盐酸溶液的配制与标定.docx

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盐酸溶液的配制与标定

盐酸溶液的配制与标定

实验步骤

0.1mol·L-1HCl标准溶液的配制。

  在通风橱量取计算量的浓盐酸，倒入盛有适量纯水的白色试剂瓶中加水稀释至800mL，摇匀。

思考题

1.思考题：

浓盐酸与纯水用何种量器取，配制盐酸溶液时，用容量瓶还是试剂瓶配溶液

 ⑴由于溶液的浓度是一个大约的值，不必用容量瓶，可在试剂瓶中配制。

注意：

由于稀释浓盐酸的热效应很小，可直接在试剂瓶中进行，但浓硫酸不可以。

    ⑵由于配制的盐酸溶液浓度是粗略的，因此浓盐酸用量筒量取；纯水也用量筒量取（实验室提供250mL大量筒），或借助烧杯上的刻度用烧杯量取。

2.思考题：

配制盐酸溶液的操作为什么要在通风橱中进行，为什么要先在试剂瓶中加入一定体积的纯水？

⑴浓盐酸有挥发性，酸雾污染环境，腐蚀人的牙齿，故使用浓盐酸的操作应在通风橱中进行。

    ⑵为避免酸雾逸出，应先在试剂瓶中加入纯水，再加浓盐酸。

3.思考题：

瓶口是否要用纯水冲洗，溶液为何要摇匀？

盐酸标准溶液浓度的标定。

⑴差减法称取0.13～0.15g无水Na2CO3四份。

思考题称取0.13～0.15g无水Na2CO3?

一般情况下，容量分析测定的相对误差在0.2%左右。

分析天平称量有称量误差；用滴定管滴加滴定液有读数误差、滴定管的容量允差，但误差应在允许的围。

滴定管可读至0.01mL，从终读与初读之差得到滴定液的体积，它的绝对误差为±0.02mL。

为使读数误差减到最小，一般滴定液的体积是20～30mL，当滴定液体积为20mL时，读数误差为（0.02/20）×100%=0.1%。

滴定液体积常以25mL计，与25mL0.1mol·L-1HCl溶液摩尔数相当的

m（Na2CO3）=（0.1×25×53）/1000=0.13g

电子天平称至0.1mg，，每称一次，绝对误差为±0.1mg，所以差减法称量0.13gNa2CO3，称量误差为（0.0001×2）/0.13=0.15%。

为使称量误差小一些，因此确定的称量围为0.13～0.15g。

    若工作基准试剂的摩尔质量大，达到化学计量点时，与25mL0.1mol·L-1酸（碱）反应的基准试剂的质量也大一些，一般可在±0.02g的围称量。

思考题：

相减法称量前，你应做哪些准备工作？

 ⑴将称量瓶依次用洗液、自来水洗,再用纯水荡洗3次后，置于400mL烧杯中，将称量瓶盖斜放在称量瓶口上，烧杯口上放三只玻璃钩，盖上表面皿，在干燥箱中烘干。

    在课堂教学开始前，应洗好称量瓶，并放在干燥箱中烘。

课堂教学结束后，取出烘好的称量瓶放在干燥器冷却。

当室温≤293K时，称量瓶冷却20min，若室温≥293K，则冷却30min。

若称量瓶冷却时间不够，称量时，质量会不断变化。

    ⑵将4只250mL烧杯，4块表面皿洗至纯水，表面皿盖在烧杯上（凹面朝上）。

烧杯上用记号笔编号。

记住此时烧杯不放玻棒，因玻棒放入，会使表面皿只能斜放，在去天平室的途中易打掉。

    ⑶准备好纸带（使用后请保存好，后面实验还要用），参见称量瓶使用思考题3。

    以上准备工作做好后，将干燥器、烧杯放在搪瓷盘（如一次放不下，请分二次转移），平端搪瓷盘将干燥器、烧杯带到天平室。

用纸带取出称量瓶，从指导教师处取预处理过的Na2CO3样品，盖好瓶盖放在干燥器中备用在电子天平上如何称取粉末试样或易吸湿的物质？

思考题:

如何秤量粉末样品和易湿物质?

