实验一 滴定分析基本操作练习

实验一酸碱溶液的配制和浓度的比较

一、目的与要求

(1) 熟练滴定管的洗涤和使用及滴定操作，学会准确地确定终点的方法。

(2) 掌握酸碱标准溶液的配制和浓度的比较。

(3) 熟悉甲基橙和酚酞指示剂的使用和终点的变化。掌握酸碱指示剂的选择方法。

二、预习与思考

(1) 预习本书第三章第二节“量器及其使用”。

(2) 查阅本书附录“常用数据表”中有关常用指示剂的内容。

(3) 预习酸碱滴定的基本原理和滴定曲线。误差与数据处理。

(4) 思考下列问题：

①如何正确使用酸碱滴定管？应如何选择指示剂？

②用NaOH溶液滴定HAc溶液时，使用不同指示剂对于滴定结果有何影响？

③以观察溶液中指示剂颜色变化来确定滴定终点是否准确？应如何准确判断或确定终点？

三、实验原理

浓盐酸易挥发，固体NaOH容易吸收空气中水分和CO2，因此不能直接配制准确浓度的HCl和NaOH标准溶液，只能先配制近似浓度的溶液，然后用基准物质标定其准确浓度。也可用另一已知准确浓度的标准溶液滴定该溶液，再根据它们的体积比求得该溶液的浓度。

酸碱指示剂都具有一定的色变范围。0.2 mol·L－1 NaOH和HCl[1]溶液的滴定（强酸与强碱的滴定），其突跃范围为pH 4～10，应当选用在此范围内变色的指示剂，例如甲基橙或酚酞等。NaOH溶液和HAc溶液的滴定，是强酸与弱酸的滴定，其突跃范围处于碱性区域，应选用在此区域内变色的指示剂。

四、仪器与药品

酸式和碱式滴定管(50mL)，锥形瓶(250mL)，浓盐酸，NaOH(s)，HAc(0.1 mol·L－1)，甲基橙指示剂(0.1%)，酚酞指示剂(0.2%)，甲基红指示剂(0.2%)。

五、实验内容

1．0.1 mol·L－1 HCl 溶液和0.1 mol·L－1 NaOH溶液的配制

(1) HCl溶液配制[2]。通过计算求出配制500mL 0.1 mol·L－1 HCl溶液所需浓盐酸(相对密度1.19，约6 mol·L－1)的体积。然后，用小量筒量取此量的浓盐酸，加入水中[3]，并稀释成500mL，贮于玻塞细口瓶中，充分摇匀。

(2) NaOH溶液配制[4]。通过计算求出配制500mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液所需的固体NaOH的质量，在台秤上迅速称出(NaOH应置于什么器皿中称量？为什么？)，置于烧杯中，立即用1000 mL水溶解，配制成溶液，贮于具橡皮塞的细口瓶中，充分摇匀。

试剂瓶应贴上标签，注明试剂名称，配制日期，用者姓名，并留一空位以备填入此溶液的准确浓度。在配制溶液后均须立即贴上标签，注意应养成此习惯。

长期使用的NaOH标准溶液，最好装入下口瓶中，瓶口上部最好装一碱石灰管。(为什么？)

2．NaOH溶液与HCl溶液的浓度的比较

按照本书第三章第二节“量器及其使用”中介绍的方法洗净酸碱滴定管各一支(检查是否漏水)。先用去离子水将使滴定管淌洗2～3次，然后用配制好的少量盐酸标准溶液将酸式滴定管淌洗2～3次，再于管内装满该酸溶液；用少量NaOH标准溶液将碱式滴定管淌洗2～3次，再于管内装满该碱溶液。然后排除两滴定管管尖空气泡。(为什么要排除空气泡？如何排除？)

