氯化铵的制备及氮含量的测定

氯化铵的制备及氮含量的测定

一、实验目的

1、巩固实验室的一些基本操作。如称量、加热、浓缩、过滤、蒸馏（常压、减压等）；

2、观察和验证盐类的溶解度与温度的关系；

3、掌握甲醛法测定铵盐中氮含量的基本原理。

二、仪器和试剂

1、仪器：锥形瓶(3个250ml)；电子分析天平；碱式滴定管（25ml）；烧杯（100ml两个,50ml

一个）；普通漏斗；蒸发皿；水浴锅；真空泵；量筒（50ml，5ml各一个）；

玻璃棒；铁架台；电子天平；布氏漏斗；滤纸；温度计（100℃）；试管；试管

夹:精密PH试纸；酒精灯。

2、药品：酚酞；甲基红;NaOH标准溶液；1:1的甲醛水溶液；NaCl固体（分析纯）；(NH4)2SO4

固体（分析纯）。

三、实验原理

1、氯化铵的制备：

本实验用氯化钠与硫酸铵作用来制备氯化铵：

2NaCl + (NH4)2SO4 = Na2SO4 + 2 NH4Cl

根据它们的溶解度及其受温度影响差别的原理，采取加热、蒸发、冷却等措施，使溶解向结晶转化，从而达到分离。

由表可知，氯化铵、氯化钠、硫酸铵在水中的溶解度均随温度的升高而增加。不过，氯化钠溶解度受温度的影响不大；硫酸铵的溶解度无论在低温还是高温都是最大的。硫酸钠的溶解度有一转折点。十水硫酸钠的溶解度也是随温度的升高而增加，但达一定温度时脱水变成Na2SO4。Na2SO4的溶解度随温度的升高而减小。所以，只要把氯化钠、硫酸铵溶于水，加热蒸发，Na2SO4就会结晶析出，趁热过滤。然后再将滤液冷却，NH4Cl晶体随温度的下降逐渐析出，在35 ℃左右抽滤，即得NH4Cl产品。

2、氮含量的测定

NH4Cl是常用的氮肥，系强酸弱碱盐，由于NH4+的酸性太弱（Ka=5.6×10-10），故无法用NaOH标准溶液直接滴定。生产和实验室中广泛采用甲醛法测定铵盐中的含氮量。甲醛法是基于如下反应：

4NH4++6HCHO=(CH2)6N4H++6H2O+3H+

(CH2)6N4H++4OHˉ=H2O+(CH2)6N4

生成的H+和（CH2）6N4H+（K a=7.1×10-6）可用NaOH标准溶液滴定，计量点时产物为（CH2）6N4，其水溶液显微碱性，可选用酚酞作指示剂。

四、实验内容

a)氯化铵的制备

1. 称取11g NaCl，放入100 mL烧杯内，加入30-40 mL蒸馏水。加热、搅拌使之溶解。若有不溶物，则用普通漏斗过滤分离，滤液用蒸发皿盛。

2. 在NaCl溶液中加入13g (NH4)2SO4。水浴加热、搅拌，促使其溶解。在浓缩过程中，有大量Na2SO4结晶析出。当溶液减少到35 mL（提前作记号）左右时，停止加热，并趁热抽滤。

3. 将滤液迅速倒入100mL烧杯中，静置冷却，NH4Cl晶体逐渐析出，冷却至35 ℃左右，抽滤。

4. 把滤液重新置于水浴上加热蒸发，至有较多Na2SO4晶体析出，抽滤。倾出滤液于小烧杯中，静置冷却至35 ℃左右，抽滤。如此重复二次。

5. 把三次所得的NH4Cl晶体合并，一起称重，计算产率。

6. 产品的鉴定：

取1gNH4Cl产品，放于一干燥试管的底部，加热。

NH4Cl杂质含量=（G灼烧后-G空试管）g/1g´×100%

b）氮含量的测定

1.用NaOH处理甲醛溶液，使甲醛溶液呈中性。

2．称取0.08—0.10g NH4Cl三份于锥形瓶中。

3．将称量得到的NH4Cl用20-30mL水溶解后，加入5mL中性甲醛溶液，加入1-2滴酚酞，用0.1mol.L-1NaOH滴定至淡红色，半分钟内不变色，即为终点

五、数据记录及处理

2NaCl + (NH4)2SO4 = Na2SO4 + 2 NH4Cl

2×58.44 132.16 2×53.49

m (NaCl) m((NH4)2SO4)10

m (NaCl) =10×58.44/53.49=10.93(g)

m((NH4)2SO4)=10×132.16/(2×53.49)=12.35(g)

M(NH4Cl)=11×53.49/58.44=1O.07(g)

产率=M(实)/ M(NH4Cl))×100%

2.含氮量的计算:

含氮量N％=C NaOH×V NaOH×M（N）×100%/m

六、注意事项

1 . 用水溶解的溶质量较多时，溶液体积与水的体积不等。

2.水量30-40mL即可，浓缩时要提前作好记号，浓缩不能过度，以防NaCl、(NH4)2SO4析出，趁热抽滤时要预热仪器。多次浓缩分离(NH4)2SO4与NH4Cl。

3．如果铵盐中含有游离酸，应事先中和除去，先加甲基红指示剂，用NaOH溶液滴定至溶液呈橙色，然后再加入甲醛溶液进行测定。

4．甲醛中常含有微量甲酸，应预先以酚酞为指示剂，用NaOH溶液中和至溶液呈淡红色。

5．滴定中途，要将锥形瓶壁的溶液用少量蒸馏水冲洗下来，否则将增大误差

七、实验讨论

1、铵盐中氮的测定为何不采用NaOH直接滴定法？

答：铵盐NH4Cl是常用的氮肥，系强酸弱碱盐，由于NH4+的酸性太弱（Ka=5.6×10-10），用NaOH标准溶液直接滴定，在滴定曲线上已无明显突跃，此时反应的完全程度很低，难以用指示剂来确定滴定终点。故不采用NaOH标准溶液直接滴定。

2、为什么中和甲醛试剂中的甲酸以酚酞作指示剂；而中和铵盐试样中的游离酸则以甲基红作指示剂？

答：选择指示剂是根据滴定终点溶液的酸碱性和指示剂的变色范围来决定的。酚酞指示剂的变色范围是8.0-9.6，甲基红指示剂的变色范围是4.4-6.2，中和铵盐试样中的游离酸时其滴定终点溶液显酸性，中和甲醛试剂中的甲酸时其滴定终点溶液显弱碱性，所以，中和甲醛试剂中的甲酸以酚酞作指示剂；而中和铵盐试样中的游离酸则以甲基红作指示剂。

3. NH4HCO3中含氮量的测定，能否用甲醛法？

答：不能用甲醛法测定。

NH4HCO3是弱酸弱碱盐，在水中的水解常数K=K W/（Ka×Kb）=1.31×10-3，因为Ka