 把试样装入称量瓶后，有两种称量方式：

    ⑴差减称量法：

不用去皮键，与TG-328型电光天平的差减称量法相同。

    用大纸带，毛边朝下套在称量瓶上，将称量瓶放入称盘中，称得称量瓶与试样的质量为m1。

取出称量瓶，放在烧杯上方，用小纸带衬垫打开瓶盖，边敲边倾斜瓶身至瓶底略低于瓶口，试样落入烧杯，倾倒试样结束，仍在烧杯上方边敲边竖起，盖上瓶盖。

放在称盘中央，称出质量为m2，两次质量之差（m1-m2）即为倒出试样质量。

重复倾出试样，称量得m3，第二份试样质量为m2-m3。

重复操作，称得第三、第四份试样质量。

    ⑵减量法：

利用去皮键，从显示器上直接读出倾出试样的质量。

    称出称量瓶与试样的质量后，按去皮键。

取出称量瓶向容器中敲出一定量的试样（倒出试样的方法和注意事项与差减称量法相同），再将称量瓶放在天平上称量，显示器直接显示倒出的试样量，数字前“-”号表示倒出。

如试样倾出量不够，则取出称量瓶继续边敲边倾出试样，放入天平称量，直至倾出的试样量符合要求，记录，第一份试样的称量结束。

倾少了或多了怎么办?

 倾少了，可以继续倾出试样；倾多了，则要将烧杯试样倒掉，将烧杯洗至纯水后重称。

⑵加水50mL，搅拌使固体全部溶解。

思考题：

什么情况下用直接称量法，什么情况下用差减称量法或减量法？

直接称量法    对一些在空气中无吸湿性的试样或试剂，如金属或合金等可用直接法称量。

差减称量法（相减法）或减量法    如果试样是粉末或易吸湿的物质，则需把试样装在称量瓶称量，可用差减称量法（相减法），倒出一份试样前后两次质量之差，即为该份试样的质量。

或用减量法，用去皮键，从显示器上直接读出倾出试样质量。

思考题：

如何准备取称量瓶和盖子的大、小纸带？

 拿瓶用的大纸带为20cm长，1.5～2cm宽、2～3层；

    拿盖子用的小纸带为6～7cm长、0.5～1cm宽、3～4层，也可用小纸片

（3～4cm长、2cm宽、2～3层）对折后套在瓶盖上取。

    以上尺寸，可随称量瓶的大小变化，折叠的层数可根据纸的质量定。

思考题：

如何用纸带取放称量瓶？

将大纸带的毛边朝下，左手的拇指与食指、中指与无名指分别拿住纸带的两端，套在称量瓶的中间，慢慢收拢纸条紧箍瓶身拿住称量瓶，可方便的取、放称量瓶。

毛边朝下，可避免瓶口落下的试样夹在纸缝里而使称量结果不准；纸带套在称量瓶的中间能掌握瓶的重心，使倾倒试样时方便；而且纸带不碰到瓶口，又能避免碰落瓶口的试样（有时因吸湿后的试样沾在瓶口，不易用盖子轻击瓶口的方法敲下）。

