07实验七铅、铋混合液中铅、铋含量的连续测定定-教案

实验七铅、铋混合液中铅、铋含量的连续测定教案

课程名称：分析化学实验B

教学内容：以二甲酚橙为指示剂连续测定铅、铋混合液中铅、铋含量

实验类型：验证

教学对象：化工、环境工程、药学、生物科学、应用化学、医学检验、制药、复合材料、生物工程、生物技术

授课地点：中南大学南校区化学实验楼302

授课学时：4学时

一、教学目的与要求

1、练习巩固移液管、滴定管的正确使用；

2、了解铅、铋混合液中铅、铋含量连续测定的意义；

3、巩固EDTA标准溶液的配制与标定；

4、学习利用酸效应曲线进行混合液中金属离子连续滴定的条件选择；

5、掌握铅、铋连续测定的原理、方法和计算；

6、熟悉二甲酚橙（XO）指示剂终点颜色判断和近终点时滴定操作控制

二、知识点

配位反应、化学计量点、金属指示剂、指示剂的僵化和封闭现象、滴定终点、酸效应曲线、标准溶液、移液管、酸式滴定管、实验报告的撰写（数据处理三线表表格化）、有效数字

三、技能点

玻璃器皿的洗涤、移液管的使用、酸式滴定管的使用、标准溶液的配制与标定四、教学重点及难点

重点：锌标准溶液标定EDTA标准溶液；控制酸度的办法进行金属离子连续滴定的原理；络合滴定中缓冲溶液的作用

难点：控制酸度的办法进行金属离子连续滴定的原理

五、教学方法

任务驱动法、分组讨论法、阅读指导法、现场讲解指导等

六、复习引入

1、复习配位滴定法有关知识，提问学生:

(1)二甲酚橙指示剂在滴定终点的颜色如何变化的？(由紫红色变成黄色)

(2) EDTA配位滴定法测定铋和铅时，溶液的pH值分别控制在多少？(1和5～6)

(3)EDTA配位滴定法测定铋和铅时，分别用什么溶液控制溶液的pH值？(硝酸和六次甲基四胺)

[引入] EDTA配位滴定法的应用：以二甲酚橙为指示剂连续测定铅、铋混合液中铅、铋含量

[引言] 铅铋合金是一种重要的材料，在许多的领域中得到应用。在医疗领域，用做特定形状的防辐射专用挡块；在模具制造领域，用作铸造制模，模具装配调试等；在电子电气、自动控制领域，用作热敏元件、保险材料、火灾报警装置等；在折弯金属管时，作为填充物；在做金相试样时，作为嵌镶剂以及液力偶合器用。合金中各元素的含量直接影响合金的性能，铅铋含量的高低成为评价其产品质量的主要指标。

[新授]课题：铅、铋混合液中铅、铋含量的连续测定

[提出任务]教师提出本课题的学习任务：

1、铅、铋混合液中铅、铋含量的连续测定的基本原理是什么？

2、以二甲酚橙为指示剂，用Zn2+标定EDTA浓度的实验中，溶液的pH为多少？

3、铅、铋混合液中铋、铅含量的连续测定的操作方法。

[任务探索]

1、铅、铋混合液中铅、铋含量的连续测定的基本原理是什么？

根据有关学习资料，思考下列问题：

(1) 络合滴定中，准确分别滴定的条件是什么？

(2) 滴定Pb2+时要调节溶液pH为5~6，为什么加入六亚甲基四胺而不加入醋酸钠？

(3) 能否取等量混合试液两份，一份控制pH≈1，滴定Bi3+，而另一份控制pH 为5~6滴定Pb2+、Bi3+总量？为什么？

[归纳]引导学生归纳总结出铅、铋含量的连续测定的基本原理

Bi3+、Pb2+均能与EDTA形成稳定的络合物，其lgK值分别为27.94和18.04，两者稳定性相差很大，ΔpK=9.90>5。因此，可以用控制酸度的方法在一份试液中

连续滴定Bi 3+和Pb 2+。在测定中，均以二甲酚橙（XO ）作指示剂，XO 在pH<6时呈黄色，在pH>6.3时呈红色；而它与Bi 3+、Pb 2+所形成的络合物呈紫红色，它们的稳定性与Bi 3+、Pb 2+和EDTA 所形成的络合物相比要低；而且K Bi-XO > K Pb-XO 。测定时，先用

HNO 3调节溶液pH=1.0，用EDTA 标准溶液滴定溶液由紫红色突变为亮黄色，即为滴

定Bi 3+的终点。然后加入六次甲基四胺溶液，使溶液pH 为5～6，此时Pb 2+与XO 形成紫红色络合物，继续用EDTA 标准溶液滴定至溶液由紫红色突变为亮黄色，即为滴定Pb 2+的终点。反应如下：

pH=1.0

滴定前：XO ＋ Me （Bi 3+） ＝ Me －XO

（黄色） （紫红色）

滴定开始至化学计量点前：H 2Y 2- + Bi 3+ ＝ BiY - + 2H +

计量点时：H 2Y 2- + Bi-XO ＝ BiY - + XO + 2H +

（紫红色） （黄色）

pH=5.5

滴定前：XO ＋ Me （Pb 2+） ＝ Me －XO

（黄色） （紫红色）

滴定开始至化学计量点前：H 2Y 2- + Pb 2+ ＝ PbY 2- + 2H +

计量点时：H 2Y 2- + Pb-XO ＝ PbY 2- + XO + 2H +

（紫红色） （黄色）

以含 Bi 3+、Pb 2+的物质的量浓度(mol ·L -1)表示Bi 3+、Pb 2+含量，可由下式计算：

[学生回答]

(1)络合滴定中，准确分别滴定的条件是什么？

[讲解]络合滴定中，准确分别滴定的条件是△lgcK ≥5。

(2) 滴定Pb 2+时要调节溶液pH 为5~6，为什么加入六亚甲基四胺而不加入醋酸钠？

[讲解] 在选择缓冲溶液时，不仅要考虑它的缓冲范围或缓冲容量，还要注意可)()

()(113-⋅=+L m ol m L CV c EDTA Bi 单位：铅铋混合液的积)()())((112-⋅-=

+L m ol m L V V C c EDTA Pb 单位：铅铋混合液的积