酸碱标准溶液的配制及浓度的标定 (3学时 韩山师.

酸碱标准溶液的配制及浓度的标定（3学时）
一、目的要求
1．练习滴定分析操作技术，初步掌握准确地确定终点的方法
2．学会正确的使用酚酞、甲基橙指示剂判断滴定终点
3．能熟练的使用分析天平，准确快速的称取基准物（要求用递减称量法）
4．学会滴定分析数据的记录与处理方法，掌握酸碱标准溶液的标定原理与方法
二、实验原理
浓盐酸易挥发，固体氢氧化钠易吸收空气中水分和二氧化碳，因此不能直接配制成准确浓度的标准溶液，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。

酸碱指示剂具有一定的变色范围。

强酸与强碱的滴定反应，突跃范围pH约为4～10，在这一范围内可采用甲基橙（变色范围pH为3.1～4.4）、酚酞（变色范围pH为8.0～10.0）、甲基红（变色范围pH为4.4～6.2）等指示剂来指示反应的终点。

1．碱标准溶液的标定
标定NaOH标准溶液可用基准试剂有邻苯二甲酸氢钾、苯甲酸、草酸等，最常用是邻苯二甲酸氢钾。

KHC8H4O4基准物容易获得纯品，不吸湿，不含结晶水，容易干燥且相对分子质量大。

使用时，一般要在105～110℃下干燥，保存在干燥器中。

KHC8H4O4基准物标定反应为：
KHC8H4O4+NaOH==KNaC8H4O4+H2O
该反应是强碱滴定酸式盐，反应产物为（KNaC8H4O4+H2O），化学计量点时pH为9.26，可选酚酞为指示剂，用标准NaOH溶液滴定到溶液呈现粉红色且半分钟不褪色，即为终点，变色很敏锐。

2．酸标准溶液的标定
标定HCl酸标准溶液可用基准试剂无水碳酸钠或硼砂。

无水Na2CO3基准物容易获得纯品且价格便宜，但容易吸收空气中水分，使用前必须在275～280℃下充分干燥，并保存在干燥器中。

Na2CO3基准物标定反应为：
Na2CO3+2HCl==H2CO3+2NaCl
该反应是强酸滴定弱碱，反应产物为（H2CO3+NaCl），化学计量点时pH为3.8～3.9，可选甲基橙为指示剂，由黄色转变为橙色即为终点，但变色不太敏锐。

硼砂（Na2B4O7⋅10H2O）基准物容易获得纯品，不吸收水分，但当空气湿度较小时，容易失去结晶水，因此需保存在相对湿度为60%的恒湿器中。

硼砂作为基准物时与盐酸反应为：
Na2B4O7+2HCl+5H2O==4H3BO3+2NaCl
该反应也是强酸滴定弱碱，反应产物为（H3BO3+NaCl），化学计量点时pH为5.12，可以选甲基红指示剂，由黄色变为浅粉红色即为终点，变色十分敏锐。

NaOH标准溶液与HCl标准溶液的浓度，一般只需标定一种，另一种则通过NaOH溶液与HCl溶液的体积比计算出。

实际标定NaOH溶液还是标定HCl溶液，要根据使用何种标准溶液测定何种试样而定。

原则上，应标定测定时所用的标准溶液，并且标定条件与测定条件应尽可能一致。

三、仪器与试剂
1．仪器
50mL酸式、碱式滴定管各一支（或25mL酸碱滴定管），常用玻璃仪器若干。

2．药品
HCl（体积比为1:1，实验室用A.R级的浓HCl配制）
NaOH（固体，A.R级），甲基橙水溶液（0.1%），酚酞乙醇溶液（0.2%）
基准试剂KHC8H4O4（105～110℃下干燥1小时）
基准试剂无水Na2CO3（275～280℃下干燥2小时）
四、参考步骤
1．酸、碱溶液的配制
（1）0.1mol⋅L-1HCl溶液计算配制500mL0.1mol⋅L-1HCl溶液需要1:1HCl的体积，然后，用小量桶量取此量的1:1HCl，倒入烧杯中，加去离子水稀释至500mL，贮于玻璃塞的细口瓶中，充分摇均。

（2）0.1mol⋅L-1NaOH溶液计算配制500mL0.1mol⋅L-1NaOH溶液需要固体NaOH的量，然后，在台秤上迅速称此量的NaOH，倒入烧杯中，立即去离子加水溶解并稀释至500mL，贮于橡皮塞的细口瓶中，充分摇均。

[注意]试剂瓶应贴上标签，注明试剂名称、配制日期、使用者姓名、并留一空位以备填入溶液的准确浓度。

长期使用的NaOH标准溶液，最好装入下口瓶中，瓶塞上部装一碱石灰管，以吸收空气中的CO2。

2．滴定管的准备
洗涤酸式滴定管和碱式滴定管，特别注意检查是否漏水，然后用约10mL去离子水分别润洗滴定管三次，再用约5～10mL待装溶液分别润洗滴定管（注意不要忘记润洗滴定管的管尖部分），最后，将两滴定管分别装满待装溶液，排出滴定管的管尖部分的气泡，调整滴定管液面到零刻度附近，备用；洗涤三只锥形瓶，再用少量的去离子水润洗三次，备用。

