分析化学实验补充讲义

混合碱含量的分析（双指示剂法）

实验目的

１．学会双指示剂法测定混合碱中各组分含量的原理和方法。 ２．掌握容量瓶和移液管的使用方法。 实验原理

混合碱是指Na 2CO 3与NaOH 或NaHCO 3与Na 2CO 3的混合物。欲测定混合碱中各组分的含量，可用HCl 标准溶液滴定，根据滴定过程中pH 变化的情况，选用两种不同的指示剂分别指示第一、第二计量点，常称为“双指示剂法”。

在混合碱试液中加入酚酞指示剂（变色pH 范围为8.0~10.0），此时呈现红色。用HCl 标准溶液滴定时，溶液由红色变为无色，此时试液中所含NaOH 完全被滴定，所含Na 2CO 3被滴定至NaHCO 3，消耗HCl 溶液的体积为V 1，反应式为

NaOH+HCl=NaCl+H 2O

Na 2CO 3+HCl=NaCl+NaHCO 3

再加入甲基橙指示剂（变色pH 范围为3.1~4.4），继续用HCl 标准溶液滴定，使溶液由黄色突变为橙色即为终点。此时所消耗HCl 溶液的体积为V 2，反应式为

NaHCO 3+HCl=NaCl+CO 2+H 2O

根据V 1，V 2可分别计算混合碱中NaOH 与Na 2CO 3或NaHCO 3与Na 2CO 3的含量。 由于第一计量点时，用酚酞指示终点，颜色由红色变为无色，变化不很敏锐，因此常选用甲酚红和百里酚蓝混合指示剂。此混合指示剂颜色为黄色，碱色为紫色，变色点pH=8.3，pH=8.2为玫瑰色，pH=8.4为清晰的紫色。用HCl 标准溶液滴定到溶液由紫色变为粉红色（用新配制相近浓度的NaHCO 3溶液作参比溶液对照），记下消耗HCl 溶液的体积V 1（此时pH 约为8.3），再加入甲基橙指示剂，继续滴定到溶液由黄色变为橙色即为终点，记下体积V 2。然后计算各组分的含量。

当V 1〉V 2时，试样为Na 2CO 3与NaOH 的混合物。滴定Na 2CO 3所需HCl 是分两次加入的，两次用量应该相等，Na 2CO 3所消耗HCl 的体积应为2V 2。而滴定NaOH 时所消耗的HCl 量应为（V 1-V 2），故NaOH 和Na 2CO 3的含量应分别为

ω（NaOH ）=250

25

)

()(10)(321⨯

⨯⨯⨯--试样m NaOH M HCl c V V

ω（Na 2CO 3）=250

25

)

()(103232⨯

⨯⨯⨯-试样m CO Na M HCl c V

当V 1〈V 2时，试样为Na 2CO 3与NaHCO 3的混合物，此时V 1为滴定Na 2CO 3至NaHCO 3

时所消耗的HCl 溶液体积，故Na 2CO 3所消耗HCl 溶液的体积为2V 1，滴定NaHCO 3所用HCl 的体积应为（V 2-V 1），两组分含量的计算式分别为

ω（NaHCO 3）=250

25

)

()(10)(3312⨯

⨯⨯⨯--试样m NaHCO M HCl c V V

ω（Na 2CO 3）=250

25

)

()(103231⨯

⨯⨯⨯-试样m CO Na M HCl c V

实验仪器与试剂

1、HCl 标准溶液：约0.1mol/L 。

2、酚酞指示剂，甲基橙指示剂

3、碱灰试样。 实验步骤

1、碱灰试液的配制：准确称取一定量碱灰试样（约0.5-0.7g ）于100 mL 小烧杯中，加少量去离子水溶解后，转移至250mL 容量瓶中，用少量去离子水冲洗小烧杯4-5次，并将冲洗液转移至容量瓶中，加水稀释至刻度，充分摇匀，备用。

2、混合碱的分析：用移液管移取上述混合碱试液25.00mL 于250 mL 锥形瓶中，加酚酞指示剂1~2滴，用HCl 标准溶液滴定溶液至微红（近无色），记下所消耗HCl 标准溶液的体积V 1，再加入甲基橙指示剂1~2滴，继续用用HCl 标准溶液滴定，溶液由黄色突变为橙色时，消耗HCl 的体积为V 2。平行滴定3-4次，然后确定混合碱的组分并计算混合碱中各组分的含量，并以Na 2O 表示总碱度，计算其相对平均偏差。

思考题

1.欲测定混合碱中总碱度，应选用何种指示剂？

2.采用双指示剂法测定碱试样，试判断下列5种情况，碱试样中存在的成分是什么？

（1） V 1=0（2）V 2=0（3）V 1〉V 2（4）V 1〈V 2（5）V 1=V 2

3．无水Na 2CO 3保存不当，吸水1%，用此基准试剂标定HCl 溶液浓度时，其结果有何

影响？对试样测定结果有何影响？

水的总硬度测定

实验目的

1、学习EDTA 标准溶液的配制与标定方法。

2、学习水的总硬度的测定方法。

3、了解金属指示剂的变色原理和使用方法。 实验原理

由于EDTA 酸不易溶于水，通常采用EDTA 二钠盐配制标准溶液。0.1mol/L EDTA 二钠盐溶液的PH ，按理论计算，应为4.42，一般不用市售的EDTA 试剂直接配制准确浓度的标准溶液，而需要用适当的基准物来标定。用于标定EDTA 溶液的基准物很多，常用的有Zn 、ZnO 、CaCO 3、Mg 、Cu 等，本实验采用CaCO 3溶解并制成钙标准溶液。吸取一定量此标准溶液，用 NH 3-NH 4Cl(pH=10)缓冲溶液，以K-B 为指示剂，用0.01mol ·L -1EDTA 溶液滴定至溶液由紫红色变为蓝绿色，即为终点。

水的硬度主要是由于水中含钙盐和镁盐所形成。硬度对工业用水关系很大，如锅炉给水要经常进行硬度分析，为水的处理提供依据。

在水中以碳酸氢盐形式存在的钙、镁盐，加热能被分解，析出沉淀而除去，这类盐所形成的硬度称为暂时硬度。例如

O H CO CaCO HCO Ca 22323)(+↑+↓−→−∆

Mg(HCO 3)3(沉淀不完全)+CO

2O

+H 2O

Mg(OH)

而钙、镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐等所形成的硬度称为永久硬度，暂时硬度和永久硬度之和为总硬度。

测定水的总硬度就是测定水中钙、镁的总量，一般采用EDTA 配位滴定法。用EDTA 滴定水中Ca 2+、Mg 2+离子总量时，采用NH 3·H 2O －NH 4CL 缓冲溶液控制溶液的酸度为PH ＝10，以铬黑T 为指示剂，滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点：

+--=--

++−−→−+H HIn MgY Y H MgI PH a 2210

22

酒红色 蓝色