电位滴定法对混合碱的测定.doc

1、电位滴定法对混合碱的测定实验目的：了解 HCl 滴定混合碱的原理、突跃曲线和方法；掌握 ZD-2 型自动电位滴定仪（pH 计）的使用；利用仪器和已知浓度盐酸测定混合碱的组成；掌握电位滴定法分析的操作。实验结果：两次滴定突跃对应的消耗的 HCl 体积 V1=4.55ml 和 V2=2.62ml；混合碱组成是 NaOH 和Na2CO3；两者的含量分别为 CNaOH=0.0193mol/L，C Na2CO3=0.0262mol/L，即混合碱中 NaOH和 Na2CO3 质量分数分别为：21.75% 和 78.25%。实验背景：混合碱是指碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠三种碱的不同组成的总称，其混合的形式可

2、能为：（1）Na 2CO3+ NaHCO3（2）Na 2CO3+NaOH （3）Na 2CO3含量检测可采用双指示剂法，用 HCl 标液滴定混合碱时有两个化学计量点：第一个计量点时，反应可能为：Na2CO3+HCl = NaHCO3+NaCl NaOH+HCl = NaCl+H2O溶液的 pH 值为 8.31，用酚酞为指示剂（变色范围 8.010.0） ，从红色变为几乎无色时为终点，滴定体积为 V1(ml)。第二个化学计量点时，滴定反应为：NaHCO3+HCl = NaCl+CO2 +H2O溶液 pH 为 3.9，以二甲基黄溴甲酚绿为指示剂，终点呈亮黄色，或者甲基橙做指示剂，滴定体积为 V2(

3、ml)。当 V2 V1 时，则混合碱为 Na2CO3+NaHCO3；当 V1 V2 时，为 Na2CO3+NaOH；当 V1=V2 时，为 Na2CO3 。实验原理：本实验不同于双指示剂法，而是利用滴定过程中随着酸的加入和反应的进行，溶液 pH 发生变化，导致溶液的电位变化，通过 H+电极和甘汞电极组成的 pH 计来测定电位，并指示反应进行的程度和速率。电位滴定法：进行电位滴定时，甘汞电极作参比电极，H+电极作指示电极，组成工作电池。随着滴定剂的加入，由于发生化学反应，被测离子浓度不断变化，指示电极的电位也相应地变化。在等当点附近发生电位的突跃。因此测量工作电池电动势的变化，可确定滴定终点。电

4、位滴定法是靠电极电位的突跃来指示滴定终点。其测定方法包括 E-V 曲线法、一阶微商法、二阶微商法，通过等步长的方法测定突跃点附近电位的变化，做出图像，从而找到滴定终点。能斯特方程式：本实验中 n=1，为 H+电极，即 E=E+0.059lgH+实验仪器和药品：ZD-2 型自动电位滴定仪（pH 计） 、小烧杯0.10mol/LHCl 标准溶液、混合碱（Na 2CO3+NaOH） 、去离子水仪器和实验理论图像：E-V 曲线法 一阶微商法 二阶微商法实验步骤：打开仪器，调节各旋钮和键 = 装好电极，用蒸馏水冲洗 = 用蒸馏水和 HCl 溶液润洗滴定管后加入标准 HCl 溶液，调节也免职零刻度线 =

5、移液管移取 10ml 混合碱于小烧杯中 = 调节搅拌速率和滴定速率，从 0ml 滴定至 10ml 先快测，找到突跃点的范围 = 先快后慢，在突跃点附近缩短步长，精确滴定 = 拆除装置，清理电极，用蒸馏水洗滴定管 2 次。实验数据和处理：试测数据：VHCl/ml 0.10 1.00 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00电位/mv -248 -233 -208 -194 -178 -161 -141 -94 0VHCl/ml 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50电位/mv 28 51 72 104 215 247 261精测数据（E-

6、V、一阶微商、二阶微商表格）：VHCl/ml 电位/mv E/V V 2E/V 24.00 -1354.08 -130 62.5 4.044.20 -121 75 4.14 156.254.30 -111 100 4.25 2504.40 -96 150 4.35 5004.50 -74 220 4.45 7004.59 -42 355.6 4.55 1506.74.70 -19 209.1 4.65 -1331.84.80 -8 110 4.75 -9917.00 1257.10 148 230 7.057.22 189 341.7 7.16 930.87.30 210 262.5 7.26

7、 -9907.40 222 120 7.35 -12007.50 230 80 7.45 -400图像：第一个突跃点 E-V 图像：第二个突跃点 E-V 图像：第一个突跃点一阶微商法图像：第二个突跃点图像：二阶微商法第一个突跃点图像：二阶微商法第二个突跃点图像：结果分析和讨论：实验数据：HCl 浓度为 0.10mol/L 和混合碱体积为 10ml；计算公式： 101.0)(32aCONHV从数据、表格和图像中可以看出，实验还是出现了两个突跃点。分别对应的 V 为 4.55ml和 7.17ml，两次滴定突跃对应的消耗的 HCl 体积 V1=4.55ml 和 V2=2.62ml。从而根据混合碱的计

8、算，可知混合碱确实是得到 NaOH 和 Na2CO3。根据原理中的突跃点对应的化学反应，列出方程式，根据 HCl 浓度为 0.10mol/L 和混合碱体积为 10ml，可得到两者的含量分别为 CNaOH=0.0193mol/L，C Na2CO3=0.0262mol/L。图像解析和反思：E-V 图像中可以看出有突跃，但不明显（但数据记录表格中可以看出突跃点的大概位置） ，尤其是第二个突跃点更加不明显；但一阶微商图像中有明显的峰可以判断突跃点，也说明一阶微商法更为合适和精确；二阶微商法则由于作图和点的数量不足，第一个图中左半支还基本符合理论图像，其他图则由于测定点完全不足导致图像基本失真。所以本次

9、实验应该从更早的点开始记录和测定，在突跃点应该继续减小滴定间隔/步长，应该杜绝懒惰，保证图像的精确度。操作体会和注意事项：1. 实验仪器需要调节高度和保证装置夹紧竖直2. 仪器开启后需要用蒸馏水和盐酸润洗滴定管，需要用蒸馏水冲洗电极3. 试测时设定为每 0.50ml 记一读数，精测时先快后慢，先每 1ml 加入混匀后继续加入，靠近试测时的突跃点时改为每加入 0.10ml 读一次数4. 搅拌速率不能过快，不能产生漩涡或者冲击电极5. 滴定时，滴定管尖端应插入液面以下，提高准确度思考题：（1）第一个电位突跃点对应第一个化学计量点，即 NaOH 和 HCl 反应终点，第二个突跃点对应第二个化学计量点，即 Na2CO3 和 HCl 反应。（2）四种：E-V 法、一阶微商法、二阶微商法、等步长法。参考文献：讲义、 分析化学-张云 分析化学原理- 吴性良 孔继烈http:/