EDTA标准溶液的配制和标定.doc

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EDTA标准溶液的配制和标定 (2010-02-25 16:56:19)转载▼
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实验原理
2.1 乙二胺四乙酸（简称EDTA，常用H4Y表示）难溶于水，常温下其溶解度为0.2g·L-1，在分析中不适用，通常使用其二钠盐配制标准溶液。乙二胺四乙酸二钠盐的溶解度为120g·L-1，可配成0.3mol·L-1以上的溶液，其水溶液pH=4.8，通常采用间接法配制标准溶液。
标定EDTA溶液常用的基准物有Zn、ZnO、CaCO3、Bi、Cu、MgSO4·7H2O、Hg、Ni、Pb。等。通常选用其中与被测组分相同的物质作基准物，这样滴定条件较一致。
EDTA溶液若用于测定石灰石或白云石中CaO、MgO的含量，则宜用CaCO3为基准物。首先可加HCl溶液与之作用，其反应如下：
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
然后把溶液转移到容量瓶中并稀释，制成钙标准溶液。吸取一定量钙标准溶液，调节酸度至pH≥12，用钙指示剂作指示剂以EDTA滴定至溶液从酒红色变为纯蓝色，即为终点，其变色原理如下：钙指示剂（常以H2Ind表示）在溶液中按下式电离：
H3Ind═2H++HInd2-
在pH≥12溶液中，HInd2-与Ca2+离子形成比较稳定的络离子，反应如下：
HInd2-+Ca2+═CaInd-+H+
纯蓝色 酒红色
所以在钙标准溶液中加入钙指示剂，溶液呈酒红色，当用EDTA溶液滴定时，由于EDTA与Ca2+离子形成CaInd-络离子更稳定的络离子，因此在滴定终点附近，CaInd-络离子不断转化为较稳定的CaY2-络离子，而钙指示剂则被游离了出来，其反应可表示如下：
CaInd-+H2Y2-═CaY2-+ HInd2-+H2O
由于CaY2-离子无色，所以到达终点时溶液由酒红色变成纯蓝色。
用此法测定钙，若Mg2+离子共存（在调节溶液酸度为pH≥12时，Mg2+离子将形成Mg(OH)2沉淀），此共存的少量Mg2+离子不仅不干扰钙的测定，而且会使终点比Ca2+离子单独存在时更敏锐。当Ca2+、Mg2+离子共存时，终点由酒红色变到纯蓝色，当Ca2+离子单独存在时则由酒红色变紫蓝色，所以测定单独存在的Ca2+离子时，常常加入少量Mg2+离子溶液。
EDTA若用于测定Pb2+、Bi3+离子，则宜以ZnO或金属锌为基准物，以二甲酚橙为指示剂，在pH=5～6的溶液中，二甲酚橙为指示剂本身显黄色，与Zn2+离子的络合物呈紫红色。EDTA与Zn2+离子形成更稳定的络合物，因此用EDTA溶液滴定至近终点时，二甲酚橙被游离出来，溶液由紫红色变成黄色。
络合滴定中所用的蒸馏水，应不含Fe3+、Al3+、Cu2+、Ca2+、Mg2+等杂质离子。

3 器皿和试剂
酸式滴定管；乙二胺四乙酸二钠，CaCO3，氨水（1:1），镁溶液（溶解1克MgSO4·7H2O于水中，稀释至200mL），NaOH溶液（10%溶液），钙指示剂（固体指示剂），二甲酚橙指示剂（0.2%水溶液）

4 实验步骤
4.1 0.02mol·L-1EDTA溶液的配制：
在台称上称取乙二胺四乙酸二钠7.6克，溶解于300～400mL温水中，稀释至1升，如混浊，应过滤，转移至1000mL细口瓶中，摇匀，贴上标签，注明试剂名称、配制日期、配制人。
4.2 以CaCO3为基准物标定EDTA溶液
4.2.1 0.02mol·L-1钙标准溶液的配制：
置碳酸钙基准物于称量瓶中，在110°C干燥2小时，冷却后，准确称取0.2～0.25g碳酸钙于250mL烧杯中，盖上表面皿，加水润湿，再从杯嘴边逐滴加入数毫升淋洗入杯中，待冷却后转移至250mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀，贴上标签，注明试剂名称、配制日期、配制人。
4.2.2 用钙标准溶液标定EDTA溶液：
用移液管移取25.00mL标准钙溶液于250mL锥形瓶中，加入约25 mL水，2mL镁溶液，10mL10%NaOH溶液及约10mg（米粒大小）钙指示剂，摇匀后，用EDTA溶液滴定至溶液从红色变为蓝色，即为终点。
4.3 以ZnO为基准物标定EDTA溶液
4.3.1 锌标准溶液的配制：
准确称取在800°C～1000°C灼烧（需20min以上）过的基准物ZnO 0.5～0.6g于100mL烧杯中，用少量水润湿，然后逐滴加入6mol·L-1HCl，边加边搅至完全溶解为止，然后，定量转移入250mL容量瓶中，稀释至刻度并摇匀，贴上标签，注明试剂名称、配制日期、配制人。
4.3.2 用锌标准溶液标定EDTA溶液：
移取25.00mL锌标准溶液于250mL锥形瓶中，加约30mL水，2～3滴二甲酚橙为指示剂，先加1:1氨水至溶液由黄色刚变为橙色，然后滴加20%六次甲基四胺至溶液呈稳定的紫红色再多加3mL，用EDTA溶液滴定至溶液由红紫色变成亮黄色，即为终点。

