混合碱的测定(双指示剂法).ppt

一、实验目的一、实验目的1.1.掌握双指示剂法连续滴定测定混合碱中掌握双指示剂法连续滴定测定混合碱中各组分含量的原理和方法。各组分含量的原理和方法。2.2.了解多元弱碱在滴定过程中了解多元弱碱在滴定过程中pHpH值变化及值变化及指示剂的选择。指示剂的选择。3.3.了解混合指示剂使用及其优点。了解混合指示剂使用及其优点。二、实验原理二、实验原理 工业混合碱组成一般为烧碱工业混合碱组成一般为烧碱NaOH+NaNaOH+Na2 2C0C03 3、纯碱纯碱 NaNa2 2C0C03 3+NaHNaHC0C03 3，而而NaOH+NaOH+NaHC0NaHC03 3一般不可能共存。一般不可能共存。欲测定同一试样中各组分的含量，可欲测定同一试样中各组分的含量，可用标准酸溶液进行滴定分析。根据滴定过用标准酸溶液进行滴定分析。根据滴定过程中程中pHpH值变化的情况，选用两种不同的指值变化的情况，选用两种不同的指示剂示剂PP+MOPP+MO分别指示两个终点，这种方法称分别指示两个终点，这种方法称为双指示剂法。为双指示剂法。此法简便、快速，在实际生产中应用普遍，此法简便、快速，在实际生产中应用普遍，但准确度不高。但准确度不高。二、实验原理二、实验原理NaNa2 2COCO3 3 C CK Kb1b11010-8-8 ，C CK Kb b2 2=10=10-8-8，K Kb b1 1/K/Kb b2 2=10=104 4 ，按按1%1%误差可进行误差可进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 )双指示剂法双指示剂法原理：原理：NaHCONaHCO3 3 消耗消耗HClHCl的体积为的体积为V V2 2-V-V1 1NaNa2 2COCO3 3 消耗消耗HCIHCI的体积为的体积为2V12V1NaHCO3 HCl/酚酞酚酞酚酞酚酞 NaHCO3 HCl/甲基橙甲基橙甲基橙甲基橙 Na2CO3 V1 NaHCO3 V2 H2O+CO2 NaHCO3 PH=8.31PH=8.31H2CO3PH=3.9PH=3.9(黄色转变为黄色转变为橙色橙色)H2O+CO2(红色变为红色变为微红色微红色)二、实验原理二、实验原理 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%误差误差可进行可进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 )首先在混合碱溶液中加入首先在混合碱溶液中加入酚酞酚酞指示剂（变色指示剂（变色pHpH范围范围8.08.010.010.0），用），用HClHCl标液滴定到溶液颜色由红色变为标液滴定到溶液颜色由红色变为微红色微红色时，混时，混合碱中的合碱中的NaOHNaOH与与HClHCl完全反应（产物完全反应（产物NaCl+HNaCl+H2 2O O）而）而NaNa2 2COCO3 3与与HClHCl反应一半生成反应一半生成NaHCONaHCO3 3，第一化学计量点，第一化学计量点pHpHspsp1 1=8.3=8.3。设此时消。设此时消耗耗HClHCl标液体积为标液体积为V V1 1mLmL。Na Na2 2COCO3 3+HCl=+HCl=NaHCONaHCO3 3+H+H2 2O O PPPP变色变色 NaOH NaOH +HCl=NaCl+H+HCl=NaCl+H2 2O O 然后，再加入然后，再加入甲基橙甲基橙指示剂（变色指示剂（变色pHpH范围范围3.13.14.44.4），），继续用继续用HClHCl标液滴定到溶液颜色由黄色转变为标液滴定到溶液颜色由黄色转变为橙色橙色时，溶液中时，溶液中NaHCONaHCO3 3与与HClHCl完全反应（产物完全反应（产物NaCl+HNaCl+H2 2COCO3 3），第二化学计量点），第二化学计量点 pHpHspsp2 2=3.9=3.9。设此时消耗。设此时消耗HClHCl标液体积为标液体积为V V2 2mLmL。NaHCO NaHCO3 3+HCl=NaCl+H+HCl=NaCl+H2 2O+COO+CO2 2 MOMO变色变色 二、实验原理二、实验原理 多元弱碱在滴定过程中多元弱碱在滴定过程中pHpH值变化是强碱性值变化是强碱性 弱碱性弱碱性 酸酸性，指示剂选择性，指示剂选择PP+MOPP+MO。