混合堿測(cè)定(雙指示劑法)

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康膎1.1.掌握雙指示劑法連續(xù)滴定測(cè)定混合堿中各組掌握雙指示劑法連續(xù)滴定測(cè)定混合堿中各組分含量的原理和方法。分含量的原理和方法。n2.2.了解多元弱堿在滴定過(guò)程中了解多元弱堿在滴定過(guò)程中pHpH值變化及指示值變化及指示劑的選擇。劑的選擇。n3.3.了解混合指示劑使用及其優(yōu)點(diǎn)。了解混合指示劑使用及其優(yōu)點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理n 工業(yè)混合堿組成一般為燒堿工業(yè)混合堿組成一般為燒堿NaOH+NaNaOH+Na2 2C0C03 3、純堿純堿 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 欲測(cè)定同一試樣中欲測(cè)定同一試樣中各組分的含量，可用各組分的含量，可用標(biāo)準(zhǔn)酸溶液進(jìn)行滴定分析。根據(jù)滴定過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)酸溶液進(jìn)行滴定分析。根據(jù)滴定過(guò)程中pHpH值變化的情況，選用兩種不同的指示劑值變化的情況，選用兩種不同的指示劑PP+MOPP+MO分別指示兩個(gè)終點(diǎn)，這種方法稱為雙指示劑法。分別指示兩個(gè)終點(diǎn)，這種方法稱為雙指示劑法。n此法簡(jiǎn)便、快速，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用普遍，但此法簡(jiǎn)便、快速，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用普遍，但準(zhǔn)確度不高。準(zhǔn)確度不高。 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)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%誤差可進(jìn)行誤差可進(jìn)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 雙指示劑法雙指示劑法原理：原理：NaHCO3 消耗HCl的體積為V2-V1Na2CO3 消耗HCI的體積為2V1NaHCO3 HCl / NaHCO3 HCl / Na2CO3 V1 NaHCO3 V2 H2O+CO2 NaHCO3 H2CO3 ( (黃色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色轉(zhuǎn)變?yōu)槌壬壬? )H2O+CO2(紅色變?yōu)榧t色變?yōu)槲⒓t色微紅

4、色)1001000)12(%33sNaHCOmMVVCNaHCO10010001221%3232sCONamMCVCONa 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)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%誤差誤差可進(jìn)行可進(jìn)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 首先在混合堿溶液中加入首先在混合堿溶液中加入酚酞酚酞指示劑（變色

5、指示劑（變色pHpH范圍范圍8.08.010.010.0），用），用HClHCl標(biāo)液滴定到溶液顏色由紅色變?yōu)闃?biāo)液滴定到溶液顏色由紅色變?yōu)槲⒓t色微紅色時(shí)，混時(shí)，混合堿中的合堿中的NaOHNaOH與與HClHCl完全反應(yīng)（產(chǎn)物完全反應(yīng)（產(chǎn)物NaCl+HNaCl+H2 2O O）而）而NaNa2 2COCO3 3與與HClHCl反應(yīng)一半生成反應(yīng)一半生成NaHCONaHCO3 3，第一化學(xué)計(jì)量點(diǎn)，第一化學(xué)計(jì)量點(diǎn)pHpHspsp1 1=8.3 =8.3 。設(shè)此時(shí)消。設(shè)此時(shí)消耗耗HClHCl標(biāo)液體積為標(biāo)液體積為V V1 1mLmL。n Na Na2 2COCO3 3 + HCl = NaHCO+ HCl

6、= NaHCO3 3 + H+ H2 2O O PPPP變色變色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劑（變色指示劑（變色pHpH范圍范圍3.13.14.44.4），），繼續(xù)用繼續(xù)用HClHCl標(biāo)液滴定到溶液顏色由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)液滴定到溶液顏色由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)槌壬壬珪r(shí)，溶液中時(shí)，溶液中NaHCONaHCO3 3與與HClHCl完全反應(yīng)（產(chǎn)物完全反應(yīng)（產(chǎn)物NaCl+HNaCl+H2 2COCO3 3），第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn)），第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn) pHpHspsp2 2=3.9=3.9。設(shè)此時(shí)消耗。設(shè)此時(shí)消耗