实验七    EDTA标准溶液的配制和标定
一、实验目的
1．学习EDTA标准溶液的配制和标定方法
2．掌握络合滴定的原理，了解络合滴定的特点
3．熟悉钙指示剂或二甲酚橙指示剂的使用及其终点的变化
二、实验内容
1．0.02mol·L-1EDTA溶液的配制；
2．以CaCO3和ZnO为基准物标定EDTA溶液
三、实验仪器、设备及材料
1．仪器    酸式滴定管（50.00mL）；分析天平，台秤，量筒，大小烧瓶（500mL, 250mL），锥形瓶250mL）等
2．试剂   乙二胺四乙酸二钠，CaCO3，氨水（1:1），镁溶液（溶解1克MgSO4·7H2O于水中，稀释至200mL），NaOH溶液（10%溶液），钙指示剂（固体指示剂），二甲酚橙指示剂（0.2%水溶液）
四、 实验原理
乙二胺四乙酸（简称EDTA，常用H4Y表示）难溶于水，常温下其溶解度为0.2g·L-1，在分析中不适用，通常使用其二钠盐配制标准溶液。乙二胺四乙酸二钠盐的溶解度为120g·L-1，可配成0.3mol·L-1以上的溶液，其水溶液pH=4.8，通常采用间接法配制标准溶液。
标定EDTA溶液常用的基准物有Zn、ZnO、CaCO3、Bi、Cu、MgSO4·7H2O、Hg、Ni、Pb等。通常选用其中与被测组分相同的物质作基准物，这样滴定条件较一致。
EDTA溶液若用于测定石灰石或白云石中CaO、MgO的含量，则宜用CaCO3为基准物。首先可加HCl溶液与之作用，其反应如下：
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
然后把溶液转移到容量瓶中并稀释，制成钙标准溶液。吸取一定量钙标准溶液，调节酸度至pH≥12，用钙指示剂作指示剂以EDTA滴定至溶液从酒红色变为纯蓝色，即为终点，其变色原理如下：钙指示剂（常以H2Ind表示）在溶液中按下式电离：
H3Ind═2H++HInd2-
在pH≥12溶液中，HInd2-与Ca2+离子形成比较稳定的络离子，反应如下：
HInd2-+Ca2+═CaInd-+H+
纯蓝色     酒红色
所以在钙标准溶液中加入钙指示剂，溶液呈酒红色，当用EDTA溶液滴定时，由于EDTA与Ca2+离子形成CaInd-络离子更稳定的络离子，因此在滴定终点附近，CaInd-络离子不断转化为较稳定的CaY2-络离子，而钙指示剂则被游离了出来，其反应可表示如下：
CaInd-+H2Y2-═CaY2-+ HInd2-+H2O
由于CaY2-离子无色，所以到达终点时溶液由酒红色变成纯蓝色。
用此法测定钙，若Mg2+离子共存（在调节溶液酸度为pH≥12时，Mg2+离子将形成Mg(OH)2沉淀），此共存的少量Mg2+离子不仅不干扰钙的测定，而且会使终点比Ca2+离子单独存在时更敏锐。当Ca2+、Mg2+离子共存时，终点由酒红色变到纯蓝色，当Ca2+离子单独存在时则由酒红色变紫蓝色，所以测定单独存在的Ca2+离子时，常常加入少量Mg2+离子溶液。
EDTA若用于测定Pb2+、Bi3+离子，则宜以ZnO或金属锌为基准物，以二甲酚橙为指示剂，在pH=5～6的溶液中，二甲酚橙为指示剂本身显黄色，与Zn2+离子的络合物呈紫红色。EDTA与Zn2+离子形成更稳定的络合物，因此用EDTA溶液滴定至近终点时，二甲酚橙被游离出来，溶液由紫红色变成黄色。络合滴定中所用的蒸馏水，应不含Fe3+、Al3+、Cu2+、Ca2+、Mg2+等杂质离子。
五、实验步骤
1．0.02mol·L-1EDTA溶液的配制：
在台称上称取乙二胺四乙酸二钠7.6克，溶解于300～400mL温水中，稀释至1升，如混浊，应过滤，转移至1000mL细口瓶中，摇匀，贴上标签，注明试剂名称、配制日期、配制人。
2．以CaCO3为基准物标定EDTA溶液
（1）0.02mol·L-1钙标准溶液的配制：
置碳酸钙基准物于称量瓶中，在110°C干燥2小时，冷却后，准确称取0.2～0.25g碳酸钙于250mL烧杯中，盖上表面皿，加水润湿，再从杯嘴边逐滴加入数毫升（1+1）HCl溶液，使之全部溶解。加水50mL，微沸几分钟以除去CO2。待冷却后转移至250mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀，贴上标签，注明试剂名称、配制日期、配制人。
（2）用钙标准溶液标定EDTA溶液：
用移液管移取25.00mL标准钙溶液于250mL锥形瓶中，加入约25 mL水，2mL镁溶液，10mL10%NaOH溶液及约10mg（米粒大小）钙指示剂，摇匀后，用EDTA溶液滴定至溶液从红色变为蓝色，即为终点。
3．以ZnO为基准物标定EDTA溶液
（1） 锌标准溶液的配制：
准确称取在800°C～1000°C灼烧（需20min以上）过的基准物ZnO 0.5～0.6g于100mL烧杯中，用少量水润湿，然后逐滴加入6mol·L-1HCl，边加边搅至完全溶解为止，然后，定量转移入250mL容量瓶中，稀释至刻度并摇匀，贴上标签，注明试剂名称、配制日期、配制人。
（2）用锌标准溶液标定EDTA溶液：
移取25.00mL锌标准溶液于250mL锥形瓶中，加约30mL水，2～3滴二甲酚橙为指示剂，先加1:1氨水至溶液由黄色刚变为橙色，然后滴加20%六次甲基四胺至溶液呈稳定的紫红色再多加3mL，用EDTA溶液滴定至溶液由红紫色变成亮黄色，即为终点。

