- 0.1由此可见：Ag+Cl-首先大于KspAgCl，则AgCl开始沉淀。 Cl-消耗完之后，AgNO3和CrO42-生成Ag2CrO4沉淀。（2）铬酸钾指示剂的适合用量的计算根据溶度积原理： Ag+ + Cl- = AgCl KSP = 1.8×10-10KspAgCl = Ag+·Cl-沉淀平衡时：Ag

8、+ Cl- = KspAgCl = 1.8×10-10 Ag+ = 1.34 ×10-5mol/L到达理论终点时：2Ag+ + CrO4- = Ag2CrO4砖红色 Ksp = 2×10-12Ag+2CrO4- Ksp（Ag2CrO4） 开始沉淀Ag2CrO4 Ksp（Ag2CrO4） 2×10-12 CrO4- = = 1.1×10-2mol/L Ag+2 1.8×10-10实际工作中：最适宜的用量是5%K2CrO4溶液，每次加12ml（约0.3mol/L）。（3）溶液的酸度：Ag2CrO4易溶于酸：Ag2CrO4 + H+ = 2

9、Ag+ + HCrO4-所以滴定不能在酸性条件下进行。碱性太强时：2Ag+ + 2OH- 2AgOH Ag2O + H2O通常莫尔法测Cl-的最适宜pH = 6.5 10.5当有铵离子时Cl-的最适宜pH = 6.5 7.2调节方式：碱性强时：用HNO3调节 酸性强时：NaHCO3或NaB4O7调节。注意：Ag(NH4)2+ 影响滴定。2、佛尔哈德法佛尔哈德法：用铁铵矾作指示剂的银量法称为“佛尔哈德法”。铁铵矾指示剂组成为NH4Fe(SO4)2。（1）直接滴定法测定Ag+在含有Ag+的酸性溶液中，以铁铵矾作指示剂用NH4SCN的标准溶液滴定。 Ag + SCN- = AgSCN（白色） Ksp

10、 = 1.2×10-12 Fe3+ + SCN- = Fe(SCN)2+（红色） Ksp= 138其中过量（终点）1滴NH4SCN溶液与Fe3+生成红色络合物，即为终点。（2）返滴定法测定卤素原子测定Cl-，首先向试液中加入已知量过量的AgNO3标准溶液，然后以铁铵矾作指示剂，用NH4SCN标准溶液滴定过量的Ag+。Ag+ + Cl- = AgCl 白Ag+（过） + SCN- = AgSCN 白终点时： Fe3+ + SCN = Fe（SCN）2+ 红色，量少时橙色。注意：到达理论变色点时，溶液呈橙色，如用力摇动沉淀，则橙色又消失，再加入NH4SCN标准溶液时，橙色又出现。如此反复

11、进行给测定结果造成极大误差。现象的解释：沉淀转化作用。Ag+ + Cl- = AgCl Ksp = 1.8×10-10Ag+ + SCN- = AgSCN Ksp = 1.2×10-12KspAgSCN << KspAgCl说明AgCl的溶解度比AgSCN大，因此过量的SCN-将与AgCl发生反应，使AgCl沉淀转化为溶解度更小的AgSCN AgCl + SCN- = AgSCN + Cl-沉淀的转化作用是慢慢进行的，使Fe(SCN)2+的络合平衡被破坏。AgCl = Cl- + Ag+Fe(SCN)2+ = Fe3+ + SCN- 橙 AgSCN（白色）直到被

12、转化出来的Cl-为SCN-浓度的180倍，转化作用才停止。上述现象在实验中应避免。为避免上述现象的发生，在AgCl沉淀完全后，加入NH4SCN标准溶液之前，加入12ml，1,2二氯乙烷有机溶剂，使AgCl沉淀进入1,2二氯乙烷液层中不与SCN-接触。做法：充分摇动AgCl沉淀，使AgCl沉淀的表面上覆盖上一层有机溶剂，避免和阻止NH4SCN与AgCl发生转化反应。实际应用中测定Br-，I-时 KspAgI = 8.3×10-17 < KspAgBr = 5.2 ×10-13 KspAgSCN=1.2×10-12 不会发生沉淀转化。该法的优点：在酸性溶液中测定

13、，可以避免一些离子干扰。3、法扬司法法扬司法：用吸附指示剂指示滴定终点的银量法称“法杨司法”。什么是吸附指示剂：一类有机染料，在溶液中能被胶体沉淀表面吸附，发生结构的改变，从而引起颜色的变化。例：用AgNO3标准溶液测定Cl-生成AgCl，指示剂荧光黄为吸附指示剂。首先：Ag+ + Cl- AgCl Cl-滴定终点前，AgCl胶粒沉淀的表面吸附未被滴定的Cl-，带有负电荷（(AgCl)mCl- ），荧光黄的阴离子Fl-受排斥而不被吸附。溶液呈现荧光黄阴离子的黄绿色。理论终点后：Ag+过量，AgCl胶体沉淀表面吸附Ag+，带正电荷，荧光黄的阴离子Fl-被带正电荷胶体吸引，呈现粉红色。Ag+ Ag

