
HCl-NH4Cl混合液中各组分含量的测定
1实验目的
1. 运用酸碱滴定法的原来设计HCl-NH4Cl各组分含量的分析方案并具体实施。
2. 掌握标准溶液的配制和标定方法,掌握指示剂及其它试剂的配制和使用方法。
3. 巩固酸碱滴定基本原理和操作技能
2实验原理
HCl和NH4Cl都可以和NaOH反应,反应方程式为:NaOH + HCl= NaCl + H2O 、NH4Cl+NaOH=NH3+H2O+NaCl。又c=0.1mol.L-1 。HCl是一元强酸可用NaOH直接滴定,而NH4Cl是一元弱酸其解离常数太小Ka =5.6undefined10-10,Ka<104不干扰HCl滴定过程,可以分步滴定,又因为 CKa <10-8,无法用NaOH直接准确滴定,故应该用甲醛强化。反应方程式为:
4NH4++6HCHO = (CH2)6N4H++3H++6H2O
反应生成的(CH2)6N4H+和H+﹙Ka=7.1undefined10-6﹚可用NaOH标准溶液直接滴定。反应方程式为: (CH2)6N4H++3H++4OH- = (CH2)6N4+4H2O
反应到第一化学计量点时为NH4+弱酸溶液,其中Ka=5.6undefined10-10,c=0.050mol.L-1 ,由于CKa>10Kw,C/Ka>100,故
,pH=5.28故可用甲基红(4.4~6.2)作指示剂,滴定终点为橙黄色。
反应到第二化学计量点时为(CH2)6N4弱碱溶液,其中Kb=1.4undefined10-9 ,c=0.0250mol.L-1 ,由于CKb>10Kw,C/Kb>100,故
,pOH=5.23,pH=8.77故采用酚酞(8.2~10.0)作指示剂,滴定终点为橙红色。[4]
滴定完毕后,各组分的含量为:
3实验用品
仪器:分析天平,碱式滴定管﹙50ml﹚,电子秤,移液管(25mL),容量瓶(250mL),3个锥形瓶(250mL),烧杯﹙500 ml,100ml﹚,胶头滴管,玻璃棒,塑料试剂瓶
药品:0.1 mol/L HCl和0.1 mol/L NH4Cl混合试液,NaOH(s),酚酞指示剂(2g/L),甲基红指示剂(2g/L),甲醛溶液(1:1已中和),邻苯二甲酸氢钾(KHP)基准物质
4实验步骤
4.1 0.1mol/L NaOH标准溶液的配制与标定
4.1.1 0.1mol/L NaOH的配制
用电子秤称取约2.0g固体NaOH于500mL的烧杯中,加入少量新鲜的或煮沸除去CO2的蒸馏水,边加边搅拌使其完全溶解,然后加水稀释至500mL。转入塑料试剂瓶中,盖紧瓶塞,摇匀备用。
4.1.2 0.1mol/L NaOH的标定
在分析天平上用称量瓶中称取4-5 g的邻苯二甲酸氢钾于烧杯中,加40-50mL蒸馏水在电炉上加热使其完全溶解,待冷却后将溶液定量转移至250mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀备用。
用25mL的移液管移取溶液置于250mL锥形瓶中,加入2到3滴酚酞指示剂,充分摇匀,用已配好的0.1mol/L NaOH溶液滴定,待锥形瓶中溶液颜色有无色变为微红色,且半分钟不退色即为终点。平行测定三份,记录数据并根据消耗NaOH溶液的体积计算NaOH标准溶液的浓度和其相对平均偏差。
4.2 混合液中各组分含量的测定
4.2.1 HCl含量的测定
用移液管平行移取三份25.00mL混合液分别置于250mL锥形瓶中,加2滴甲基红指示剂,充分摇匀,用0.1mol/LNaOH标准溶液滴定至溶液呈现橙黄色,并持续半分钟不褪色即为终点,记录所用NaOH溶液的体积,并计算HCl含量和相对平均偏差。
4.2.2 NH4Cl含量的测定
在上述溶液中,加入10mL预先中和好的甲醛溶液,加入2滴酚酞指示剂,充分摇匀,放置1分钟,用0.1mol/L NaOH标准溶液滴定至溶液呈现微橙色(黄色与粉红色的混合色),并持续半分钟不褪色即为终点,记录所用NaOH溶液的体积,并计算NH4Cl含量和相对平均偏差。
4.3 实验完毕后,将仪器洗涤干净,废液回收到废液桶中,整理好实验台,并登记实验数据
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溶液,滴定,实验,反应
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