六、实验注意事项
1．CaCO3粉末加入HCl溶解时，必须盖上表面皿。溶液必须在微沸的状态下除去CO2。
2．选择合适的基准物质标定EDTA，取决于EDTA将要滴定的对象。
3.锌粒溶解速度比较慢，需要大约30min 所以需要提前溶解。
七、思考题
1． 为什么通常使用乙二胺四乙酸二钠盐配制EDTA标准溶液，而不用乙二胺四乙酸？
2．以HCl溶液溶解CaCO3基准物时，操作中应注意些什么？
3．以CaCO3为基准物标定EDTA溶液时，加入镁溶液的目的是什么？
EDTA标准溶液配制与标定应注意事项
4.为什么要使用两种指示剂分别标定
答案要点:因为络合滴定中,EDTA与金属离子形成稳定络合物的酸度范围不同,如Ca2+,Mg2+要在碱性范围内,而Zn2+,Ni2+,Cu2+等要在酸性范围内.故要根据不同的酸度范围选择不同的金属离子指示剂,从而在标定EDTA时,使用相应的指示剂,可以消除基底效应,减小误差.
   5.在中和标准物质中的HCl时,能否用酚酞取代甲基红,为什么
答案要点:不能用酚酞取代甲基红,氨水中和盐酸,产物NH4Cl是强酸弱碱盐,呈弱酸性,而酚酞是碱性指示剂,故不能用酚酞作指示剂,而甲基红的变色范围是4.4-6.2,可以用来做指示剂
   6.阐述Mg2+-EDTA能够提高终点敏锐度的原理
答案要点:铬黑T与Mg2+能形成稳定的络合物,显色很灵敏,但与Ca2+形成的络合物不稳定,显色灵敏度低,为此在pH=10的溶液中用EDRA滴定Ca2+时,常于溶液中先加入少量MgY,使之发生置换反应,置换出Mg2+:
置换出的Mg2+与铬黑T显出很深的红色:Mg2++EBT=Mg-EBT(红色)
但EDTA与Ca2+的络合能力比Mg2+强,滴定时,EDTA先与Ca2+络合,当达到终点时,EDTA夺取Mg-EBT中的Mg2+,形成MgY,
               Y+Mg-EBT=MgY+EBT (蓝色)
    游离出的指示剂显蓝色,变色很明显,在这里,滴定前的MgY与最后生成的MgY物质的量相等,故不影响滴定结果
   7.滴定为什么要在缓冲溶液中进行 如果没有缓冲溶液存在,将会导致什么现象发生答案要点:在络合滴定过程中,随着络合物的生成,不断有H+释出
                 M+H2Y=MY+2H+
因此,溶液的酸度不断增大,酸度增大的结果,不仅降低了络合物的条件稳定常数,使滴定突跃减小,而且破坏了指示剂变色的最适宜酸度范围,导致产生很大的误差.因此在络合滴定中,通常需要加入溶液来控制溶液的pH值.
   8.由于EDTA是白色结晶粉末,本身不易得到纯品,所以只能用间接标定的方法来配制.以铬黑T为指示剂，用金属离子与EDTA作用，从而确定其准确浓度
在滴定的反应过程中，会有H离子产生，而产生的H 离子不利于反应的进程，还主要一个原因是，在酸性条件下，不利于指示剂铬黑T的显色，也就是说不能很好的确定反应终点。加入氨水调节PH 后，再加入氨水-氯化铵缓冲液，使反应能维持在碱性条件下进行，碱性缓冲液在这里起到了不可替代的作用!也可以说,氨水-氯化铵缓冲液起了维持环境相对碱性的作用!