思考题：

使用中的称量瓶能放在桌上或其他地方吗？

 不能，以免称量瓶沾上脏物。

称量时称量瓶放在称盘上，称完后放在干燥器中。

需要换手时，如在全自动天平上相减法称样，从右称盘取出称量瓶换到左手倾倒试样，应从右手直接转到左手，不能放到桌上或报告本上。

思考题：

倾倒试样时，为什么要在烧杯上方打开或盖上盖子？

为什么要慢慢倾斜瓶身至接近水平，瓶底稍低与瓶口？

（1）可以避免瓶口沾的试样落在烧杯外。

（2）很快倾斜瓶身会使试样冲出，易倒多；粉末试样会扬起粉尘而损失。

（3）若瓶底高于瓶口后果同

（2）。

思考题：

怎样溶解试样？

⑴取下表面皿，用洗瓶吹洗烧杯壁，将杯壁上可能有的粉末试样洗至杯底，放入玻棒。

    ⑵用量筒取50mL纯水，沿玻棒（玻棒下端要靠杯壁）或沿杯壁缓缓加入到烧杯中。

现烧杯上均有容量刻度，但体积数不准，不要使用。

    ⑶用玻棒不断搅拌使所有的固体溶解，但不碰杯壁以免发出响声。

注意已放入的玻棒不能离开烧杯，更不能放在烧杯以外的地方，以免烧杯中的试样损失。

为何要将试样完全溶解？

如试样未完全溶解，在后续滴定步骤中，会导致只有部分试样与盐酸反应，使盐酸体积偏小，浓度偏高，准确度差。

还会造成平行测定的实验结果精密度差。

 ⑶加入9滴溴甲酚绿-二甲基黄混合指示剂，用已读好数的滴定管慢慢滴入HCl溶液，当溶液由绿色变为亮黄色即为终点。

思考题：

为什么选用溴甲酚绿-二甲基黄混合指示剂作标定反应的指示剂？

⑴计算化学计量点的pH：

    在Na2CO3标定盐酸溶液浓度的反应中：

      Na2CO3+2HCl=H2CO3（CO2+H2O）+2NaCl

产物H2CO3饱和溶液的浓度约为0.04mol·L-1，溶液的pH值为

[H+]=（Ka1c）-1/2=（4.4×10-7×0.04）-1/2=1.3×10-4mol·L-1pH=3.9

    ⑵混合指示剂变色点的pH：

    溴甲酚绿－二甲基黄混合指示剂变色点的pH为3.9，因此与化学计量点的pH值吻合，可选作指示剂。

思考题：

标定盐酸溶液浓度时能否用酚酞作指示剂？

  选择指示剂的一般原则是指示剂的理论变色点pK（HIn）处于滴定突跃围。

因酚酞的pKa=9.1，变色围为8.2～10.0。

酚酞微红时pH=9，此时反应仅进行到HCO3-（CO32-+H+=HCO3-），因此不能用酚酞作指示剂，指示产物为NaCl+H2CO3的化学计量点（pH=3.9）。

思考题：

混合指示剂在滴定过程中颜色如何变化？

 混合指示剂在不同pH值时颜色的变化：

    由以上分析，可知在Na2CO3溶液中，混合指示剂显蓝绿色，随着HCl的加入蓝色成份减少→绿→黄绿（终点前）→亮黄（终点）→橙色（过终点）。

思考题：

标定盐酸溶液浓度时能否用酚酞作指示剂？

选择指示剂的一般原则是指示剂的理论变色点pK（HIn）处于滴定突跃围。

因酚酞的pKa=9.1，变色围为8.2～10.0。

酚酞微红时pH=9，此时反应仅进行到HCO3-（CO32-+H+=HCO3-），因此不能用酚酞作指示剂，指示产物为NaCl+H2CO3的化学计量点（pH=3.9）。

