盐酸浓度的标定.docx
- 文档编号:4356254
- 上传时间:2022-11-30
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:36.33KB
盐酸浓度的标定.docx
《盐酸浓度的标定.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《盐酸浓度的标定.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
盐酸浓度的标定
盐酸浓度的标定
(2010-06-2709:
45:
49)
转载
标签:
教育
盐酸浓度的标定
一.实验目的
1.学会盐酸溶液的配制和标定;
2.掌握滴定操作,并学会正确判断终点;
3.熟悉电子天平的使用、减量法称量
二.实验原理:
1.浓盐酸有挥发性,因此标准溶液用间接方法配制,配好的溶液只是近似浓度,准确的HCl浓度需用基准物质进行标定。
通常用来标定HCl溶液的基准物质有无水碳酸钠(Na2CO3)和硼砂(Na2B4O7·l0H2O)。
本实验采用无水碳酸钠为基准物质来标定时, 以溴甲酚绿-二甲基黄混合指示剂指示终点,滴定反应为:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
2. 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-1
pH=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。
三.主要仪器与试剂
主要仪器:
电子天平,250m烧杯(3个),50mL酸式滴定管,称量瓶
主要试剂:
HCl(aq)、无水碳酸钠(s)、溴甲酚绿-二甲基黄混合指示剂
四.操作步骤:
盐酸标准溶液浓度的标定:
预计,五.数据记录与处理
序号
1
2
3
Na2CO3的质量m/g
0.1599
0.1361
0.1453
初读数V1(HCl)/mL
0.00
0.00
0.00
终读数V2(HCl)/mL
28.33
24.02
25.60
△V(HCl)/mL
28.33
24.02
25.60
C(HCl)/mol·L-1
0.1065
0.1069
0.1071
C平均(HCl)/mol·L-1(舍前)
0.1068
S
0.0003082
计算T
-0.9733
0.3244
0.9733
查表3-1的T(置信界限95%)
1.15
C平均(HCl)/mol·L-1(舍后)
0.1068
用到的计算公式:
1. 盐酸浓度的计算:
2.平均值的计算:
=(X1+X2+X3+……+Xn)/n
3.标准偏差计算:
4:
统计量计算式为:
Tn=(Xn-)/S
六.问题及思考题
★思考题
1.配置0.1mol·L-1盐酸溶液时,用何种量器量取浓盐酸和蒸馏水?
答:
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
2.在称量过程中,出现一下情况,对称量结果有无影响,为什么?
1) 用手拿称量瓶或称量瓶的盖子;
2) 不在盛入试样的容器上方,打开或关上称量瓶盖子
3) 从称量瓶中很快倾倒试样;
4) 倒完试样后,很快竖起瓶子,不用盖子轻轻的敲打瓶口,就盖上盖子去称量;
5) 倒出所需质量的试样,要反复多次以至近10次才能完成。
答:
以上情况对称量结果都有影响,原因如下:
1) 避免称量瓶沾上脏物,对称量结果造成影响
2) 瓶口沾的试样落在烧杯外而损失。
3) 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
4) 很快竖起可能扬起粉尘而损失试样;轻击瓶口,可将沾在瓶口的试样或落入瓶内,或落入烧杯内,避免试样损失。
5) 在称样过程中试样吸水,引进误差。
3.以下情况对实验结果有无影响,为什么?
1) 烧杯只用自来水冲洗干净;
2) 滴定过程中活塞漏水;
3) 滴定管下端气泡未赶尽;
4) 滴定过程中往烧杯加少量的蒸馏水;
5) 滴定管内壁挂有液滴。
答:
有影响的是:
1),2),3),5);4)无影响。
原因如下
1) 自来水呈酸性,且有较多的杂质,会影响滴定的准确性;
2) 旋塞漏水,则无法知道加入滴定液的准确体积,无法得到终点;
3) 有气泡会影响滴加的酸的准确体积;
4) 少量的蒸馏水不会影响滴定准确性,因为它本身是中性;
但加大量的蒸馏水会影响,因为冲洗了溶液。
5) 管内壁挂液滴,会导致无法知道加入滴定液的准确体积。
★问题:
1.氢氧化钠和盐酸能否作为工作基准试剂?
能否直接在容量瓶中配置0.1000mol·L-1的氢氧化钠溶液?