实验四   NaOH标准溶液的滴定
一、实验目的
1、学会用基准物质标定氢氧化钠溶液的方法
2、准确的标定氢氧化钠标准溶液的浓度
二、实验原理
标定碱溶液时，常用邻苯二甲酸氢钾或草酸等作为基准物质进行直接标定。邻苯二甲酸氢钾易得到纯制品，在空气中不吸水，容易保存，它与NaOH 起反应时化学计量数为1∶1，其摩尔质量较大，因此它是标定碱标准溶液较好的基准物质。邻苯二甲酸氢钾通常于110～120℃时干燥2 小时后备用。标定反应如下：
反应产物是邻苯二甲酸钾钠盐，在水溶液中显弱碱性，故可选用酚酞为指示剂。  滴定终点颜色变化：无       微红（半分钟不褪色）
三、实验用品
1.仪器
⑴分析天平
⑵碱式滴定管
⑶锥形瓶
2.试剂
⑴邻苯二甲酸氢钾（固体）
⑵1%酚酞指示剂：1g 酚酞溶于100 毫升90%酒精溶液中。
⑶0.10mol·L-1 NaOH溶液
四、实验内容
1.配 制
称取110 g氢氧化钠，溶于100 ml无二氧化碳的水中，摇匀，注人聚乙烯容器中，密闭放置至溶液清亮按表1的规定，用塑料管量取上层清液，用无二氧化碳的水稀释至1 000MI，摇匀。

表1
氢氧化钠标准滴定溶液的浓度[c(NaOH)]八mol/L)
氢氧化钠溶液的体积V/mL

1
54
0.5
27
0.1
5.4
2. 标定
按表 2 的规定称取于105`C--110℃电烘箱中干燥至恒重的工作基准试剂邻苯二甲酸氢钾，加无二氧化碳的水溶解，加2滴酚酞指示液(10 g/IJ，用配制好的氢氧化钠溶液滴定至溶液呈粉红色，并保持
30 s。同时做空白试验。
  表2
氢氧化钠标准滴定度
[c(NaOH)]/(mol/l.)
工作 基 准 试 剂
邻苯二甲酸氢钾的质量，m/g
无二氧化碳水的体积V/ML

1
7.5
80
0.5
3.6
80
0.1
0.75
50

氢氧化钠标准滴定溶液的浓度〔c(NaOH)]，数值以摩尔每升(mot/ I)表示，按式(1)计算:
c(NaOH)=m X 1 000/(V,一V2)M
式 中 :
m— 邻 苯二甲酸氢钾的质量的准确数值，单位为克(9);
v — 氢 氧化钠溶液的体积的数值，单位为毫升(mL);
V2 —— 空 白试验氢氧化钠溶液的体积的数值，单位为毫升(mL);
M—— 邻 苯二甲酸氢钾的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔(g/mol)LM(KHCeH ,0,)=204.22 ]
如果两次平行标定相对偏差超过0.2%，则要求做第三次。
五、数据记录及数据处理
NaOH 标准溶液的量浓度