思考题：

指示剂是否可以任意加？

 不能。

    对于二色指示剂，例如甲基橙等，由指示剂的解离可以看出，指示剂用量多一点或少一点，不会影响指示剂的变色围。

但是，如果指示剂用量太多了，色调的变化并不明显，而且指示剂本身也是弱酸或弱碱，会消耗一些滴定剂，带来误差。

    对于一色指示剂，指示剂用量的多少对它的变色围是有影响的，如酚酞，酸色为无色，碱色为红色，设人眼观察红色形式酚酞的最低浓度为a，它应该是固定不变的。

今假设指示剂的总浓度为c，由指示剂的解离平衡式可以看出：

Ka/[H+]=[In-]/[HIn]=a/（c-a）

    如果c增大了，因Ka、a都是定植，所以H+就会相应增大，指示剂会在较低的pH值时变色。

例如在50～100mL溶液中加2～3滴1g·L-1酚酞，pH=9出现微红，而在同样情况下，加10～15滴酚酞，则在pH=8时出现微红。

思考题：

滴定前，为什么要将悬在滴定管下口的液滴用小烧杯靠去

初读后，滴定管下口的悬液已从滴定管流出，不属滴定管的溶液。

如不靠去，滴入烧杯。

使测定值小于真实值，所以需用干净的小烧杯靠去再开始滴定。

思考题：

滴定时，为什么滴定管架放在实验桌近身边的1/3处？

 便于操作。

如放在实验桌里面，操作时，身体要前倾，手要伸长，姿势难看又易疲劳。

思考题：

为什么要将滴定管的下端放在烧杯口左上方的1/4处，伸入烧杯1cm？

⑴可留出更多的空间，便于玻棒搅拌溶液。

    ⑵避免滴定液滴落在外，也避免液滴下落时因距离太大而溅出溶液。

如插入过多，造成左手操作不方便。

思考题：

在滴定过程中，为什么左手不能离开旋塞；眼睛要注视滴落点颜色的变化，不去看滴定管液面的位置？

⑴随着滴定液的加入，溶液颜色会发生变化，滴定分析法是根据指示剂颜色的变化确定终点。

如手离开，一旦颜色变化，会无法及时关闭旋塞，导致滴过终点。

    ⑵因终点的判断是根据颜色的变化，因此注视的是滴落点颜色的变化。

思考题

⑴滴定开始时，可快。

由于离终点远，滴落点颜色无明显变化，此时的滴定速度为10mL/min，即每秒3～4滴，呈“见滴成线”，但不能成“水线”，以免溶液溅出。

    ⑵滴落点颜色有变化或消失慢时，滴定放慢。

随着终点的接近，改为滴1滴搅几下（一滴多搅），或控制滴加速度为加1滴，经搅拌后溶液颜色稳定，下1滴正好滴下。

    ⑶近终点：

先洗玻棒、杯壁，微移旋塞，使溶液悬在下口形成半滴，用玻棒下端靠下（注意玻棒只能接触液滴，不要接触管尖），快速搅动溶液。

思考题：

为什么近终点时要洗杯壁，洗涤水的量要不要控制

滴定过程中，可能有溶液溅在杯壁，因此近终点时要洗杯壁。

    ⑵只能用少量水洗杯壁。

在盐酸标准溶液的标定中，变色点pH=3.9，因纯水pH=6，多加洗涤水，会多消耗盐酸，从而引进误差。

因此终点时加少量纯水，对终点没有影响；加多了不行。

思考题：

近终点时应注意什么？

⑴近终点时应加速搅动溶液，促使CO2逸出。

因反应产物是

H2CO3（CO2+H2O），在室温下易形成CO2的过饱和溶液，使溶液的酸度稍稍增大，终点稍稍提前。

    ⑵终点的颜色是亮黄色，如黄中带绿的成分，说明终点未到；如黄中带橙呈金黄，则终点已稍过。

为了掌握终点的亮黄色，可在测定前，取Na2CO3固体配成溶液后练习终点的判断，练习加1滴、半滴的操作。

    ⑶如对终点颜色的判断无把握，可在确定第一份终点后，请指导教师指导。

也可通过对比摸索，先读好数，记录（在报告纸反面），根据需要，在滴定管下口悬1滴或半滴，靠下，搅动溶液、观察颜色，记录。

如还不能确定，可再重复，在对比中确认终点后，读数即确定，记录在表格，请指导教师批阅。

思考题：

滴定第二份试样时，为什么要加操作液至0.00～1.00mL处的某一刻度开始？