答:
不能,氢氧化钠和盐酸都不符合基准试剂的要求;
由于浓盐酸挥发,浓度不确定,因而无法准确配置成标准溶液,
而NaOH易吸收空气中的水和CO2,其纯度、浓度均不定,也无法配置
0.1000mol·L-1的氢氧化钠标准溶液。
2.能否用酚酞作指示剂标定HCl溶液,为什么?
答:
不能
选择指示剂的一般原则是指示剂的理论变色点pK(HIn)处于滴定突跃范围内。
因酚酞的pKa=9.1,变色范围为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)。
3.草酸钠能否用来标定盐酸溶液?
答:
可以。
草酸钠符合基准物的标准,也符合酸碱的条件,可以用作指示剂滴定。
七.注意事项与讨论:
1.带进天平室的物品:
250mL烧杯编号盖上表面皿(不放玻棒);干燥器;称量瓶与纸带(放干燥器内);记录笔、实验报告本。
2. 减量法称量的注意:
1) 盛有试样的称量瓶除放天平盘、干净的纸或表面皿上,或用纸带拿在手中外,不得放其它地方。
2) 纸带放洁净、干燥的地方;请保存好以便以后再用;
3) 取出或套上纸带时,不要碰到称量瓶口
3.滴定注意:
1) 使用前摇匀盐酸溶液;溶液必须直接倒入滴定管,不经烧怀;
2) 搅拌时玻棒不碰杯壁,不能从烧杯中取出
3) 操纵活塞时手的姿势正确,手心不能顶活塞
4) 从滴定开始直到终点,注意控制不同阶段的滴定速度。
通过预先练习,做到自如控制滴加1滴、半滴,以准确掌握终点;
5) 纯水的pH为6左右,终点前洗杯壁、玻棒不要太早,水不宜太多。
要用尽量少的水将杯壁洗净
1、0.1mol·L-1盐酸标准溶液的浓度为什么要标定,而不能准确配制;
浓盐酸易挥发,不能作工作基准试剂。
标准物质必须符合哪些条件?
Ø 其组成与化学式完全相符;
Ø 纯度足够高,一般在99.9%以上;
Ø 性质稳定;
Ø 没有副反应;
Ø 摩尔质量比较大
有哪些标准物质可标定盐酸溶液的浓度?
无水碳酸钠:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑化学计量点的pH=3.89;
硼砂(Na2B4O7·10H2O):
Na2B4O7·10H2O+2HCl=4H3BO3+2NaCl+5H2O
化学计量点的pH为5.1;
用NaOH标准溶液。
2、在标定过程中,HCl与Na2CO3发生了哪些反应,有几个化学计量点,计量点的pH各是多少?
Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3
+) NaHCO3+HCl=NaCl+H2CO3
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2CO3
H2CO3的饱和度约为0.04mol/L,计量点pH约为3.9
3、如何选择指示剂?
酸碱滴定曲线、滴定的突跃范围:
强碱滴定强酸时,随着NaOH溶液的加入,溶液pH值发生变化,以pH对NaOH的加入量作图得滴定曲线,计量点前后NaOH溶液由不足到过量0.02mL(0.1%);
溶液pH的突然变化称滴定突跃,突跃的pH范围称滴定突跃范围;
酸碱指示剂、指示剂的变色范围 酸碱指示剂本身是弱酸或弱碱:
HIn=H++In-,HIn与In-有不同的颜色,pH=pKa(HIn)+lg[In-]/[HIn],当[In-]=[HIn],pH=pKa为理论变色点;[In-]/[HIn]≤0.1看到酸色,≥10,看到碱色
变色范围的pH=pKa±1,但实际观测到的与理论计算有差,因人眼对各种颜色的敏感度不同,加上两种颜色互相掩盖,影响观察。
如酚酞pKa=9.1,变色pH范围为8.0~9.6。
不同的人的观察结果也不同。
指示剂的选择 使指示剂的理论变色点处于滴定突跃范围。
Na2CO3标定盐酸的化学计量点的pH=3.9,实验中使用二甲基黄-溴甲酚绿为指示剂,变色点pH=3.9,该指示剂的碱色为绿,酸式为橙,变色点pH时为亮黄色。
4、计算公式。
c(HCl)= 2m(Na2CO3) = 2m(Na2CO3)
V(HCl)*M(Na2CO3) 105.99V(HCl)
⑴差减法称取0.13~0.15g无水Na2CO3四份
怎样确定称取Na2CO3的克数?