1
2
邻苯二甲酸氢钾重量W（g）

消耗氢氧化钠溶液的体积V（ml）

CNaOH

平均值

相对偏差（%）

六、讨论与思考
1.实验注意问题
⑴强酸强碱在使用时要注意安全。
　　⑵标准溶液在转移过程中（倒入滴定管或用移液管吸取），中间不得再经过其它容器。
　　⑶倒HCl、NaOH等试剂时，手心要握住试剂瓶上标签部位，以保护标签。
2.思考
⑴ 配制250mL 0.10mol·L-1 NaOH溶液，应称取NaOH多少克？用台称还是用分析天平称取？为什么？
⑵分别以邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）、二水草酸为基准物标定0.10mol·L-1 NaOH溶液时，实验原理如何？选用何种指示剂？为什么？颜色变化如何？
⑶分别以邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）、二水草酸为基准物标定0.10mol·L-1 NaOH溶液时，应称取的邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）、二水草酸的质量如何计算？
⑷如何计算NaOH浓度？
⑸能否采用已知准确浓度的HCl标准溶液标定NaOH浓度？应选用哪种指示剂？为什么？滴定操作时哪种溶液置于锥形瓶中？HCl标准溶液应如何移取？
⑹如何计算称取基准物邻苯二甲酸氢钾或Na2CO3的质量范围？称得太多或太少对标定有何影响？
答：在滴定分析中，为了减少滴定管的读数误差，一般消耗标准溶液的体积应在20—25mL之间，称取基准物的大约质量可根据待标溶液的浓度计算得到。
如果基准物质称得太多，所配制的标准溶液较浓，则由一滴或半滴过量所造成的误差就较大。称取基准物质的量也不能太少，因为每一份基准物质都要经过二次称量，如果每次有±0.1mg的误差，则每份就可能有±0.2mg的误差。因此，称取基准物质的量不应少于0.2000g，这样才能使称量的相对误差大于1‰ 。
⑺溶解基准物质时加入20～30mL水，是用量筒量取，还是用移液管移取？为什么？
答：因为这时所加的水只是溶解基准物质，而不会影响基准物质的量。因此加入的水不需要非常准确。所以可以用量筒量取。
⑻如果基准物未烘干，将使标准溶液浓度的标定结果偏高还是偏低？
答：如果基准物质未烘干，将使标准溶液浓度的标定结果偏高。
⑼用NaOH标准溶液标定HCl溶液浓度时，以酚酞作指示剂，用NaOH滴定HCl，若NaOH溶液因贮存不当吸收了CO2，问对测定结果有何影响？
答：用NaOH标准溶液标定HCl溶液浓度时，以酚酞作为指示剂，用NaOH滴定HCl，若NaOH溶液因贮存不当吸收了CO2，而形成Na2CO3，使NaOH溶液浓度降低，在滴定过程中虽然其中的Na2CO3按一定量的关系与HCl定量反应，但终点酚酞变色时还有一部分NaHCO3末反应，所以使测定结果偏高。

实验三   HCl标准溶液的标定
一、目的要求
1.学会用基准物质标定盐酸溶液浓度的方法
2、巩固减量法称取粉末样品的基本技能进一步熟练滴定分析基本操作，
二、实验原理
标定是准确测定标准溶液浓度的操作过程。间接法配制的标准溶液浓度是近似浓度，其准确浓度需要进行标定。
　　标定HCl标准溶液的基准物质有：无水碳酸钠、硼砂（Na2B4O7·10H2O）等，这两种物质比较，硼砂更好些，因为它摩尔质量比较大。硼砂标定HCl的反应式为
　　          Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O = 4H3BO3 + 2NaCl
　　由于硼砂在空气中易失去部分结晶水而风化，因此应保存在相对湿度在60%的干燥器中。
　　本实验采用无水Na2CO3标定HCl，其反应式为
　　          Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2
　　等量点时溶液pH 3.8～3.9，可选用甲基橙为指示剂。由于Na2CO3易吸水，因而预先于180 ℃下充分干燥，并保存于干燥器中。
　　无水Na2CO3由反应式可知它的基本单元为1/2 Na2CO3，摩尔质量为
　　                 M（ Na2CO3） = 53.00 g·mol-1
三、实验用品
1.仪器：分析天平
　　2.试剂：
　　⑴无水Na2CO3（基准试剂或分析纯试剂）。
　　⑵甲基橙。
⑶HCl(浓)
四、操作步骤
1.用减量法准确称取0.09g～0.11g无水Na2CO3三份，分别放入250 mL锥形瓶中，加25mL蒸馏水溶解。
减量法:将适量试样装入称量瓶中，用纸条缠住称量瓶放于天平托盘上，称得称量瓶及试样重量为Ｗ1，然后用纸条缠住称量瓶，从天平盘上取出，举放于容器上方，瓶口向下稍倾，用纸捏住称量瓶盖，轻敲瓶口上部，使试样慢慢落入容器中，当倾出的试样已接近所需要的重量时，慢慢地将称量瓶竖起，再用称量瓶盖轻敲瓶口下部，使瓶口的试样集中到一起，盖好瓶盖，放回到天平盘上称量，得Ｗ2ｇ，两次称量之差就是试样的重量。如此继续进行，可称取多份试样。
            第一份：  试样重＝Ｗ1－Ｗ2（ｇ）
第二份：  试样重＝Ｗ2－Ｗ3（ｇ）
　　2.然后加1滴甲基橙指示剂，用HCl溶液滴定至溶液由黄色变为橙色即为终点。记录消耗HCl溶液的体积。将酸滴定管里的HCl溶液再充满，用同样步骤滴定另外两份。要求三份滴定结果的相对平均偏差≤0.2 %。
五、计算
六、注意事项
⑴滴定管始终用同一段以消除滴定管的系统误差。
　　⑵酸式滴定管滴定前要赶走气泡。
七、思考题
⑴用基准物质配制成标准溶液来标定和直接称取基准物质来标定，各有什么优缺点？
　　⑵标定HCl溶液浓度时称量无水Na2CO3要不要十分准确，溶解时加水量要不要十分准确，为什么？
　　⑶以Na2CO3标定盐酸时，为什么用甲基橙作指示剂？能否用酚酞作指示剂，为什么？
⑷用减量法称取试样过程中，若称量瓶内的试样吸湿，对称量会造成什么误差？若试样倾入锥形瓶内后再吸湿，对称量是否有影响，为什么？
⑸当滴定至接近终点时，为什么要剧烈摇动溶液？
⑹标定HCl溶液可否采用酚酞（变色范围pH=8.0~9.6）作指示剂？若可以，请写出标定的计算公式。
⑺标定HCl溶液常用的基准物质有哪些，哪些最好？
实验十一 EDTA溶液的配制与标定（铬黑T法）