分别将两滴定管液面调节至0.00刻度线或稍下处(为什么？)，静止1 min后，精确读取滴定管内液面位置(应读到小数点后几位？)，并立即将读数记录在实验报告本上。

取250mL锥形瓶一只，洗净后放在碱式滴定管下，以每分钟10mL的速度放出约20mL NaOH溶液于锥形瓶中，加入1滴甲基橙指示剂，用HCl溶液滴定锥形瓶中的碱，同时不断摇动锥形瓶，使溶液均匀，待接近终点[5]时，酸液应逐滴或半滴滴入锥形瓶中，挂在瓶壁上的酸可用去离子水淋洗下去，直至溶液由黄色恰变橙色为止，示为滴定终点。读取并记录NaOH溶液及HCl溶液的精确体积。反复滴定几次，记下读数，分别求出体积比(V NOH/V HCl)，直至三次测定结果的相对平均偏差在0.2%之内，取其平均值。

以酚酞为指示剂，用NaOH溶液滴定HCl溶液，终点由无色变微红色，其他步骤同上。

3．以NaOH溶液滴定HAc溶液时使用不同指示剂的比较

用移液管吸取3份25 mL 0.1 mol·L－1 HAc溶液于3个250mL锥形瓶中，分别以甲基橙、甲基红、酚酞为指示剂进行滴定，并比较3次滴定所用NaOH溶液的体积。

六、数据记录和结果处理

数据记录及报告示例[6]如表11-1和表11-2所示。

表11-1 NaOH溶液与HCl溶液的浓度的比较

表11-2 以NaOH溶液滴定HAc溶液时使用不同指示剂的比较

七、问题与讨论

(1) 配制酸碱标准溶液时，为什么用量筒量取盐酸和用台秤称取固体NaOH，而不用移液管和分析天平？配制的溶液浓度应取几位有效数字？为什么？

(2) 玻璃器皿是否洗净，如何检验？滴定管为什么要用标准溶液淌洗3遍？锥形瓶是否要烘干？为什么？

(3) 滴定时，指示剂用量为什么不能太多？用量与什么因素有关？

(4) 为什么不能用直接配制法配制NaOH标准溶液？

(5) 用HCl溶液滴定NaOH标准溶液时是否可用酚酞作指示剂？

八、注释

[1] 此处0.2 mol·L－1 NaOH和0.2 mol·L－1 HCl应表示为c (NaOH)＝0.2 mol·L－1和c (HCl) ＝0.2 mol·L －1。本章中物质的基本单元均选用一分子(或离子)，故简化表示如上。

[2] HCl标准溶液通常用间接法配制，必要时也可以先制成HCl和水的恒沸溶液，此溶液有精确的浓度，由此恒沸溶液加准确的一定量水，可得所需浓度的HCl溶液。

[3] 分析实验中所用的水，一般均为纯水(蒸馏水或去离子水)，故除特别指明者外，所说的“水”，意即“纯水”。

[4] 固体氢氧化钠极易吸收空气中的CO2和水分，所以称量必须迅速。市售固体氢氧化钠常因吸收CO2而混有少量Na2CO3，以致在分析结果中引入误差，因此在要求严格的情况下，配制NaOH溶液时必须设法CO离子，常用方法有如下两种：

除去－2

3

①在平台上称取一定量固体NaOH于烧杯中，用少量水溶解后倒入试剂瓶中，再用水稀释到一定体积(配成所要求浓度的标准溶液)，加入1～2mL 20% BaCl2溶液，摇匀后用橡皮塞塞紧，静置过夜，待沉淀完全沉降后，用虹吸管把清液转入另一试剂瓶中，塞紧，备用。

②饱和的NaOH溶液(50%)具有不溶解Na2CO3的性质，所以用固体NaOH配制的饱和溶液，其中Na2CO3可以全部沉降下来。在涂蜡的玻璃器皿或塑料容器中先配制饱和的NaOH溶液，待溶液澄清后，吸取上层溶液，用新煮沸并冷却的水稀释至一定浓度。

[5] 滴定液加入的瞬间，锥形瓶中溶液出现红色，渐渐褪至黄色，表示接近终点。

[6] 可按表11-1和表11-2格式进行数据记录和处理。在预习时要求在实验记录本上画好表格和做好必要的计算。实验过程中把数据记录在表中，实验后完成计算及讨论。