分析化学实验(32学时)2013

2013-2014学年第一学期《分析化学实验》内容与学时分配（32学时）

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实验一返滴定法测定含铝样品中铝的含量 (1)

实验二CuSO4.5H2O中Cu含量的测定 (3)

实验三混合碱分析(双指示剂法) (5)

实验一返滴定法测定含铝样品中铝的含量

一实验目的

1. 掌握返滴定。

2. 了解置换滴定。

3. 动脑、动手设计实验方案。

二实验原理

Al3+易形成一系列多核羟基络合物，这些多核羟基络合物与EDTA络合缓慢；同时，Al3+封闭指示剂二甲酚橙，故通常采用返滴定法测定铝。加入定量且过量的EDTA标准溶液，在pH≈3.5煮沸几分钟，使Al3+与EDTA络合完全，继而在pH为5—6，以二甲酚橙为指示剂，用Zn2+盐标准溶液返滴定过量的EDTA而得到铝的含量。反应式如下：

Al3++ Y = AlY (pH≈3.5)

Zn2+ + Y = ZnY （pH5—6）

(指示剂XO 由黄色刚变为紫红色)

三主要试剂及仪器

硝酸铝样品；ZnO; HCl（1+1），(1+3); EDTA (0.01mol/L); 二甲酚橙(2 g / L);

六次甲基四胺（200 g / L）；氨水（1+1）。

四实验步骤

1 Zn2+盐标准溶液的配制

准确称取0.20—0.21 g ZnO于小烧杯中，滴加（1+1）HCl至ZnO完全溶解后，再补加1滴（1+1）HCl，加热，冷却，转入250 mL容量瓶中，定容，摇匀，备用。根据ZnO的质量计算该标准溶液的物质的量浓度（以Zn2+计）。

2 0.01mol/L EDTA标准溶液的配制与标定

量取50 mL EDTA溶液(0.1mol / L)于试剂瓶中，用蒸馏水稀释至500 mL左右，摇匀，备用。移取25 mL Zn2+标准溶液（三份）于锥形瓶中，加入2滴二甲酚橙，滴加六次甲基四胺至溶液刚变为紫红色，再过量3 mL；用自制的EDTA溶液滴定至溶液刚变为亮黄色为终点，记录所耗EDTA溶液的体积。根据有关数据计算EDTA溶液的准确浓度。

3 含铝样品中铝的测定

准确称取0.53—0.55 g硝酸铝样品于小烧杯中，加入3滴（1+3）HCl后，加入适量水溶解，转移至250 mL容量瓶中，定容，摇匀。移取该铝试液25 mL（三份）于锥形瓶中，分别准确加入50 mL EDTA溶液(约0.01mol/L)，2滴二甲酚橙，此时试液为黄色，加氨水至溶液呈紫红色，再加（1+3）HCl溶液，使溶液呈现黄色。煮沸3 min ,冷却。加20 mL六次甲基四胺，此时溶液应为黄色，如果溶液呈红色，还须滴加（1+3）HCl，使其变黄。补加1滴二甲酚橙，用Zn2+标准溶液滴至刚变为紫红色为终点，记录所耗Zn2+标准溶液的体

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积。根据有关实验数据计算含铝样品中铝的含量（以质量百分数计）。

五 数据记录及处理

表1 EDTA 标准溶液的标定（m ZnO = g , c ZnO = mol / L ）

表2 含铝样品中铝的测定（G 样品= g

）

计算公式：G

c V c Al Zn Zn EDTA 100098

.26)00.50(%22??-?=

++

六 思考题

1. 对于复杂的铝合金样品，不用置换滴定，而用返滴定，所得结果是偏高还是偏低？

2. 返滴定中与置换滴定中所用的EDTA 有什么不同？

实验二CuSO4·5H2O中Cu含量的测定

一实验目的

1. 掌握Na2S2O3溶液的配制及标定要点。

2. 了解淀粉指示剂的作用原理。

3. 掌握间接碘量法测定铜的原理及操作过程。

4.了解铜合金试样的分解方法。

二实验原理

铜合金试样及CuSO4·5H2O中铜的测定，一般采用碘量法。

在弱酸溶液中，Cu2+与过量的KI作用，生成Cu I沉淀，同时析出I2，滴定反应为

2 Cu2+ + 4 I－+ 6 H+ = 2 C u I↓+ I2

析出的I2，以淀粉为指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定：

I2 + 2 S2O32－= 2 I－+ S4O62－

Cu2+与I－的反应是可逆的，加入过量KI，可使Cu2+的还原趋于完全，但是，CuI沉淀强烈吸附I2，又会使结果偏低。通常的办法是在近终点时加入硫氰酸盐，将CuI (Ksp = 1.1×10－12)转化为溶解度更小的CuSCN (Ksp = 4.8×10－15) 沉淀，把CuI吸附的碘释放出来，使反应更为完全。即

CuI + SCN－= CuSCN + I－

KSCN应在近终点时加入，否则SCN－会还原大量存在的I2 ，致使测定结果偏低。溶液的pH一般应控制在3.0—4.0之间。酸度过低，Cu2+易水解，使反应不完全，结果偏低，而且反应速率慢，终点延长；酸度过高，则I－被空气中的氧氧化为I2 ，使结果偏高。

测定铜合金中的铜时，样品中的Fe3+能氧化I－，对测定有干扰，但可加入NH4HF2掩蔽。NH4HF2是一种很好的缓冲溶液，能使溶液的pH控制在3.0—4.0之间。