7、HClHCl標(biāo)液體積為標(biāo)液體積為V V2 2mLmL。n NaHCO NaHCO3 3 + HCl = NaCl + H+ HCl = NaCl + H2 2O + COO + CO2 2 MOMO變色變色n 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理n 多元弱堿在滴定過(guò)程中多元弱堿在滴定過(guò)程中pHpH值變化是強(qiáng)堿性值變化是強(qiáng)堿性 弱堿性弱堿性 酸酸性，指示劑選擇性，指示劑選擇PP+MOPP+MO。n 通過(guò)連續(xù)滴定消耗通過(guò)連續(xù)滴定消耗HClHCl標(biāo)液體積標(biāo)液體積V V1 1、V V2 2可對(duì)樣品可對(duì)樣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 由圖示計(jì)量關(guān)系知，由圖示計(jì)量關(guān)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 的體積相等（的體積相等（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斷混合堿的組成?？梢耘袛嗷旌蠅A的組成。n n 酚酞酚酞V1 甲基橙甲基橙V2組組 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 ，組成為組成為: : NaOH + Na2CO3，n分析分析Na2CO3消耗消耗HClHCl體積體積2 2 V V2 2， NaOH 消耗消耗HClHCl體積體積V V1 1-V-V2 2n 0 V1 V2 ， 組成為：組成為：Na2CO3 + NaHCO3n 分析分析 Na2CO3耗酸耗酸，NaHCO3耗酸（耗酸（） 惰性雜質(zhì)惰性雜質(zhì)%=1%=100-X%-Y% 00-X%-Y% 1001000221%32232sCONamMCVCONa1001000)(%21sNaOHmMVVCNaOH10010

10、001221%3232sCONamMCVCONa1001000)12(%33sNaHCOmMVVCNaHCO二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 n 雙指示劑法中，傳統(tǒng)方法是先用酚酞雙指示劑法中，傳統(tǒng)方法是先用酚酞指示劑，后用甲基橙指示劑，用指示劑，后用甲基橙指示劑，用HClHCl標(biāo)準(zhǔn)溶標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。由于酚酞變色不敏銳，人眼觀察液滴定。由于酚酞變色不敏銳，人眼觀察這種顏色變化的靈敏度較差，因此常這種顏色變化的靈敏度較差，因此常選用選用甲酚紅甲酚紅- -百里酚藍(lán)混合指示劑百里酚藍(lán)混合指示劑。甲酚紅變色。甲酚紅變色范圍的范圍的pHpH值為值為6.76.7（黃）（黃）8.48.4（紅），百（紅），百里酚藍(lán)色范圍

11、的里酚藍(lán)色范圍的pHpH值為值為8.08.0（黃）（黃）9.69.6（藍(lán)），混合后變色點(diǎn)的（藍(lán)），混合后變色點(diǎn)的pHpH值值8.38.3，酸色呈，酸色呈黃色，堿色呈紫色。用黃色，堿色呈紫色。用HClHCl滴定劑滴定溶液滴定劑滴定溶液由紫色變?yōu)榉奂t色，即為終點(diǎn)。由紫色變?yōu)榉奂t色，即為終點(diǎn)。三、主要儀器和藥品三、主要儀器和藥品n1 1儀器：電子天平（萬(wàn)分之一），稱量瓶，酸儀器：電子天平（萬(wàn)分之一），稱量瓶，酸式滴定管式滴定管(50mL)(50mL)，錐形瓶（，錐形瓶（250 mL250 mL），容量瓶），容量瓶（250 mL250 mL），移液管（），移液管（25 mL25 mL），），n2 2試

