分析化学实验

分析化学实验
目录
第一章 分析化学实验基本知识
第一节 分析化学实验的目的与要求
第二节 分析化学实验常用试剂与溶液配置
第二章 实验内容
第一节 化学分析实验
一、 酸碱滴定
实验一 氢氧化钠标准溶液的配制、标定和苯甲酸的测定
实验二 混合酸(盐酸和磷酸)的测定
实验三 .盐酸标准溶液的标定和药用氢氧化钠的测定
二、 非水滴定
实验四 高氯酸标准溶液的标定
三、 配位滴定
实验五 EDTA 标准溶液的标定和水的硬度的测定
实验六 药用明矾的测定
实验七 氧化还原滴定
（一） 硫代硫酸钠标准溶液的配制与标定
（二） 高锰酸钾标准溶液的标定和过氧化氢的测定
实验八 沉淀滴定 硝酸银标准溶液、硫氰酸铵标准溶液的标定
第二节 仪器分析实验
一、 电化学分析法
实验一 用pH计测定溶液的pH值
实验二 磷酸的电位滴定
实验三 磺胺嘧啶的测定
二、 紫外-可见分光光度法
实验三 邻二氮菲比色法测定铁的条件实验
实验四 校正曲线法测定水中铁的含量
实验五 双波长分光光度法测定复方磺胺甲基恶唑中磺胺甲基恶唑
和甲氧苄啶
实验六 导数光谱法测定安钠咖注射液中咖啡因的含量
三、 荧光分析法
实验七 硫酸奎宁的激发光谱、发射光谱的测定和含量的测定
四、 红外分光光度法
实验八 傅立叶变换红外光谱仪的性能检查和阿司匹林红外光谱的测定
五、 色谱法
实验九 薄层色谱法测定氧化铝的活性
实验十 氧化铝的活性测定方法(柱色谱法)
实验十一 纸色谱分离鉴别氨基酸成分
实验十二 纸色谱分离鉴别糖类成分
实验十三 苯、甲苯、二甲苯的分离鉴别和含量测定
实验十四 内标对比法测定酊剂中的乙醇
实验十五 内标对比法测定对乙酰氨基酚
实验十六 校正因子法测定复方炔诺酮中炔诺酮和炔雌醇
实验十七 外标法测定阿莫西林
第三节 综合性实验
实验一 未知样品的鉴别及含量测定
实验二铜盐含量的测定(取样方法、含量测定)
实验三 葡萄糖中水及葡萄糖的含量测定(重量分析、滴定分析)
实验四 对乙酰氨基酚的吸光系数测定(精制、HPLC归一化法纯度检查、
吸光系数测定)
第四节 设计性实验
实验一 化学定量分析
实验二 仪器分析






























第一章 分析化学实验基本知识

第一节 分析化学实验的目的和要求
分析化学是一门实践性很强的学科，分析化学实验与分析化学理论课一样，是化学和药学类专业的主要基础课程之一。分析化学实验包括化学分析实验和仪器分析实验两部分。
分析化学实验课的目的是：巩固和加深学生对分析化学基本概念和基本理论的理解；使学生正确熟练地掌握化学分析和仪器分析的基本操作和技能，学会正确合理地选择实验条件和实验仪器，善于观察实验现象和进行实验记录，正确处理数据和表达实验结果；培养学生良好的实验习惯、实事求是的科学态度和严谨细致的工作作风，以及独立思考、分析问题、解决问题的能力；以使学生逐步地掌握科学研究的技能和方法，为学习后续课程和将来工作奠定良好的实践基础。
为了达到上述目的，对分析化学实验课提出以下基本要求：
1. 认真预习 每次实验课前必须明确实验目的和要求，理解分析方法和分析仪器工作的基本原理，熟悉实验内容和操作程序及注意事项，提出不清楚的问题，写好预习报告，做到心中有数。
2. 仔细实验，如实记录，积极思考 实验过程中，要认真地学习有关分析方法的基本操作技术，在教师的指导下正确使用仪器，要严格按照规范进行操作。细心观察实验现象，及时将实验条件和现象以及分析测试的原始数据记录于实验记录本上，不得随意涂改；同时要勤于思考分析问题，培养良好的实验习惯和科学作风。
3. 认真写好实验报告 根据实验记录进行认真整理、分析、归纳、计算，并及时写好实验报告。实验报告一般包括实验名称、使用日期、实验原理、主要试剂和仪器及其工作条件、实验步骤、实验数据(或图谱)及其分析处理、实验结果和讨论。实验报告应简明扼要，图表清晰。
4. 严格遵守实验室规则，注意安全 保持实验室内安静、整洁。实验台面保持清洁，仪器和试剂按照规定摆放整齐有序。爱护实验仪器设备，实验中如发现仪器工作不正常，应及时报告教师处理。实验中要注意节约。安全使用电、煤气和有毒或腐蚀性的试剂。每次实验结束后，应将所用的试剂及仪器复原，清洗好用过的器皿，整理好实验室。