Na2S2O3标准溶液用标定法配制，常采用K2Cr2O7为基准物质，标定其浓度。标定反应式为：

Cr2O72－+ 6 I－+ 14 H+ = 2 Cr3+ + 3I2+ 7H2O

I2 + 2 S2O32－= 2 I－+ S4O62－

三主要试剂和仪器

1. KI溶液4%。

2. Na2S2O3溶液0.02 mol/L。

3. K2Cr2O7基准物质在150—180℃干燥2 h后备用。

4. 淀粉溶液5 g / L。

5. KSCN溶液5%。

四实验步骤

1. Na2S2O3溶液的标定

准确称取K2Cr2O7固体0.59—0.62 g ，倒入洁净烧杯中，加入适量水，使K2Cr2O7完全溶解后，定量转移至250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。准确移取25.00 mL K2Cr2O7标液三份于250 mL锥形瓶中，加入5 mL 6 mol/L HCl , 10 mL 4% KI溶液, 摇匀放在暗处5

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min , 待反应完全后，加入100 mL 水，用待标定的Na2S2O3溶液滴定至溶液呈现淡黄色，然后加入1 mL淀粉溶液，继续滴定至溶液呈现淡绿色为终点。数据记录见表1，计算Na2S2O3溶液的浓度。

2. CuSO4·5H2O中铜含量的测定

准确称取CuSO4·5H2O固体1.0—1.2 g ，倒入洁净烧杯中，加入适量水及少量HCl，使CuSO4·5H2O完全溶解后，定量转移至250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。准确移取25.00 mL上述试液三份于250 mL锥形瓶中，加入10 mL 4% KI溶液, 用Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈现淡黄色。再加入2 mL淀粉溶液，滴定至溶液呈现浅蓝色。最后加入10 KSCN溶液，继续滴定至蓝色刚好消失。数据记录见表2，计算CuSO4·5H2O中铜的含量，结果以% 表示。

五数据处理

本实验的数据记录及处理分别见表1及表2.。

表2 CuSO

六思考题

1. 碘量法测定铜时，为什么常加入NH4HF2？为什么近终点时加入KSCN？

2. 碘量法测定铜时，为什么要在弱酸性介质中进行？在用K2Cr2O7标定Na2S2O3溶液时，先加入5 mL 6 mol/L HCl , 而用Na2S2O3溶液滴定时却要加入100 mL水稀释，为什么？

3. 标定Na2S2O3溶液的基准物质有哪些？以K2Cr2O7标定Na2S2O3溶液时，终点的绿色是什

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5 么物质的颜色？

实验三 混合碱分析(双指示剂法)

一 实验目的

1. 掌握混合碱分析的原理及结果计算方法。

2. 设计试剂配制方法及HCl 标准溶液的标定方法。

3. 设计混合碱分析的主要步骤。

4. 考查分析化学理论基础及实验动手能力。

二 实验原理

混合碱分析主要有双指示剂法、氯化钡法 等。双指示剂法具有操作简单，适用性强等特点。双指示剂法测定混合碱的原理是：将样品溶解后，以酚酞作指示剂，用HCl 标准溶液滴定至终点，所消耗HCl 标准溶液的体积记为V 1；再加入甲基橙作指示剂，继续用HCl 标准溶液滴定至终点，所消耗HCl 标准溶液的体积记为V 2。若V 2﹥V 1，则表明混合碱的组成为Na 2CO 3 + NaHCO 3, 并可根据下列公式计算结果：

1001000%3

2132?=

G

M V c CO Na CO Na HCl

1001000)(%3

123?-=

G

M V V c NaHCO NaHCO HCl

式中c HCl 为 HCl 标准溶液的浓度(mol/L)；V 1,V 2为所耗HCl 标准溶液的体积(mL)；

32CO Na M ，3NaHCO M 分别为Na 2CO 3, NaHCO 3的分子量； G 为样重 (g)。

(指示剂酚酞由红色刚变为无色，甲基橙由黄色刚变为橙色)

三 主要试剂及仪器

混合碱样品（向25 g 无水Na 2CO 3中加入10 g NaHCO 3，用研钵研至100目后，混匀）; HCl （1:1），无水Na 2CO 3 (AR.); 酚酞 (0.1%); 甲基橙 (0.1%);

四 实验步骤

1 0.1mol/L HCl 标准溶液的配制及标定

量取8.3 mL 1:1 HCl 于试剂瓶中，加入500 mL 水，摇匀。

称取0.10—0.15 g 无水Na 2CO 3三份于锥形瓶中，加入约25 mL 水，在电炉上加热使无水Na 2CO 3完全溶解。冷却后，加入2滴甲基橙，用0.1 mol/L HCl 标准溶液滴定至溶液刚变

为橙色为终点，记下所耗HCl标准溶液的体积,根据所耗HCl标准溶液的体积计算HCl标准溶液的准确浓度，用mol/L表示。

2 混合碱分析

称取0.14—0.17 g混合碱样品三份于锥形瓶中，加入约25 mL水，在电炉上加热使样品完全溶解。冷却后，加入2滴酚酞，用0.1 mol/L HCl标准溶液滴定至溶液刚变为无色为终点，记下所耗HCl标准溶液的体积V1, 再向溶液中加入2滴甲基橙，继续用HCl标准溶液滴定至溶液刚变为橙色为终点，记下所耗HCl标准溶液的体积V2；根据V1及V2判定混合碱的组成并计算各组分的含量，结果以%表示。

五数据记录及处理

表格及结果计算自拟。

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