Ø 一般滴定液用去的体积为25mL左右,相当的Na2CO3量为:
m=cHCl•vHCl •MNa2CO3/2000
=0.13(g)
Ø 称量时允许有一定的范围,故称0.13~0.15g。
若滴定体积太小,滴定管读数引入的误差较大。
如vHCl为10mL,读数误差为2×0.01mL,相对误差为:
2×0.01/10×100%=0.2%。
若为25mL,则相对误差为:
2×0.01/25×100%=0.08%。
带哪些物品进天平室?
Ø 烧杯编号盖上表面皿(不放玻棒);
Ø 干燥器;
Ø 称量瓶与纸带(放干燥器内);
Ø 将干燥器、烧杯放搪瓷盘内,平端进天平室(为什么);
Ø 记录笔、实验报告本
减量法称量的要点?
Ø 称出称量瓶质量,按去皮键TAR,倾倒试样后称量,所示质量是“—”号;
Ø 再按去皮键称取第二份试样;
Ø 本实验连续称取四份试样。
Ø 注意事项(减量法称量的注意点)
Ø 盛有试样的称量瓶除放天平盘、干净的纸或表面皿上,或用纸带拿在手中外,不得放其它地方(为什么);
Ø 纸带放洁净、干燥的地方;请保存好以便以后再用;
Ø 取出或套上纸带时,不要碰到称量瓶口
Ø 要在承接容器的上方打开(或盖上)瓶盖,以免使粘附在瓶口、瓶盖上的试样失落在容器外,粘在瓶口的试样应尽量敲入烧杯或称量瓶内;
Ø 若倒入试样量不够时可重复再倒,但要求2~3次内倒至规定量(为什么)。
如倒入量大大超过,弃去,洗净烧杯后重称。
(2)溶解试样 加水50mL,搅拌使固体全部溶解
1、怎样溶解试样?
答:
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。
2、为何要将试样完全溶解?
答:
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。
注意事项
Ø 量筒量取纯水,沿杯壁加入,或玻棒引入,玻棒下端紧靠杯壁;每只烧杯内放一根玻棒,放入后不再取出;
Ø 搅拌时不碰杯壁以免发出响声;
Ø 试样完全溶解后再滴定,重做时更要做到此点。
(3)滴定
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。
3、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?
答:
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。
4、混合指示剂在滴定过程中颜色如何变化?
答:
混合指示剂在不同pH值时颜色的变化:
二甲基红:
pH=4.0 黄色,PH=2.9 红色
溴甲酚绿:
PH=5.4 蓝色,PH=3.8 黄色
二甲基红+溴甲酚绿:
PH=3.9
绿色(黄色+蓝色) 黄色 橙色(红色+黄色)
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)。
5、 标定盐酸溶液浓度时能否用酚酞作指示剂?
答:
选择指示剂的一般原则是指示剂的理论变色点pK(HIn)处于滴定突跃范围内。
因酚酞的pKa=9.1,变色范围为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)。
6、滴定过程中,如何控制好滴定的速度?
答:
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。
7、为什么近终点时要洗杯壁,洗涤水的量要不要控制?
答:
⑴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。
8、近终点时应注意什么?
答:
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。
注意事项
Ø 使用前摇匀盐酸溶液;溶液必须直接倒入滴定管,不经烧怀;
Ø 搅拌时玻棒不碰杯壁,不能从烧杯中取出;
Ø 操纵活塞时手的姿势正确,手心不能顶活塞
Ø 从滴定开始直到终点,注意控制不同阶段的滴定速度。
通过预先练习,做到自如控制滴加1滴、半滴,以准确掌握终点;
纯水的pH为6左右,终点前洗杯壁、玻棒不要太早,水不宜太多。
要用尽量少的水将杯壁洗净(为什么);
Ø 标定测四份。
每份滴定结束后,滴定管中必须加液至零刻度附近,再进行下一次的滴定(为什么)。
教学安排
先洗称量瓶,放进烘箱后开始讲课;
课堂讨论结束后,取出称量瓶,检查瓶内有无水;已烘干的称量瓶放干燥器中冷却(20分钟)、待用;
准备好大、小纸带;
先称量、溶样,后准备滴定管滴定
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 盐酸 浓度 标定