第二节 分析化学实验常用试剂与溶液配制
一、 分析化学实验的常用试剂和水
1. 常用化学试剂 化学试剂种类繁多，分析化学实验中常用的有一般试剂、基准试剂和专用试剂。
一般试剂是实验室中最普遍使用的试剂，以其所含杂质的多少可划分为优级纯、分析纯、化学纯和生物试剂等，其规格和适用范围等列于表1-1。
分析化学实验中的基准

试剂(又称标准试剂)常用于配制标准溶液。标准试剂的特点是主体含量高而且准确可靠。我国规定容量分析的第一基准和容量分析工作基准其主体含量分别为100%±0.02%和100%±0.05%。
专用试剂是指具有专门用途的试剂。例如色谱分析标准试剂、核磁共振分析试剂、光谱纯试剂等。专用试剂主体含量较高，杂质含量低。但不能作为分析化学中的基准试剂。


表1 一般试剂的规格和适用范围
试剂规格 符号 适用范围 标签颜色 优级纯 GR 精密分析实验 绿 分析纯 AG 一般分析实验 红 化学纯 CP 一般化学实验 蓝 生物试剂 BR或CR 黄色等
2. 试剂的使用和保存 要根据分析对象的组成、含量，对分析结果准确度的要求和分析方法的灵敏度、选择性，合理地选择相应的试剂。化学分析实验通常使用分析纯试剂，标准溶液的配制和标定需用基准试剂；仪器分析实验一般使用优级纯、分析纯或专用试剂。
固体试剂用洁净、干燥的小勺取用，液体试剂用洁净、干燥的滴管或移液管移取，多取的试剂不许倒回原瓶中。取用强碱性试剂后小勺应立即洗净，以免腐蚀。取用后应立即将原试剂瓶盖好，防止污染、变质、吸水或挥发。
氧化剂、还原剂必须密闭，避光保存。易挥发的试剂应低温保存，易燃、易爆试剂要贮存于避光、阴凉通风的地方，必须有安全措施。剧毒试剂必须专门妥善保管。所有试剂瓶上应保持标签完好。
3. 分析用水 纯水是分析化学实验中最常用的纯净溶剂和洗涤剂。根据实验的任务和要求不同，对水的纯度要求也不同。一般的分析实验采用蒸馏水或去离子水即可，而对于超纯物质的分析，则要高纯水。
纯水质量指标是电导率。我国将分析实验用水分为三级。一、二、三级水的电导率分别小于或等于0.01mS·m-1、0.10mS·m-1、0.50mS·m-1。 化学分析实验常用三级水(一般蒸馏水或去离子水)，仪器分析实验多用二级水(多次蒸馏水或离子交换水)。本书所指"水"均指符合上述各自要求的水。纯水在贮存和与空气接触中都会引起电导率的改变。水越纯，其影响越显著。一级水必须临用前制备，不宜存放。

二、 溶液的配制
分析化学中需要配制滴定分析用标准溶液、仪器分析中制备校正曲线用的标准溶液和测定溶液pH用标准缓冲溶液及其他一般溶液。
滴定分析的标准溶液用基准物质(基准试剂和某些纯金属)配制。基准物质的性质等已在教材中介绍。配制仪器分析中的标准溶液可能用到专门试剂、高纯试剂、纯金属及其他标准物质、优级纯及分析纯试剂等。配制pH标准缓冲溶液的纯水电导率

应不大于0.02mS·m-1，配制碱性溶液所用纯水应预先煮沸15min以上，以除去其中的CO2。
配制溶液时，要牢固树立"量"的概念，要根据溶液浓度的准确度要求，合理选择称量用的天平和量取溶液的量器(量筒或移液管)，确定数据记录的有效数字位数。
易侵蚀或腐蚀玻璃的溶液，如含氟的盐类及苛性碱等应保存在聚乙烯瓶中；易挥发、分解的溶液，如KMnO4、I2、Na2S2O3、AgNO3、NH3·H2O，以及CCl4、CHCl3、丙酮、乙醚、乙醇等有机溶剂应置棕色瓶中，密闭，于阴凉暗处保存。配好的溶液应立即贴上标签，注明试液的名称、浓度及配制日期。

[附] 分析化学实验报告
实验题目
实验日期：
实验目的
实验原理
仪器和试剂
实验步骤
实验数据记录
1．称量数据
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ (基准物+称量瓶)初重(g) (基准物+称量瓶)末重(g) 基准物(g)
2．滴定数据
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 标准溶液终读数(ml) 标准溶液初读数(ml) 消耗标准溶液体积(ml)
结果计算和数据处理

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 平均值 基准物重(g) 消耗标准溶液体积(ml) 标准溶液的浓度C(mol/L) 单次测量偏差d 相对平均偏差