12、劑：混合堿試樣，試劑：混合堿試樣，HClHCl標(biāo)液（約為標(biāo)液（約為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%）。也可使用甲酚紅）。也可使用甲酚紅- -百里酚藍(lán)百里酚藍(lán)混合指示劑（一份混合指示劑（一份0.1%0.1%甲酚紅鈉水溶液和三份甲酚紅鈉水溶液和三份0.1%0.1%百里酚藍(lán)鈉鹽水溶液混合）。百里酚藍(lán)鈉鹽水溶液混合）。四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.1.HClHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定：同前（略）。標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定：同前（略）。 2. 2.稱量及溶樣：用分析天平遞減稱量法稱取稱量及溶樣：用分

13、析天平遞減稱量法稱取2.52.53.0g3.0g（準(zhǔn)確至準(zhǔn)確至0.1mg0.1mg）混合堿樣品于）混合堿樣品于100mL100mL燒杯中，燒杯中，加入少量去離子水溶解，必要時(shí)可加熱促使溶解。加入少量去離子水溶解，必要時(shí)可加熱促使溶解。待冷卻后，將溶液定量轉(zhuǎn)移于待冷卻后，將溶液定量轉(zhuǎn)移于250mL250mL容量瓶，加水容量瓶，加水稀釋至刻度，充分搖勻。稀釋至刻度，充分搖勻。四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟n3 3混合堿的測(cè)定：平行移取混合堿試液混合堿的測(cè)定：平行移取混合堿試液25.0025.00mLmL三份于三份于250mL250mL錐形瓶中，各加錐形瓶中，各加2 2滴酚酞滴酚酞指示劑（或指示劑（或甲酚

14、紅甲酚紅- -百里酚藍(lán)混合指示劑），搖勻。用百里酚藍(lán)混合指示劑），搖勻。用HClHCl標(biāo)標(biāo)液滴定到溶液由液滴定到溶液由紅色變?yōu)榉奂t色紅色變?yōu)榉奂t色（混合指示劑紫（混合指示劑紫色變?yōu)榉奂t色），即為反應(yīng)第一終點(diǎn)，記錄所消色變?yōu)榉奂t色），即為反應(yīng)第一終點(diǎn)，記錄所消耗耗HClHCl標(biāo)液的標(biāo)液的體積體積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劑，繼續(xù)用劑，繼續(xù)用HClHCl標(biāo)液滴定到溶液由標(biāo)液滴定到溶液由黃色變?yōu)槌壬S色變?yōu)槌壬?，即為反?yīng)第二終點(diǎn)，記錄所消耗即為反應(yīng)第二終點(diǎn)，記錄所消耗HClHCl標(biāo)液的標(biāo)液的體積體積V V2 2。根據(jù)根據(jù)HClHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和消耗的體

15、積，按照原理標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和消耗的體積，按照原理部分所述的公式計(jì)算混合堿中各組分的含量。部分所述的公式計(jì)算混合堿中各組分的含量。n 五、數(shù)據(jù)記錄和處理五、數(shù)據(jù)記錄和處理n1.判斷混合堿的組成：根據(jù)第一終點(diǎn)、第二終判斷混合堿的組成：根據(jù)第一終點(diǎn)、第二終點(diǎn)消耗點(diǎn)消耗HCl標(biāo)液的體積標(biāo)液的體積V1mL和和V2mL(V2=VV1)的大小判斷混合堿的組成。的大小判斷混合堿的組成。n 2.計(jì)算分析結(jié)果：根據(jù)混合堿的組成，寫出各計(jì)算分析結(jié)果：根據(jù)混合堿的組成，寫出各自的滴定反應(yīng)式，推出計(jì)算公式，計(jì)算各組分自的滴定反應(yīng)式，推出計(jì)算公式，計(jì)算各組分的含量。的含量。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目123（稱量瓶（稱量瓶+試樣）質(zhì)

