4.5 多元酸的滴定（讲义）-《分析化学（第七版）》同步教学（高等教育出版社）

多元酸的滴定 1 、实验背景 要通过用NaOH溶液测定盐酸-氯化铵混合溶液中各组分的含量。掌握配制NaOH标准溶液的方法，学会用甲醛法进行弱酸的强化，掌握分步滴定的原理与条件。其中HCl为一元强酸，NH4Cl为强酸弱碱盐，两者Ｋa之比大于10５，固可分步滴定。根据混合酸连续滴定的原理，盐酸是强酸，第一步可直接对其滴定，用NaOH滴定，以甲基红为指示剂。氯化铵是弱酸，其Cka≤10-8，但可用甲醛将其强化，加入酚酞指示剂，再用NaOH标准溶液滴定。通过两次滴定可分别求出HCl与NH4Cl的浓度。该方法简便易行且准确度高，基本符合实验要求。 2、实验原理 HCl是一元强酸可用NaOH直接滴定，反应方程式为：NaOH + HCl= NaCl + H2O 。而NH4Cl是一元弱酸其解离常数太小Ka =5.6´10-10 ，c=0.1mol.L-1 。所以 CKa <10-8无法用NaOH直接准确滴定，故可以用甲醛强化。反应方程式为： 4NH4++6HCHO = (CH2)6N4H++3H++6H2O 反应生成的(CH2)6N4H+和H+﹙Ka=7.1´10-6﹚可用NaOH标准溶液直接滴定。反应方程式为：      (CH2)6N4H++3H++4OH- = (CH2)6N4+4H2O 反应到第一化学计量点时为NH4+弱酸溶液，其中Ka=5.6´10-10，c=0.050mol.L-1 ,由于CKa>10Kw,C/Ka>100,故故可用甲基红（4.4～6.2）作指示剂。 反应到第二化学计量点时为(CH2)6N4弱碱溶液，其中Kb=1.4´10-9，c=0.0250mol.L-1 ,由于CKb>10Kw,C/Kb>100,故pH=8.77故采用酚酞（8.2～10.0）作指示剂。 滴定完毕后，各组分的含量为： ﹙注：因为NaOH溶液不稳定，易与空气中的CO2发生反应，故不能作基准物质，用标定法配制其标准溶液，先粗配成近似于所需浓度的溶液，再用另一种基准物质邻苯二甲酸氢钾滴定其浓度。﹚ 3、实验用品                   3.1  仪器：台秤，小烧杯（100 ml﹚，全自动电光分析天平，称量瓶，碱式滴定管﹙50ml﹚，电子秤，移液管(25mL)，3个锥形瓶(250mL)，烧杯﹙500 ml﹚，量筒﹙10 ml﹚，胶头滴管，玻璃棒，塑料试剂瓶 3.2  药品：0.1 mol/L HCl和0.1 mol/L NH4Cl混合试液，NaOH（s），酚酞指示剂（2g/L），甲基红指示剂（2g/L），甲醛溶液（1：1已中和），邻苯二甲酸氢钾(KHP)基准物质 4、实验步骤 4.1  0.1mol/L NaOH标准溶液的配制与标定 4.1.1  0.1mol/L NaOH的配制 用台秤称取约2.0g固体NaOH于500mL的烧杯中，加入适量去离子水，稀释至500ml，边加边搅拌使其完全溶解，转入塑料试剂瓶中，摇匀备用。 4.1.2  0.1mol/L NaOH的标定 在称量瓶中以差减法称量邻苯二甲酸氢钾约为4-5g1份于100ml小烧杯中，加入40-50ml 蒸馏水溶解。溶解完后转入250ml容量瓶中，加蒸馏水至刻度，摇匀。 用25.00ml移液管移取邻苯二甲酸氢钾于250ml锥形瓶中，加入2-3滴酚酞指示剂，充分摇匀，用已配好的NaOH溶液滴定，待锥形瓶中颜色有无色变为微红色且半分钟不褪色为终点，记下读书，平行3份，计算NaOH的浓度。 4.2  混合液中各组分含量的测定 4.2.1  HCl含量的测定 用移液管平行移取三份25.00mL混合液分别置于250mL锥形瓶中，加2-3滴甲基红指示剂，充分摇匀，用上述NaOH标准溶液滴定至溶液呈现橙黄色，并持续半分钟不褪色即为终点，记录所用NaOH溶液的体积，并计算HCl含量和相对平均偏差（≤0.2%）。 4.2.2  NH4Cl含量的测定 在上述溶液中，继续加入10mL预先中和好的甲醛溶液，加入2滴酚酞指示剂，充分摇匀，放置1分钟，用标定好的 NaOH标准溶液滴定至溶液呈现微橙色（黄色与粉红色的混合色），并持续半分钟不褪色即为终点，记录所用NaOH溶液的体积，并计算NH4Cl含量和相对平均偏差（≤0.2%）。 4.3  实验完毕后，将仪器洗涤干净，废液回收到废液桶中，整理好实验台，并登记实验数据。 5、实验讨论 先用甲基红作指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴至混合溶液呈黄色，即为盐酸的终点。加中性甲醛试剂，充分摇动并放置1分钟，加酚酞指示剂，仍用氢氧化钠滴至溶液由黄色变为金黄色即为氯化铵的终点。根据所消耗NaOH的体积计算各组分的含量，这种方法简便易行，且准确度较高[3]。﹙本方法的相对误差约为0.1%，在误差要求范围之内﹚。 学科网（北京）股份有限公司 $$