⑴由滴定管校正的实验结果可知，由于工艺制造上的原因，滴定管上、下刻度是不均匀的，每10mL的校正值不同。

为消除误差，每次均应从0.00～1.00mL的某一刻度处开始。

    ⑵初读数从某一刻度开始，即调整弯月面的最低点与刻度线相切，读数可读准，而不是估读。

思考题：

近终点时应注意什么？

⑴近终点时应加速搅动溶液，促使CO2逸出。

因反应产物是

H2CO3（CO2+H2O），在室温下易形成CO2的过饱和溶液，使溶液的酸度稍稍增大，终点稍稍提前。

    ⑵终点的颜色是亮黄色，如黄中带绿的成分，说明终点未到；如黄中带橙呈金黄，则终点已稍过。

为了掌握终点的亮黄色，可在测定前，取Na2CO3固体配成溶液后练习终点的判断，练习加1滴、半滴的操作。

    ⑶如对终点颜色的判断无把握，可在确定第一份终点后，请指导教师指导。

也可通过对比摸索，先读好数，记录（在报告纸反面），根据需要，在滴定管下口悬1滴或半滴，靠下，搅动溶液、观察颜色，记录。

如还不能确定，可再重复，在对比中确认终点后，读数即确定，记录在表格，请指导教师批阅。

思考题：

说明实验结果表示的要求。

  ⑴测定次数为2时，计算平均值

和相对相差：

×100%。

    ⑵测定次数在3或3以上，用Grubbs检验法计算

、S，根据

计算统计量Ti。

    实验中测定次数为4，临界统计量T=1.48，如Ti≥1.48则舍弃，计算舍弃一份数据后的平均值：

。

    若实验结果没有通过，重做后处理数据时，应按实际测定次数处理。

思考题：

盛盐酸标准溶液的试剂瓶为什么要贴上标签？

可知道试剂瓶盛的溶液的名称、浓度、配制日期。

思考题：

怎样给旋塞涂油？

 将滴定管平放在桌面上，取下橡皮筋或橡皮圈，取下旋塞，用滤纸将旋塞、旋塞套擦干。

用手指取少量凡士林，在手掌上磨匀，取少量在旋塞孔的两边沿圆周涂上一薄层，或在旋塞两头涂少量凡士林。

凡士林不宜涂得太多，尤其是孔的两边，以免填塞小孔。

把旋塞插入套中，向同一方向转动直到全部透明为止。

    初学者对涂凡士林的“量”没有把握，请注意看老师的示教，或旋塞上涂好凡士林后给指导老师看一下，他会给你指导。

由于实验中你用的滴定管是固定的，你会很快掌握（涂油1～2次后）所用滴定管的旋塞需涂多少凡士林。

思考题：

如何判断旋塞上凡士林的量正好合适？

不合适时如何处理？

⑴凡士林涂在旋塞表面应是一薄层，旋塞的两头稍多，越接近孔越少。

把旋塞插入旋塞套中向同一方向不断旋转后，可以看到旋塞的透明部分从两边逐渐接近旋塞孔，最后达到全部透明，但旋塞孔没有凡士林，旋塞两头的缝隙没有凡士林溢出，旋塞转动灵活，说明凡士林基本合适，但还有待在使用中考验。

若使用后，下端的尖嘴管无凡士林，可说明凡士林的量合适。

    若有纹路或转动不灵，则凡士林涂少了；若孔或下端尖嘴管有凡士林，甚至两头有凡士林溢出，则凡士林涂多了。

    ⑵若凡士林涂少了，此时滴定管仍平放在桌上，未曾竖起，可取出旋塞在两头加适量凡士林，再放入旋塞套转动直到全部透明。

如旋塞上有水珠，则擦干旋塞、旋塞套后重涂凡士林。

    若凡士林涂多了，取出旋塞，用滤纸擦去旋塞套及两边溢出的凡士林，擦去旋塞上多余的凡士林，但在两头留下适量的凡士林。

用针将旋塞孔、旋塞套孔的凡士林挑出，将旋塞插入旋塞套中，向同一方向转动，直到透明。

思考题：

为什么旋塞上要套橡皮筋或橡皮圈？

如何套？

⑴旋塞上套橡皮筋或橡皮圈是防止旋塞从旋塞套中滑出落在地上打碎，它不能防止因操作不当将旋塞顶松引起的漏水。

滴定管是否漏水、转动是否灵活，除与旋塞涂油有关外，主要决定于旋塞、旋塞套两者经磨砂后是否吻合。

如两者吻合，正确涂以凡士林后，滴定管就能使用；如两者不吻合，就是旋塞涂油正确，滴定管仍会漏水或转动不灵活，也就是说旋塞是滴定管能否使用的关键，因此一旦旋塞打掉，整支滴定管就报废。