16、量試樣）質(zhì)量/g傾出后（稱量瓶?jī)A出后（稱量瓶+試樣）質(zhì)量試樣）質(zhì)量/g試樣質(zhì)量試樣質(zhì)量/gCHCl / mol .L-1V1HCl / mLV2HCl / mLX1 / % 平均平均X1 / %相對(duì)偏差相對(duì)偏差 / %相對(duì)平均偏差相對(duì)平均偏差 / %表表1工業(yè)混合堿中各組分的含量的測(cè)定工業(yè)混合堿中各組分的含量的測(cè)定X2/ % 平均平均X2/ %相對(duì)偏差相對(duì)偏差/ %相對(duì)平均偏差相對(duì)平均偏差/ %表1工業(yè)混合堿中各組分的含量的測(cè)定六六. 結(jié)果與討論結(jié)果與討論存在問(wèn)題及注意事項(xiàng)：存在問(wèn)題及注意事項(xiàng)：1.1.雙指示劑法，由于使用了酚酞（由紅色至粉紅色）、甲基雙指示劑法，由于使用了酚酞（由紅色至粉紅色

17、）、甲基橙雙色橙雙色指示劑顏色變化不明顯指示劑顏色變化不明顯，分析結(jié)果的誤差較大。可以，分析結(jié)果的誤差較大?？梢圆捎貌捎脤?duì)照對(duì)照的方法提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。的方法提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。2.2. COCO2 2的保護(hù)與驅(qū)除的保護(hù)與驅(qū)除。在接近終點(diǎn)時(shí)，必須注意。在接近終點(diǎn)時(shí)，必須注意COCO2 2的保護(hù)與的保護(hù)與驅(qū)除，否則造成終點(diǎn)提前。在第一終點(diǎn)時(shí)，生成驅(qū)除，否則造成終點(diǎn)提前。在第一終點(diǎn)時(shí)，生成NaHCONaHCO3 3應(yīng)盡應(yīng)盡可能保證可能保證COCO2 2不丟失！采取的措施：不丟失！采取的措施：a.a.接近終點(diǎn)時(shí)，滴定速度接近終點(diǎn)時(shí)，滴定速度一定不能過(guò)快！否則造成一定不能過(guò)快！否則造成HClHC

18、l局部過(guò)濃，引起局部過(guò)濃，引起COCO2 2丟失！丟失！B.B.搖搖動(dòng)要緩慢，不要?jiǎng)×艺駝?dòng)！而在第二終點(diǎn)時(shí)，生成動(dòng)要緩慢，不要?jiǎng)×艺駝?dòng)！而在第二終點(diǎn)時(shí)，生成H H2 2COCO3 3飽和飽和溶液，溶液，pHpH為為3.93.9，應(yīng)盡可能驅(qū)除，應(yīng)盡可能驅(qū)除COCO2 2 ！防止終點(diǎn)提前，采取的！防止終點(diǎn)提前，采取的措施：接近終點(diǎn)時(shí)要?jiǎng)×艺袷幦芤海蛘呒訜?。措施：接近終點(diǎn)時(shí)要?jiǎng)×艺袷幦芤海蛘呒訜帷?.3.試樣均勻性較差試樣均勻性較差，為使測(cè)定結(jié)果具有代表性，本實(shí)驗(yàn)取較，為使測(cè)定結(jié)果具有代表性，本實(shí)驗(yàn)取較多樣品，研細(xì)后再取部分進(jìn)行分析。多樣品，研細(xì)后再取部分進(jìn)行分析。稱大樣稱大樣，定容，分取體，定容，分取體積測(cè)定。積測(cè)定。測(cè)定的允許誤差可稍大測(cè)定的允許誤差可稍大。六六. 結(jié)果與討論結(jié)果與討論 6. 6.2 2 誤差分析誤差分析 （1 1）滴定讀數(shù)不準(zhǔn)確造成的誤差；）滴定讀數(shù)不準(zhǔn)確造成的誤差；（2 2）分析天平讀數(shù)存在誤差；）