通过连续滴定消耗通过连续滴定消耗HClHCl标液体积标液体积V V1 1、V V2 2可对样品可对样品定性定量定性定量 (1)(1)(1)(1)定性定性定性定性 NaOH Na NaOH Na2 2COCO3 3 HClHCl V V V V NaCl+NaCl+H H2 2OO NaH NaHCOCO3 3 NaH NaHC0C03 3 PP V PP V1 1 V V V V H H2 2O+COO+CO2 2 H H2 2O+COO+CO2 2 MO VMO V2 2 由图示计量关系知，由图示计量关系知，NaNa2 2COCO3 3被中和至被中和至NaHNaHCOCO3 3以及以及NaHNaHCOCO3 3被中和至被中和至 H H2 2COCO3 3所消耗所消耗HCl HCl 的体积相等（的体积相等（V V）。所以，由所以，由V V1 1和和V V2 2的大小可以判断混合碱的组成。的大小可以判断混合碱的组成。酚酞酚酞V V1 1 甲基橙甲基橙V V2 2组组 分分V V1 1=V V2 2NaNa2 2COCO3 3V V1 1=0=0，V V2 200NaHCONaHCO3 3V V1 1 00,V V2 2=0=0NaOHNaOH0 0 V V2 2 V V1 1 NaOHNaOH +NaNa2 2COCO3 30 0 V V1 1 V V2 2NaHCONaHCO3 3+NaNa2 2COCO3 3 (2)(2)定量定量 0 0 V V2 2 V V1 1，组成为组成为:NaOH NaOH +NaNa2 2COCO3 3，分析分析NaNa2 2COCO3 3消耗消耗HClHCl体积体积2 2 V V2 2，NaOH NaOH 消耗消耗HClHCl体积体积V V1 1-V-V2 2 0 0 VV1 1 VV2 2 ，组成为：组成为：NaNa2 2COCO3 3 +NaHCONaHCO3 3 分析分析 NaNa2 2COCO3 3耗酸耗酸，NaHCONaHCO3 3耗酸（耗酸（）惰性杂质惰性杂质%=1%=100-X%-Y%00-X%-Y%二、实验原理二、实验原理 双指示剂法中，传统方法是先用酚双指示剂法中，传统方法是先用酚酞指示剂，后用甲基橙指示剂，用酞指示剂，后用甲基橙指示剂，用HClHCl标标准溶液滴定。由于酚酞变色不敏锐，人准溶液滴定。由于酚酞变色不敏锐，人眼观察这种颜色变化的灵敏度较差，因眼观察这种颜色变化的灵敏度较差，因此常此常选用甲酚红选用甲酚红-百里酚蓝混合指示剂百里酚蓝混合指示剂。甲酚红变色范围的甲酚红变色范围的pHpH值为值为6.76.7（黄）（黄）8.48.4（红），百里酚蓝色范围的（红），百里酚蓝色范围的pHpH值为值为8.08.0（黄）（黄）9.69.6（蓝），混合后变色点（蓝），混合后变色点的的pHpH值值8.38.3，酸色呈黄色，碱色呈紫色。，酸色呈黄色，碱色呈紫色。用用HClHCl滴定剂滴定溶液由紫色变为粉红色，滴定剂滴定溶液由紫色变为粉红色，即为终点。即为终点。三、主要仪器和药品三、主要仪器和药品1 1仪器：电子天平（万分之一），称量瓶，酸仪器：电子天平（万分之一），称量瓶，酸式滴定管式滴定管(50mL)(50mL)，锥形瓶（，锥形瓶（250 mL250 mL），容量瓶），容量瓶（250 mL250 mL），移液管（），移液管（25 mL25 mL），），2 2试剂：混合碱试样，试剂：混合碱试样，HClHCl标液（约为标液（约为0.10.1molmol L-1L-1），甲基橙水溶液（），甲基橙水溶液（0.1%0.1%），酚酞乙），酚酞乙醇溶液（醇溶液（0.2%0.2%）。也可使用甲酚红）。也可使用甲酚红-百里酚蓝混百里酚蓝混合指示剂（一份合指示剂（一份0.1%0.1%甲酚红钠水溶液和三份甲酚红钠水溶液和三份0.1%0.1%百里酚蓝钠盐水溶液混合）。百里酚蓝钠盐水溶液混合）。四、实验步骤四、实验步骤 1.1.HClHCl标准溶液的配制和标定：同前（略）。标准溶液的配制和标定：同前（略）。2.2.称量及溶样：用分析天平递减称量法称取称量及溶样：用分析天平递减称量法称取2.52.53.0g3.0g（准确至准确至0.1mg0.1mg）混合碱样品于）混合碱样品于100mL100mL烧杯中，烧杯中，加入少量去离子水溶解，必要时可加热促使溶解。加入少量去离子水溶解，必要时可加热促使溶解。待冷却后，将溶液定量转移于待冷却后，将溶液定量转移于250mL250mL容量瓶，加水容量瓶，加水稀释至刻度，充分摇匀。稀释至刻度，充分摇匀。