14、+ 吸附此时：(AgCl)n·Ag+ + Fl- = (AgCl)nAg·Fl 粉红色滴定过程中溶液由黄绿色变为粉红色，指示滴定终点的到达。注意事项：吸附指示剂颜色的变化发生在胶体表面，因此应尽量使胶体沉淀的表面积大一些防止沉淀凝聚。必须控制酸度，以使吸附指示剂离解出更多的阴离子。滴定过程中应尽量避光，否则AgCl分解出金属银黑色沉淀。莫尔法、佛尔哈德法和法扬司法的测定原理、应用比较如下：莫尔法佛尔哈德法法扬司法指示剂K2CrO4Fe3+吸附指示剂滴定剂AgNO3SCN-Cl-或AgNO3SCN-滴定反应Ag+Cl- AgClSCN-+Ag+ AgSCNCl-+Ag+ Ag

15、Cl指示反应2Ag+CrO42-Ag2CrO4 (砖红色)SCN-+Fe3+ FeSCN2+(红色)AgCl Ag+FIn-AgCl Ag- FIn(粉红色)酸度pH = 6 .510 .50 .11 mol·L-1HNO3介质与指示剂的Ka大小有 关，使其以FIn-型体存在滴定对象Cl- ，C N-，Br-直接滴定法测Ag +；返滴定法测Cl-，Br-，I-，SCN-，PO43- 和AsO43-等Cl-，Br-，SCN-，SO42-和Ag+等1.3工业食盐中氯含量的测定实验目的 学习AgNO3标准液的配制和标定；掌握用莫尔法进行沉淀滴定的原理、方法和实验操作。实验原理某些可溶性氯化

16、物中氯含量的测定常采用莫尔法。此法是在中性或弱碱性溶液中，以K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液进行滴定。由于AgCl沉淀的溶解度比Ag2CrO4小，因此，溶液中首先析出AgCl沉淀。当AgCl定量沉淀后，过量1滴AgNO3溶液即与CrO42-生成砖 红色Ag2CrO4沉淀，指示达到终点。主要反应式如下 Ag+Cl-=AgCl(白色) Ksp=1.8×10-10 2Ag+ + CrO42-=Ag2CrO4(砖红色) Ksp=2.0×10-12 滴定必须在中性或弱碱性溶液中进行，最适宜pH范围为6.510.5。如果有铵盐存在，溶液的pH需控制在6.57.2之间。指示剂的

17、用量对滴定有影响，一般以5×10-3mol·L-1为宜。凡是能与Ag+生成难溶性化合物或配位化合物的阴离子都干扰测定。如PO43-, AsO43-, SO32-, S2-,CO32-, C2O42-等。其中H2S可加热煮沸除去，将SO32-氧化成SO42-后不再干扰测定。大量Cu2+, Ni2+, Co2+等有色离子将影 响终点观察。凡是能与CrO42-指示剂生成难溶化合物的阳离子也干扰测定，如Ba2+,Pb2+能与CrO42-分别生成BaCrO4和PbCrO4沉淀。Ba2+的干扰可加入过量的Na2SO4消除。Al3+,Fe3+,Bi3+,Sn4+等高价金属离子在中性或弱碱

18、性溶液中易水解产生沉淀，会干扰测定。实验步骤 NaCl基准试剂( 在500600高温炉中灼烧半小时后，置于干燥器中冷却。也可将NaCl置于带盖的瓷坩埚中，加热，并不断搅拌，待爆炸声停止后，继续加热15 min，将坩埚放入干燥器中冷却后使用)， AgNO3（0.1mol·L-1，称取8.5 gAgNO3溶解于500 mL不含Cl-的蒸馏水中，将溶液转入棕色试剂瓶中，置暗处保存，以防光照分解），K2CrO4(50 g·L-1)(1)AgNO3溶液的标定 准确称取0.50.65 g NaCl基准物于小烧杯中，用蒸馏水溶解后，转入100 mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。用移液管移取

19、25.00 mLNaCl溶液注入250mL锥瓶中，加入25mL水(沉淀滴定中，为减少沉淀对被测离子的吸附，一般滴定的体积以大些为好， 故须加水稀释试液)。用吸量管加入1 mL K2CrO4溶液，在不断摇动下，用AgNO3溶液滴定至呈现砖红色，即为终点。平行标定3份。根据所消耗AgNO3的体积和NaCl的质量，计算AgNO3的浓度 。（2）试样分析 准确称取2g NaCl试样置于烧杯中，加水溶解后，转入250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度， 摇匀。用移液管移取25.00 mL试液于250 mL锥瓶中，加25 mL水，用1 mL吸量管加入1 mL K2CrO4溶液，在不断摇动下，用AgNO3标准溶液滴定至溶液出现砖红色，即为终点。平行 测定3份，计算试样中氯的含量。 实验完毕后，将装AgNO3溶液的滴定管先用蒸馏水冲洗23次后，再用自来水洗净，以免AgCl残留于管内。注意事项（1）指示计用量大小对测定结果有影响，必须定量加入。溶液较稀时，必须作指示计的空白校正，方法如下：取1mLK2CrO4指示计溶液，加入适量水，然后加入无Cl-的CaCO3固体（相当于滴定时AgCl的沉淀量），逐渐滴入AgNO3溶液，至与终点颜色相同为止，记录读数，从滴定试液所消耗的AgNO3体积中扣除此读数。（2）银为贵金属，含A