3．酸碱溶液浓度的比较
（1）精确的读出碱式滴定管液面的位置（能读到小数点后几位？），这个数字作为NaOH 溶液初读数，记在记录本上。

（2）取一只锥形瓶放在碱式滴定管下面，以3～4滴/秒的速度放出约25mLNaOH溶液于锥形瓶，静置1分钟后，精确的读出此时滴定管液面的位置，并作为NaOH溶液终读数，记在记录本上。

（3）往NaOH溶液加入1～2滴的0.1%的甲基橙指示剂，先用同样方法读出酸式滴定管中HCl溶液初读数，记录在本上，然后，以3～4滴/秒的速度，用HCl溶液滴定至溶液由黄色变橙色。

静置1分钟后，精确读出此时酸式管液面的位置，作为终读数，记录在本上。

（4）反复滴定几次，记下读数，分别计算消耗的NaOH溶液和HCl溶液体积，求出体积（VNaOH/VHCl），直到三次测定结果的相对平均偏差在±0.2%之内。

（5）以酚酞为指示剂，用NaOH溶液滴定HCl溶液，终点由无色变为粉红色，且30秒不腿色，其它步骤同上。

下面的标定实验，可根据后续实验中样品的分析情况来选择其中一个。

若要分析氨盐中含氮量或食醋中总酸量时，应标定NaOH溶液；若要分析碱灰中总碱度或混合碱含量时，应标定HCl溶液。

1．NaOH标准溶液的标定
（1）称量基准物
在分析天平上用递减称量法称取0.4～0.6g（准确至0.1mg）KHC8H4O4三份，分别置于
250mL的锥形瓶中，加入新鲜去离子水50mL，完全溶解后加1～2滴的酚酞指示剂。

（2）标定NaOH标准溶液
用NaOH标准溶液分别滴定每份KHC8H4O4溶液，当溶液由无色变为粉红色且半分钟不腿色时，即为终点，记录每份消耗NaOH标准溶液的体积，计算NaOH标准溶液的浓度。

要求三份测定值的相对平均偏差应小于0.2%，否则应重复测定。

2．HCl标准溶液的标定
（1）称量基准物
在分析天平上用递减称量法称取0.15～0.2g（准确至0.1mg）无水Na2CO3三份，分别置于250mL的锥形瓶中，加入新鲜去离子水20～30mL，完全溶解后加1～2滴的甲基橙指示剂。

（2）标定HCl标准溶液
用HCl标准溶液分别滴定每份Na2CO3溶液，当溶液由黄色变为橙色时，即为终点，记录每份消耗HCl标准溶液的体积，计算HCl标准溶液的浓度。

要求三份测定值的相对平均偏差应小于0.2%，否则应重复测定。

五、实验数据记录与处理
1．以甲基橙为指示剂
编号
123
记录项目
NaOH溶液终读数
NaOH溶液初读数
V NaOH
HCl溶液终读数
HCl溶液初读数
VHCl
VNaOH/VHCl
VNaOH/VHCl平均值
相对偏差
平均相对偏差
2．以酚酞为指示剂（同上）
3．NaOH 标准溶液的标定
NaOH 标准溶液浓度的计算公式：
换算出HCl 标准溶液浓度：)
()
()()(HCl V NaOH V NaOH c HCl c ×=NaOH 标准溶液的标定编号实验项目
123
倾出前（称量瓶+试样）质量/g
倾出后（称量瓶+试样）质量/g
KHC 8H 4O 4质量/g
NaOH 溶液终读数/mL
NaOH 溶液初读数/mL
消耗NaOH 溶液的体积/mL
NaOH 标准溶液的浓度/mol ⋅L-1
浓度平均值/mol ⋅L-1
相对偏差
相对平均偏差2042
.0)()()(448×=
NaOH V O H KHC m NaOH c
4．HCl标准溶液的标定
HCl标准溶液的标定
编号
实验项目
倾出前（称量瓶+试样）质量/g
倾出后（称量瓶+试样）质量/g
无水Na2CO3质量/g
HCl溶液终读数/mL
HCl溶液初读数/mL
消耗溶液的体积/mL
HCl标准溶液的浓度/mol⋅L-1
浓度平均值/mol⋅L-1
相对偏差
相对平均偏差
六、问题与思考
1．滴定管在装入标准溶液之前为什么必须用待装溶液润洗三次？滴定中使用的锥形瓶是否需要干燥或润洗，为什么？
2．为什么不能直接配制准确浓度的NaOH和HCl标准溶液？
3．滴定过程中，往锥形瓶中加入少量的去离子水，对滴定的结果有无影响，为什么？4．用HCl标准溶液滴定NaOH标准溶液时是否可用酚酞作指示剂？
5．在分析天平上称取KHC8H4O4为什么一定要在0.4～0.6g范围内？能否少于0.4g或多于0.6g呢？为什么？
6．溶解基准物KHC8H4O4或Na2CO3所用的去离子水，用什么量器量取？为什么？
7．用KHC8H4O4作基准物标定NaOH溶液时，为什么指示剂选用酚酞而不用甲基橙？在用Na2CO3作基准物标定HCl溶液时，为什么指示剂选用甲基橙而不用酚酞呢？
（任乃林）。