HCl-NH4Cl混合液中各组分含量的测定2

设计性实验报告

题目: 盐酸-氯化铵混合液中各组分含量的测定课程名称：分析化学实验

姓名：任新

学号：2011121224

系别：化学系

专业：化学教育

班级：112班

指导教师（职称）：袁雯（讲师）

实验学期：2012 至2013 学年第一学期

盐酸-氯化铵混合溶液各组分含量的测定

摘要通过用NaOH溶液测定盐酸-氯化铵混合溶液中各组分的含量。掌握配制NaOH

标准溶液的方法，学会用甲醛法进行弱酸的强化，掌握分步滴定的原理与条件。其中HCl为一元强酸，NH

4

Cl为强酸弱碱盐，两者Ｋa之比大于10５，固可分步滴定。根据混合酸连续滴定的原理，盐酸是强酸，第一步可直接对其滴定，用NaOH 滴定，以甲基红为指示剂。氯化铵是弱酸，其Cka≤10-8，但可用甲醛将其强化，

加入酚酞指示剂，再用NaOH标准溶液滴定。通过两次滴定可分别求出HCl与NH

4

Cl 的浓度。该方法简便易行且准确度高，基本符合实验要求。

关键词盐酸-氯化铵混合溶液，酸碱滴定法，甲醛法，指示剂

一、引言目前国内外测定盐酸-氯化铵混合溶液中各组分含量的方法有三种：

第一种方案是蒸汽法：即取一份混合溶液往其中加入适量的NaOH溶液加热使

NH

4+全部转化为氨气，用2%硼酸溶液吸收，用氢氧化钠标准溶液滴定NH

3

的体积，

再用酸碱滴定法测定HCl的含量，这种方法实验误差较小[1]。

第二种方案：先测总氯离子的浓度，可用已知浓度的AgNO

3

溶液滴定待测液，

至溶液中出现砖红色沉淀停止，记录所用AgNO

3溶液的体积。然后用甲醛法测定NH

4

＋离子的浓度，最后根据计算得盐酸的浓度[2]﹙若对相对误差要求较高，可做空白实验以减小蒸馏水中氯离子带来的系统误差﹚。

第三种方案：先用甲基红作指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴至混合溶液呈黄色，即为盐酸的终点。加中性甲醛试剂，充分摇动并放置1分钟，加酚酞指示剂，仍用氢氧化钠滴至溶液由黄色变为金黄色即为氯化铵的终点。根据所消耗NaOH的体积计算各组分的含量，这种方法简便易行，且准确度较高[3]。

本实验采用第三种方案进行盐酸-氯化铵混合溶液中各组分含量的测定。﹙本方法的相对误差约为0.1%，在误差要求范围之内﹚。

二、实验原理

HCl 是一元强酸可用NaOH 直接滴定，反应方程式为：NaOH + HCl= NaCl + H 2O 。而NH 4Cl 是一元弱酸其解离常数太小K a =5.6⨯10-10 ，c=0.1mol.L -1 。所以 CK a <10-8无法用NaOH 直接准确滴定，故可以用甲醛强化。反应方程式为：

4NH 4++6HCHO = (CH 2)6N 4H ++3H ++6H 2O

反应生成的(CH 2)6N 4H +和H +﹙K a =7.1⨯10-6﹚可用NaOH 标准溶液直接滴定。反应

方程式为： (CH 2)6N 4H ++3H ++4OH - = (CH 2)6N 4+4H 2O

反应到第一化学计量点时为NH 4+弱酸溶液，其中K a =5.6⨯10-10，c=0.050mol.L -1 ,由于CK a >10K w ,C/K a >100,故[]mol/L 106.5050.010626.9--+⨯=⨯==c K H a ，pH=5.28故可用甲基红（4.4～6.2）作指示剂。

反应到第二化学计量点时为(CH 2)6N 4弱碱溶液，其中K b =1.4⨯10-9，c=0.0250mol.L -1

,

由

于

CK b >10K w ,C/K b >100,

故

[]mol/L 109.5104.10250.019---

⨯=⨯⨯==

b cK OH ，pOH=5.23,

pH=8.77故采用酚酞（8.2～10.0）作指示剂。

滴定完毕后，各组分的含量为：

混合液

V M V c w HCl

NaOH NaOH HCl

= 混合液V M V c w Cl NH NaOH NaOH Cl NH 44=

﹙注：因为NaOH 溶液不稳定，易与空气中的CO 2发生反应，故不能作基准物质，

用标定法配制其标准溶液，先粗配成近似于所需浓度的溶液，再用另一种基准物质邻苯二甲酸氢钾滴定其浓度。﹚

三、实验用品

3.1 仪器：台秤，小烧杯（100 ml ﹚，全自动电光分析天平，称量瓶，碱式滴定管﹙50ml ﹚，电子秤，移液管(25mL)，3个锥形瓶(250mL)，烧杯﹙500 ml ﹚，量筒﹙10 ml ﹚，胶头滴管，玻璃棒，塑料试剂瓶

3.2 药品：0.1 mol/L HCl 和0.1 mol/L NH 4Cl 混合试液，NaOH （s ），酚酞指示剂（2g/L ），甲基红指示剂（2g/L ），甲醛溶液（1：1已中和），邻苯二甲酸氢钾(KHP)基准物质

四、实验步骤

4.1 0.1mol/L NaOH 标准溶液的配制与标定 4.1.1 0.1mol/L NaOH 的配制

用台秤称取约2.0g 固体NaOH 于500mL 的烧杯中，加入适量去离子水，稀释至500ml ，边加边搅拌使其完全溶解，转入塑料试剂瓶中，摇匀备用。 4.1.2 0.1mol/L NaOH 的标定

在称量瓶中以差减法称量邻苯二甲酸氢钾约为4-5g1份于100ml小烧杯中，

加入40-50ml 蒸馏水溶解。溶解完后转入250ml容量瓶中，加蒸馏水至刻度，摇匀。

用25.00ml移液管移取邻苯二甲酸氢钾于250ml锥形瓶中，加入2-3滴酚酞指示剂，充分摇匀，用已配好的NaOH溶液滴定，待锥形瓶中颜色有无色变为微红色且半分钟不褪色为终点，记下读书，平行3份，计算NaOH的浓度。

4.2 混合液中各组分含量的测定

4.2.1 HCl含量的测定

用移液管平行移取三份25.00mL混合液分别置于250mL锥形瓶中，加2-3滴甲基红指示剂，充分摇匀，用上述NaOH标准溶液滴定至溶液呈现橙黄色，并持续半分钟不褪色即为终点，记录所用NaOH溶液的体积，并计算HCl含量和相对平均偏差（≤0.3%）。

4.2.2 NH

4

Cl含量的测定

在上述溶液中，继续加入10mL预先中和好的甲醛溶液，加入2滴酚酞指示剂，充分摇匀，放置1分钟，用标定好的 NaOH标准溶液滴定至溶液呈现微橙色（黄色与粉红色的混合色），并持续半分钟不褪色即为终点，记录所用NaOH溶液的体积，

并计算NH

4

Cl含量和相对平均偏差（≤0.2%）。

4.3 实验完毕后，将仪器洗涤干净，废液回收到废液桶中，整理好实验台，并登记实验数据。

五、实验记录及数据处

氢氧化钠的浓度为：

KHP

NaOH

NaOH KHP

m

C

V M

混合液

×1000/10

5.2 HCl含量的测定