环境分析化学实验指导书
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实验一、酸碱标准容液的配制及标定
废水酸度的测定
一、目的
1. 掌握酸、碱标准溶液的配制与标定方法。
2. 掌握滴定操作.
3. 了解酸度的基本概念;掌握水样酸度的测定方法
二、原理
用直接法配标准溶液的物质,需符合①纯度达到一定要求;②组成与化学式符合;③稳定等三个条件。市售的盐酸,氢氧化钠不能满足上述要求,因此采用间接法配制盐酸,氢氧化钠标准溶液,然后用基准物进行标定。NaOH溶液可用邻苯二甲酸氢钾标定,由于邻苯二甲酸的Ka=2.9x 10-6,化学计量点附近的pH突跃与酚酞的变色范围重合,故可用酚酞为指示剂,HCl溶液可用碳酸钠标定,用甲基橙做指示剂.
标定了碱或酸的浓度后,另一溶液的浓度也可根据酸与碱溶液滴定的体积比计算得出。
在水中,由于溶质的解离或水解(无机酸类,硫酸亚铁和硫酸铝等)而产生的氢离子,与碱标准溶液作用至一定pH值所消耗的量,定为酸度。酸度数值的大小,随所用指示剂指示终点pH值的不同而异。滴定终点的pH值有两种规定,即8.3和3.7。用氢氧化钠溶液滴定到pH8.3(以酚酞作指示剂)的酸度,称为“酚酞酸度。又称总酸度,它包括强酸和弱酸。用氢氧化钠溶液滴定到pH3.7(以甲基橙为指示剂)的酸度,称为“甲基橙酸度”,代表一些较强的酸。
三、仪器
1. 称量瓶
2. 250 ml锥形瓶
3. 50ml滴定管
四、试剂
1. 无二氧化碳水:pH不低于6.0的蒸馏水,如蒸馏水的pH较低,应蒸沸15
分钟,加盖后冷却至室温。
2. 酚酞指示剂:称取0.5克酚酞,溶于50毫升95%乙醇中,再加入50毫升
水。
3. 甲基橙指示剂:称取0.05克甲基橙,溶于100毫升水中。
4. 无水碳酸钠:优级纯
5. 邻苯二甲酸氢钾:优级纯。
五、步骤
1.0.1mol/L盐酸及0.1mol/L氢氧化钠溶液的配制
0.1mol/L盐酸溶液的配制:用清洁量筒量取纯浓盐酸(比重1.19)4.3毫升,倒入清洁的试剂瓶中,用蒸馏水稀释至500毫升,以玻塞塞住瓶口,充分摇匀,贴上标签。
0.1mol/L氢氧化钠溶液的配制:用小烧杯在粗天平上称取固体纯氢氧化钠2克,加无二氧化碳水约100毫升,使氢氧化钠全部溶解,将溶液倾入另一清洁塑料试剂瓶中,用无二氧化碳蒸馏水稀释至500毫升,充分摇匀,贴上标签。2.酸碱标准溶液浓度的标定‘
碱溶液的标定步骤:
(1)减量法称量
1.准备二只洁净,并编有号码的250毫升锥形瓶和一只洁净,干燥的称量瓶,称量瓶内装入试样若干克。
2.在天平上准确称得称量瓶与试样重量m l克,左手用小纸条套住称量瓶,从天平盘上取出,右手用一小块纸捏住瓶整尖,再在锥形瓶上方打开瓶盖,用
瓶盖轻敲瓶口上部,将试样转入锥形瓶内,待几次倾敲,直至倾出试样重量为0.4~0.6克为止,然后称出称量瓶与试样的准确重量m2克,以同样方法再称第二份于第二只。各加50毫升蒸馏水,温热使之溶解,冷却。
(2)标定
加酚酞指示剂2-3滴,用欲标定的0.1mol/L NaOH溶液滴定,直到溶液在摇动后半分钟之内仍保持淡红色时即为终点。
根据邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)的重量m和所用NaOH标准溶液的体积V NaOH, 按下式计算NaOH标准溶液的浓度。
m
氢氧化钠标准溶液的浓度(mol/L)= ×1000
V NaOH ×204.23
各次标定的结果与平均值的相对偏差不得大于0.3%,否则应重做。
记录及报告示例
NaOH标准溶液的标定年月日
I ⅡⅢ
16.1511 15.6181 15.1125
15.6181 15.1125 14.5933
邻苯二甲酸氢钾重(g) 0.5330 0.5056 0.5192 NaOH最后读数(ml) 25.01 23.78 24.41
NaOH开始读数(ml) 0.00 0.00 0.00
V NaOH毫升数25.01 23.78 24.41
C NaOH(mol/L) 0.1044 0.1041 0.1042
酸溶液的标定步骤:从称量瓶中用减量法称取碳酸钠三份,每份重0.15克左右,置于250毫升锥形瓶中,各加蒸馏水50毫升,摇动使之溶解,加甲基橙
指示剂一滴,用欲标定的HCl溶液慢慢滴定,直至锥形瓶中的溶液刚由黄色转变为橙色时即为终点,读取读数。用同样方法滴定另外二份Na2CO3溶液。
根据Na2CO3的重量m和所用HCl标准溶液的体积V HCl可按下式计算HCl 标准溶液的浓度。
记录,及报告示例参阅NaOH溶液的标定.
3.废水酸度的测定
(1)取适量水样置于250ml锥形瓶中,用无二氧化碳水稀释至100ml,瓶下放一白瓷板。向锥形瓶中加入2滴甲基橙指示剂,用上述氢氧化钠标准溶液滴定至溶液由橙红色变为桔黄色为终点,记录氢氧化钠标准溶液用量(V1)。(2)另取一份水样于250ml锥形瓶中,用无二氧化碳水稀释至100ml,加入4滴酚酞指示剂,用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液刚变为浅红色为终点,记录用量(V2)。
(3)计算
M×V1×50.05×1000
甲基橙酸度(CaCO3,mg/L)=
V
M×V2×50.05×1000
酚酞酸度(总酸度CaCO3,mg/L)=
V
式中:M——标准氢氧化钠溶液浓度(mol/L);
V1——用甲基橙作滴定指示剂时,消耗氢氧化钠标准溶液的体积(m1):V2——用酚酞作滴定指示剂时,消耗氢氧化钠标准溶液的体积(ml):
V——水样体积(m1);
50.05——碳酸钙(1/2CaCO3)摩尔质量(g/mol)。