一、实验目的
1、学习配制Zn2+标准溶液,EDTA标准溶液；
2、学会以Zn为工作基准试剂,铬黑T为指示剂标定EDTA标准溶液；
3、巩固直接称量、准确配制溶液、准确移取溶液、滴定等基本操作。
二、实验原理
1、用EDTA二钠盐配制EDTA标准溶液的原因；
EDTA是四元酸，常用H4Y表示，是一种白色晶体粉末，在水中的溶解度很小，室温溶解度为0.02g/100g H2O。因此，实际工作中常用它的二钠盐Na2H2Y·2H2O,   Na2H2Y·2H2O的溶解度稍大,在22℃（295K）时，每100g水中可溶解11.1g.
2、标定EDTA标准溶液的工作基准试剂，基准试剂的预处理；
实验中以纯金属Zn为工作基准试剂。预处理：称量前一般应先用稀盐酸洗去氧化层，然后用水洗净，烘干。
3、滴定用的指示剂，指示剂的作用原理；
实验中以铬黑T作为指示剂。
作用原理：在pH=l0的条件下，滴定前，Zn2+与指示剂反应:
HIn2- +
Zn2+

ZnIn- +
In3-
纯蓝色

酒红色

滴定至终点时，反应为 ：
ZnIn- +
H2Y2-

HIn2- +
ZnY2- +
H+
酒红色

纯蓝色

此时，溶液从酒红色变为纯蓝色，变色敏锐。
4、用何种缓冲溶液及其原因；
实验是以NH3·H2O-NH4Cl为缓冲溶液。原因：实验中所用的指示剂是铬黑T，

pKa2=6.3

pKa3=11.55

H2In-

HIn2-

In3-
紫红

蓝

橙
若pH<6.3或pH>11.5，由于指示剂本身接近于红色而不能使用。根据实验结果，使用铬黑T的最适宜酸度是pH=9～10.5，pH=10的缓冲液符合要求。
5、计算式。
CEDTA=mVZn/0.25MZnVEDTA
三、实验步骤

实验步骤
思考题
0.01mol·L-1 Zn2+标准溶液的配制
1、取适量锌片放在100mL烧杯中，用0.1mol·L-1HCl溶液（自配）清洗1min，再用自来水、纯水洗净，烘干、冷却。
1、标定EDTA标准溶液的工作基准试剂有多种，为什么选用Zn？
2、工作基准试剂Zn在使用前，为什么要进行表面处理，怎样处理？
2、用直接称量法在干燥小烧杯中准确称取0.15～0.2g Zn，盖好小表面皿。
作基准试剂Zn在使用前，为什么要进行表面处理，怎样处理？
3、用滴管从烧杯口加入5mL 1:1 盐酸，待Zn溶解后吹洗表面皿、杯壁，小心地将溶液转移至250mL容量瓶中，用纯水稀释至标线，摇匀。
3、怎样溶解锌片，配制Zn2+标准溶液？
0.01mol·L-1 EDTA标准溶液的配制
  称取计算量的EDTA二钠盐在烧杯中，加入适量水，搅拌溶解，转移到试剂瓶中稀释至800 mL。
4、怎样配制EDTA标准溶液？
5、配制EDTA溶液时，为什么先在烧杯中溶解后转移到试剂中，能否直接在试剂瓶中溶解？
标定EDTA标准溶液（Zn为工作基准试剂，铬黑T为指示剂）
    移取25.00mL Zn2+标准溶液，边搅边滴加 1:1 氨水至开始析出Zn(OH)2 白色沉淀，加5mL NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液、50 mL 水，2～3滴铬黑T，用EDTA标准溶液滴定。溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。
6、配位滴定中，为什么要用缓冲溶液？
7、说明铬黑T指示剂作用的原理。
8、为什么要在pH=10的缓冲溶液中使用铬黑T？
9、如何调节溶液的pH为10？
10、为什么要先用 1:1 氨水调节，后加pH=10的氨性缓冲溶液？
11、如何滴加1:1氨水调节pH？
12、怎样掌握好终点？
四、实验数据记录与处理
序号
1
2
3
mZn/ g
 0.1672
V EDTA(初读数) / ml
 0.00
0.00