四、实验步骤四、实验步骤3 3混合碱的测定：平行移取混合碱试液混合碱的测定：平行移取混合碱试液25.0025.00mLmL三三份于份于250mL250mL锥形瓶中，各加锥形瓶中，各加2 2滴酚酞滴酚酞指示剂（或甲酚指示剂（或甲酚红红-百里酚蓝混合指示剂），摇匀。用百里酚蓝混合指示剂），摇匀。用HClHCl标液滴定标液滴定到溶液由到溶液由红色变为粉红色红色变为粉红色（混合指示剂紫色变为粉（混合指示剂紫色变为粉红色），即为反应第一终点，记录所消耗红色），即为反应第一终点，记录所消耗HClHCl标液标液的的体积体积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剂，继续指示剂，继续用用HClHCl标液滴定到溶液由标液滴定到溶液由黄色变为橙色黄色变为橙色，即为反应，即为反应第二终点，记录所消耗第二终点，记录所消耗HClHCl标液的标液的体积体积V V2 2。根据。根据HClHCl标准溶液的浓度和消耗的体积，按照原理部分所述标准溶液的浓度和消耗的体积，按照原理部分所述的公式计算混合碱中各组分的含量。的公式计算混合碱中各组分的含量。五、数据记录和处理五、数据记录和处理1.1.判断混合碱的组成：根据第一终点、第二终判断混合碱的组成：根据第一终点、第二终点消耗点消耗HClHCl标液的体积标液的体积V V1 1mLmL和和V V2 2mL(VmL(V2 2=V=VV V1 1)的大小判断混合碱的组成。的大小判断混合碱的组成。2.2.计算分析结果：根据混合碱的组成，写出各计算分析结果：根据混合碱的组成，写出各自的滴定反应式，推出计算公式，计算各组分自的滴定反应式，推出计算公式，计算各组分的含量。的含量。实验项目实验项目123（称量瓶（称量瓶+试样）质量试样）质量/g倾出后（称量瓶倾出后（称量瓶+试样）质量试样）质量/g试样质量试样质量/gCHCl/mol.L-1V1HCl/mLV2HCl/mLX1/%平均平均X1/%相对偏差相对偏差/%相对平均偏差相对平均偏差/%表表1工业混合碱中各组分的含量的测定工业混合碱中各组分的含量的测定X2/%平均平均X2/%相对偏差相对偏差/%相对平均偏差相对平均偏差/%表1工业混合碱中各组分的含量的测定六六.结果与讨论结果与讨论存在问题及注意事项：存在问题及注意事项：1.1.双指示剂法，由于使用了酚酞（由红色至粉红色）、甲基双指示剂法，由于使用了酚酞（由红色至粉红色）、甲基橙双色橙双色指示剂颜色变化不明显指示剂颜色变化不明显，分析结果的误差较大。可以，分析结果的误差较大。可以采用采用对照对照的方法提高分析结果的准确度。的方法提高分析结果的准确度。2.2.COCO2 2的保护与驱除的保护与驱除。在接近终点时，必须注意。在接近终点时，必须注意COCO2 2的保护与的保护与驱除，否则造成终点提前。在第一终点时，生成驱除，否则造成终点提前。在第一终点时，生成NaHCONaHCO3 3应尽应尽可能保证可能保证COCO2 2不丢失！采取的措施：不丢失！采取的措施：a.a.接近终点时，滴定速度接近终点时，滴定速度一定不能过快！否则造成一定不能过快！否则造成HClHCl局部过浓，引起局部过浓，引起COCO2 2丢失！丢失！B.B.摇摇动要缓慢，不要剧烈振动！而在第二终点时，生成动要缓慢，不要剧烈振动！而在第二终点时，生成H H2 2COCO3 3饱和饱和溶液，溶液，pHpH为为3.93.9，应尽可能驱除，应尽可能驱除COCO2 2！防止终点提前，采取的！防止终点提前，采取的措施：接近终点时要剧烈振荡溶液，或者加热。措施：接近终点时要剧烈振荡溶液，或者加热。3.3.试样均匀性较差试样均匀性较差，为使测定结果具有代表性，本实验取较，为使测定结果具有代表性，本实验取较多样品，研细后再取部分进行分析。多样品，研细后再取部分进行分析。称大样称大样，定容，分取体，定容，分取体积测定。积测定。测定的允许误差可稍大测定的允许误差可稍大。六六.结果与讨论结果与讨论 6.6.2 2 误差分析误差分析 （1 1）滴定读数不准确造成的误差；）滴定读数不准确造成的误差；（2 2）分析天平读数存在误差；）分析天平读数存在误差；（3 3）移液管操作中凹液面观察等存在误差。）移液管操作中凹液面观察等存在误差。（4 4）终点确定不准造成的误差）终点确定不准造成的误差:指示剂颜色变化不明显，指示剂颜色变化不明显，COCO2 2的保护与驱除未做好，半滴操作不当；的保护与驱除未做好，半滴操作不当；（5 5）试样易吸水和）试样易吸水和COCO2 2造成的误差；造成的误差；(6)(6)连续滴定中连续滴定中V1V1和和V2V2的相互影响造成的误差。的相互影响造成的误差。