滴定管的价格较高，请不要打碎旋塞。

    同学们在涂凡士林过程中注意：

    ①旋塞取下后请保存好；

    ②滴定管一定平放在桌面上（尤其是旋塞套部分）；

    ③涂凡士林合适后一定套上橡皮圈。

    ⑵用左手拇指顶住旋塞柄，中指帮忙将部分橡皮圈贴在旋塞小头，右手食指将橡皮圈套在旋塞小头的凹槽。

思考题：

为什么加纯水或液体时，左手拿滴定管上部无刻度部分，荡洗时，两手分别拿滴定管上、下无刻度部分

 滴定管的真实容量与温度有关，手拿无刻度部分是避免人的体温对滴定管容量的影响，请同学们千万不要拦腰拿滴定管。

思考题：

如何操纵旋塞？

  左手的无名指、小指放在滴定管下端的左边，中指和食指拿住旋塞柄的两端，在转动旋塞时，大拇指帮助用力。

手腕稍稍向上抬，使旋塞小头的前、后、左三面均空，不与手掌接触，避免操作时手掌顶松旋塞而漏水。

轻轻转动旋塞并稍向里扣，以免旋塞松动而漏水，但又不能扣得过分，否则转动困难，不能操作自如。

思考题：

如何控制加液的速度？

控制手转动旋塞的程度和速度，可控制加液的速度，旋塞孔与旋塞套孔从相互垂直转动到平行，表示转动旋塞的程度从小到大。

如转动快，旋塞孔几乎对准旋塞套的孔，此时滴加的速度最快，但在滴定操作中，需控制转动程度和速度，只能“见滴成线”，不能成线，以防溶液溅出。

如转动慢、转动程度小一些，可逐滴滴加，逐滴滴加的速度又可分为快、慢。

缓慢转动，转动程度再小一些，可以使液滴在末端悬而未落，悬滴也有大、小之分，可以是一滴或半滴。

    请同学们多练习，练好手上“功夫”，从而做到“随心所欲”的控制住加液速度。

思考题：

读数时滴定管为什么要垂直，如何保持滴定管的垂直

⑴滴定管不垂直，读数不准；

    ⑵如滴定管架的铁柱垂直，滴定管夹夹持滴定管后滴定管也垂直，可以将滴定管夹在滴定管夹上读数；一般情况下，常用右手大拇指和食指拿住滴定管上部无刻度处，其余手指从旁辅助，让其自然下垂，保持滴定管垂直。

思考题：

如何调节滴定管的初读在0.00mL？

零刻度为什么要记录为0.00mL而不是0mL？

⑴在滴定管下放一烧杯，右手两指拿住滴定管上端无刻度部分，眼睛的视线与弯月面的最低点相平，左手按操作法缓缓打开旋塞，使液面下降，接近0.00刻线时，反方向缓缓旋转旋塞，使液面下降速度越来越慢，待弯月面的最低点与0.00刻线相切时关闭旋塞。

此操作也可在水槽中进行。

等1～2min后检查液面位置有无改变，如无改变，则记下读数。

    ⑵滴定管能估读至小数点后第二位，因此记录的有效数字位数要反映滴定管能测量到的数字，所以零刻度应记录为0.00mL。

思考题：

读数时应遵循哪些规则？

 读数时应遵守下列规则:

▪装满溶液或放出溶液后，必须等1～2min使附着在壁上的溶液流下后再取读数。

当放出溶液相当慢时，例如滴定到最后阶段，标准溶液每次只加1滴，则等0.5～1min即可。

▪读数时，对无色或浅色溶液，视线应在凹液面的最低点处，而且要与液面成水平。

若溶液颜色太深，不能观察到凹液面时，可读两侧最高点。

初读数与终读数应取同一标准。

▪读数必须读到小数后第二位，而且要求估计到0.OlmL。

▪为更好地读数，可在滴定管后面衬一读数卡。

读数卡可用一黑纸或涂有一黑长方形的白纸，手持读数卡放在滴定管背后，使黑色部分在凹液面下约1mm左右，即看到凹液面的反射层成为黑色，读此黑色凹液面的最低点。