V EDTA(末读数) / ml
22.73
22.73

V EDTA / mL
22.37
22.37

CEDTA / mol·L-1
 0.1125
0.1125

舍前平均CEDTA / mol·L-1
0.1125
S
0
T

舍后平均CEDTA / mol·L-1
0.1125
五 问题与思考题
1.说明工作基准试剂锌在使用前的表面处理的方法和目的。
答：（1）处理方法：取适量锌片放在100mL烧杯中，用0.1mol·L-1 HCl溶液（自配） 清洗1min，（时间不宜过长，以免溶蚀过多的锌）再用自来水、纯水洗净，烘干（不可    过分烘烤）、冷却。
   （2）目的：除去表面的氧化物。
2.配制锌标准液的时候，若锌液转移至容量瓶中有部分流失了，会使标定的结果偏高还    是偏低？如在容量瓶中稀释超过刻度，将使浓度的标定的结果是偏低还是偏高？
答：两种结果均使标定的结果偏高，因为两种情况都是锌标准液的浓度的降低，所以标          定的时候所需的EDTA溶液的体积也将降低，从而导致计算的EDTA的浓度偏高。
3.若配好的锌溶液没有摇匀，将对标定产生什么后果？
答：将会使结果偏高。
4.为什么用乙二胺四乙酸的二钠盐配制EDTA溶液，而不用其酸？
    答：乙二胺四乙酸H4Y（本身是四元酸），由于在水中的溶解度很小，通常把它制成二  钠盐（Na2H2Y·2H2O），也称为EDTA或EDTA二钠盐。EDTA相当于六元酸，在水中    有六级离解平衡。与金属离子形成螯合物时，络合比皆为1：1。
5.当用二甲酚橙为指示剂时，它变色的最适宜的酸度范围在何处？用何种缓冲溶液？
答：pH =5-6范围内，一般用六亚甲基四胺—HCl缓冲溶液。
6.标定EDTA浓度的常用工作基准物质有哪些?应如何选择？
答;基准物质有很多：金属Zn、Cu、Bi以及ZnO、CaCO3、MgSO4·7H2O等。金属锌的纯度很高，在空气中又稳定，Zn2+与ZnY2-均无色，既能在pH5-6以二甲酚橙为指示剂标定，又可以再pH 9-10的氨性溶液中以铬黑T为指示剂标定，终点都很敏锐，所以一般多采用金属锌为基准物质。
3．怎样溶解锌片，配制Zn2+标准溶液？
 从烧杯口用滴管滴加5 mL1:1HCl（体积比），避免因剧烈反应而溅出溶液，放置。待反应完全后，用洗瓶吹洗表面皿和杯壁，将溶液定量转移到250 mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。
4．怎样配制EDTA标准溶液？
EDTA二钠盐溶解速度较慢，溶解需要一定时间。可在实验开始时，先称好EDTA，放在250 mL烧杯中，加入150 mL左右纯水，搅拌后盖上表面皿，放置，待EDTA全溶后再转移到试剂瓶中，稀释到所需体积，摇匀。EDTA标准溶液也可以提前一周配制。
5．、配制EDTA溶液时，为什么先在烧杯中溶解后转移到试剂中，能否直接在试剂瓶中溶解？
7．配位滴定中，为什么要用缓冲溶液？
 因为EDTA本身是有机酸，在与Mn+的配位反应中有H+放出 ：
H2Y2- + Mn+ = MYn-4 + 2H+
随着反应的进行，溶液的酸度会增大，酸度的增加会影响已生成配合物的稳定性，也不能满足指示剂变色要求的最适宜酸度范围，导致产生很大的误差。因此，在测定中必须加入适量的缓冲溶液。
8．为什么要在pH=10的缓冲溶液中使用铬黑T？
金属指示剂通常是具有酸碱性质的有机染料，几乎都是有机多元酸，同时具有酸碱性，而且指示剂的不同物种又常具有不同的颜色。铬黑T在溶液中存在下列酸碱平衡 ：

(pKa2=6.3)

