电位滴定法对混合碱的测定.doc

电位滴定法对混合碱的测定实验目的：了解HCl滴定混合碱的原理、突跃曲线和方法；掌握ZD-2型自动电位滴定仪（pH计）的使用；利用仪器和已知浓度盐酸测定混合碱的组成；掌握电位滴定法分析的操作。实验结果：两次滴定突跃对应的消耗的HCl体积V1=4.55ml和V2=2.62ml；混合碱组成是NaOH和Na2CO3；两者的含量分别为CNaOH=0.0193mol/L，CNa2CO3=0.0262mol/L，即混合碱中NaOH和Na2CO3质量分数分别为：21.75%和78.25%。实验背景：混合碱是指碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠三种碱的不同组成的总称，其混合的形式可能为：（1）Na2CO3+ NaHCO3（2）Na2CO3+NaOH （3）Na2CO3含量检测可采用双指示剂法，用HCl标液滴定混合碱时有两个化学计量点：第一个计量点时，反应可能为：Na2CO3+HCl = NaHCO3+NaCl NaOH+HCl = NaCl+H2O溶液的pH值为8.31，用酚酞为指示剂（变色范围8.010.0），从红色变为几乎无色时为终点，滴定体积为V1(ml)。第二个化学计量点时，滴定反应为：NaHCO3+HCl = NaCl+CO2+H2O溶液pH为3.9，以二甲基黄溴甲酚绿为指示剂，终点呈亮黄色，或者甲基橙做指示剂，滴定体积为V2(ml)。当V2 V1时，则混合碱为Na2CO3+NaHCO3；当V1 V2时，为Na2CO3+NaOH；当V1=V2时，为Na2CO3 。实验原理：本实验不同于双指示剂法，而是利用滴定过程中随着酸的加入和反应的进行，溶液pH发生变化，导致溶液的电位变化，通过H+电极和甘汞电极组成的pH计来测定电位，并指示反应进行的程度和速率。电位滴定法：进行电位滴定时，甘汞电极作参比电极，H+电极作指示电极，组成工作电池。随着滴定剂的加入，由于发生化学反应，被测离子浓度不断变化，指示电极的电位也相应地变化。在等当点附近发生电位的突跃。因此测量工作电池电动势的变化，可确定滴定终点。电位滴定法是靠电极电位的突跃来指示滴定终点。其测定方法包括E-V曲线法、一阶微商法、二阶微商法，通过等步长的方法测定突跃点附近电位的变化，做出图像，从而找到滴定终点。能斯特方程式：本实验中n=1，为H+电极，即E=E+0.059lgH+实验仪器和药品：ZD-2型自动电位滴定仪（pH计）、小烧杯0.10mol/LHCl标准溶液、混合碱（Na2CO3+NaOH）、去离子水仪器和实验理论图像： E-V曲线法 一阶微商法 二阶微商法实验步骤：打开仪器，调节各旋钮和键 = 装好电极，用蒸馏水冲洗 = 用蒸馏水和HCl溶液润洗滴定管后加入标准HCl溶液，调节也免职零刻度线 = 移液管移取10ml混合碱于小烧杯中 = 调节搅拌速率和滴定速率，从0ml滴定至10ml先快测，找到突跃点的范围 = 先快后慢，在突跃点附近缩短步长，精确滴定 = 拆除装置，清理电极，用蒸馏水洗滴定管2次。实验数据和处理：试测数据：VHCl/ml0.101.002.002.503.003.504.004.505.00电位/mv-248-233-208-194-178-161-141-940VHCl/ml5.506.006.507.007.508.008.50电位/mv285172104215247261精测数据（E-V、一阶微商、二阶微商表格）：VHCl/ml电位/mvE/VV2E/V24.00-1354.08-13062.54.044.20-121754.14156.254.30-1111004.252504.40-961504.355004.50-742204.457004.59-42355.64.551506.74.70-19209.14.65-1331.84.80-81104.75-9917.001257.101482307.057.22189341.77.16930.87.30210262.57.26-9907.402221207.35-12007.50230807.45-400图像：第一个突跃点E-V图像：第二个突跃点E-V图像：第一个突跃点一阶微商法图像：第二个突跃点图像：二阶微商法第一个突跃点图像：二阶微商法第二个突跃点图像：结果分析和讨论：实验数据：HCl浓度为0.10mol/L和混合碱体积为10ml；计算公式：从数据、表格和图像中可以看出，实验还是出现了两个突跃点。分别对应的V为4.55ml和7.17ml，两次滴定突跃对应的消耗的HCl体积V1=4.55ml和V2=2.62ml。从而根据混合碱的计算，可知混合碱确实是得到NaOH和Na2CO3。根据原理中的突跃点对应的化学反应，列出方程式，根据HCl浓度为0.10mol/L和混合碱体积为10ml，可得到两者的含量分别为CNaOH=0.0193mol/L，CNa2CO3=0.0262mol/L。图像解析和反思：E-V图像中可以看出有突跃，但不明显（但数据记录表格中可以看出突跃点的大概位置），尤其是第二个突跃点更加不明显；但一阶微商图像中有明显的峰可以判断突跃点，也说明一阶微商法更为合适和精确；二阶微商法则由于作图和点的数量不足，第一个图中左半支还基本符合理论图像，其他图则由于测定点完全不足导致图像基本失真。所以本次实验应该从更早的点开始记录和测定，在突跃点应该继续减小滴定间隔/步长，应该杜绝懒惰，保证图像的精确度。操作体会和注意事项：1. 实验仪器需要调节高度和保证装置夹紧竖直2. 仪器开启后需要用蒸馏水和盐酸润洗滴定管，需要用蒸馏水冲洗电极3. 试测时设定为每0.50ml记一读数，精测时先快后慢，先每1ml加入混匀后继续加入，靠近试测时的突跃点时改为每加入0.10ml读一次数4. 搅拌速率不能过快，不能产生漩涡或者冲击电极5. 滴定时，滴定管尖端应插入液面以下，提高准确度思考题：（1） 第一个电位突跃点对应第一个化学计量点，即NaOH和HCl反应终点，第二个突跃点对应第二个化学计量点，即Na2CO3和HCl反应。（2） 四种：E-V法、一阶微商法、二阶微商法、等步长法。参考文献：讲义、分析化学-张云 分析化学原理-吴性良 孔继烈