(pKa3=11.55）

H2In-

HIn2-

In3-
紫红

纯蓝

橙
   由于铬黑T与金属离子形成的配合物显红色，从酸碱指示剂的变色原理看，指示剂可在pH=6.3～11.5的条件下使用。但根据实验结果，使用铬黑T的最适宜的酸度是9～10.5。通常使用pH=10的氨性缓冲溶液。
9．如何调节溶液的pH为10？
在溶液中滴加1:1的氨水，边滴边搅，直至出现Zn(OH)2的白色沉淀，此时溶液的pH约为6.4，加入5 mL NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液（pH=10），此时溶液的pH为10。
10．为什么要先用 1:1 氨水调节，后加pH=10的氨性缓冲溶液？
Zn2+标准溶液中酸过量，需先用 1:1 氨水中和将pH提高。若用缓冲溶液中和提高pH，因只用了缓冲对中的碱NH3·H2O，同时浪费了NH4Cl，又由于NH4Cl的存在，溶液pH的上升将比单用1:1氨水中和来得慢，因而费时费试剂。因此，先用1:1氨水中和至一定的pH值，再加缓冲溶液。
11、、如何滴加1:1氨水调节pH？
在Zn2+标准溶液中，滴加1:1氨水的速度要慢，滴1滴，搅几下。因金属氢氧化物沉淀的形成需要时间，当颗粒小时，肉眼观察不到，往往是在不断搅拌的过程中慢慢出现白色混浊。由于氨水既是弱碱，又是配体NH3的提供者，
NH3 + H2O NH3·H2O NH4+ + OH-
若氨水加快了，会造成白色沉淀尚未出现，后加的氨水已进入溶液，Zn2+与过量的氨水配位 ：4NH3 + Zn2+Zn(NH3)42+
导致再加氨水，沉淀不出现的现象，因此滴加时的要领是慢滴、多搅。
12．怎样掌握好终点？
加入铬黑T指示剂后，溶液为酒红色，是ZnIn-的颜色，随着EDTA标准溶液的滴入，EDTA先与游离Zn2+配位，近终点时，夺取部分ZnIn-中的Zn2+，释放出HIn2-，因此，当溶液颜色中透蓝的成份，为蓝紫色时，小心滴加1滴或半滴，多搅动直至红色成份消失，溶液呈纯蓝色即为终点。
    由于配位反应速度慢于酸碱反应，因此当滴落点出现蓝色，消失慢时，要1滴多搅，否则终点易过。
容量仪器的校正
 (2010-06-27 09:41:18)
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教育

实验五：容量仪器的校正
一.实验目的
1.初步学会容量仪器的使用方法；
2.学习吸管、容量瓶的相对校正，吸管、滴定管的校正方法；
3.学习电子天平的使用。
二.实验原理：
1.量器使用中的几个名称及其含义：
⑴标准温度  量器的容积与温度有关，规定一个共同的温度293K；
⑵标称容量（293K）  量器上标出的标线和数字；
⑶量器的容量允差（293K）  允许存在的最大差值；
⑷流出时间：通过排液嘴，自然流出水从最高标线至最低标线所需时间。
等待时间：水自然流出至标线以上约5mm处时需要等待的时间。
2.量器的实际容量与标称容量并不完全一致因而要校正；常有相对校正，绝对校正两种方法。
⑴绝对校正的原理：
绝对校正采用称量法，即在分析天平上称量被校量器中量出或量入的纯水的质量，再根据该温度下纯水的密度计算出被校量器的实际容量。但实际计算要复杂得多，必须考虑 ：①空气浮力的影响；②温度的影响。综合考虑各种影响因素后，将砝码的密度rd 取砝码统一的名义密度值8.0g·mL-1，空气密度r0采用平均密度 0.0012
g·mL-1；293K时纯水密度rK 为0.99821g·mL-1，得到 ：
m = V293rK [1 + b ( T - 293 )] × 0.998947
式中       m －平衡纯水时所需用的砝码的质量；
             T －测定时水的热力学温度；
            rK －水在温度T 时的密度； 
            b －玻璃的体膨胀系数。
将不同的V293、r0、b 和 T 代入上式，可计算出各种玻璃材料制成的量器，在不同的温度下各种容积的纯水与砝码平衡时的质量m和差值和砝码平衡时的质量m、差值Δm，得钠钙玻璃量器容积的校正用表（教材P62，表1－15），表中第一列为标称容量；每行中上行为质量值，下行为差值Δm。可有三种计算方法:
      Ⅰ.用表观密度 r′K 计算；
      Ⅱ.用平衡砝码质量 m 计算；
      Ⅲ.用差值Dm计算。（最简便）
⑵相对校正原理：
两件量器配套使用，如用容量瓶配制溶液后，用吸管取出其中一部分进行测定。此时，重要的不是要知道这二者的准确容量，而是二者的容量是否为准确的整倍数关系，这就需要对这两件量器进行相对校正。此法简单，实用。两件量器配套使用，要知两者的容量是否为准确的整倍数关系时就用此法。
三.主要仪器与试剂
主要仪器：25mL移液管，250mL容量瓶，50mL酸式滴定管，50mL具塞锥形瓶，电子天平，100mL烧杯，250mL烧杯。
四.操作步骤：