第二章 实验内容
第一节 化学分析实验
一、 酸碱滴定
实验一 氢氧化钠标准溶液的配制、标定和苯甲酸的测定
一、实验要求
1．掌握配制标准溶液和用基准物质标定标准溶液浓度的方法。
2．掌握碱式滴定管的滴定操作和酚酞指示终点的判断。
3．熟悉正确的精密称量方法。
二、实验原理
1．NaOH易吸潮，也易吸收空气中的CO2，使得溶液中含有Na2CO3：
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
因此只能用间接法配制标准溶液，然后用基准物质标定其准确浓度。
配制不含Na2CO3的NaOH标准溶液常用两种方法。氯化钡法的原理是：
2Na2CO3 + BaCl2 → 2NaCl + BaCO3↓
最常用的是浓碱法：取NaOH饱和水溶液(因Na2CO3在NaOH饱和溶液中，很难溶解)，待Na2CO3沉淀后，量取一定量的上层清夜，再稀释至所需浓度，即得不含Na2CO3的NaOH 溶液。饱和NaOH溶液的物质的量浓度约为20mol/L。配制NaOH溶液(0.1mol/L)1000ml，应取NaOH饱和溶液5ml，为保证其浓度略大于0.1mol/L，故规定取5.6ml。
标定碱溶液的基准物质很多，如草酸、苯甲酸、邻苯二甲酸氢钾、氨基磺酸等。最常用的是邻苯二甲酸氢钾，计量点时，由于弱酸盐的水解，溶液呈弱碱性，应选用酚酞为指示剂。滴定反应如下：


2．苯甲酸属于芳香羧酸药物，其Ka=6.3×10-3，故可用标准溶液直接滴定，其滴定反应为：

计量点时，由于生成苯甲酸钠(强碱弱酸盐)，溶液呈微碱性，应选

用碱性区域变色的指示剂，本实验选用酚酞作指示剂。

三、实验仪器
仪器 分析天平，称量瓶，碱式滴定管(50ml或25ml等)[注1]，锥形瓶(250ml)，量筒(100ml、10ml)，烧杯(400ml)，试剂瓶(500ml)。
试剂 氢氧化钠饱和水溶液，邻苯二甲酸氢钾(基准物)，苯甲酸，中性乙醇(95%的乙醇53ml加水至100ml，用0.1mol/LNaOH标准溶液滴至酚酞指示剂显微粉色)，酚酞指示剂(0.1%乙醇溶液)。
四、实验步骤
1．NaOH标准溶液的配制(浓碱法) 量取澄清的饱和NaOH溶液2.8ml，置带有橡皮塞的试剂瓶中，加新煮沸的冷蒸馏水500ml，摇匀即得。
2．NaOH标准溶液(0.1mol/L)的标定 精密称取在105℃~110℃干燥至恒重的基准物邻苯二甲酸氢钾，约0.6g(若使用25ml滴定管，称取量应减少至0.45g)[注2]，置于250ml锥形瓶中，加新煮沸放冷的蒸馏水50ml，小心振摇使之完全溶解，加酚酞指示剂2滴，用NaOH溶液(0.1mol/L)滴定至溶液呈淡红色，且30s不褪色为终点。记录所消耗的NaOH溶液的体积。根据邻苯二甲酸氢钾的重量和所消耗NaOH溶液的毫升数，按下式计算NaOH标准溶液浓度()

3．苯甲酸试样的测定 取本品约0.27g精密称定，加中性乙醇25ml溶解后，加酚酞指示剂3滴，用NaOH标准溶液(0.1mol/L)滴定至溶液呈淡红色。按下式计算苯甲酸的重量百分含量。



五、问题与讨论
1．用于滴定的锥形瓶是否需要干燥？是否要用标准溶液润洗？为什么？
2．溶解基准物KHC8H4O4所用水的体积是否需要准确？为什么?
3．称取的KHC8H4O4能否少于或多于0.6g？
4．邻苯二甲酸氢钾的干燥温度高于125℃，致使此基准物质中有少部分变成酸酐，用此基准物质标定NaOH溶液，其结果如何？
5．以NaOH滴定醋酸属于哪种类型的滴定？计量点pH如何计算？怎样选指示剂？
6．测定苯甲酸的操作步骤中，每份样品重约0.27g是如何求得的？
7．若实验需要50%(V/V)稀乙醇75ml，需95%(V/V)乙醇多少毫升？
[注]
1．滴定分析要求消耗标准溶液的体积不小于20ml因此可采用25ml或50ml滴定管。但为了确保滴定分析的准确度和精密度，往往要求消耗标准溶液的体积更大些，故常选用50ml的滴定管。本书所用的滴定管一般指50ml滴定管。
2．在无特殊说明的情况下，本书所列称取基准物质或试样的均适合于50ml滴定管，使用25ml滴定管时要适当减少称样量。
3．一般要求标准溶液的标定平行5次，试样测定可进行3次。后面各实验中不再说明。


实验二 混合酸(盐酸和磷酸)的测定
一、实验要求
掌握双指示剂法测定HCl和H3PO4混合物中各组分的原理和方法。
二、实验原理
HCl与H3PO4混合溶液，用NaOH标准溶液滴定，取一份溶液加入甲

基红指示剂，当甲基红变色时，HCl 全部被NaOH中和，而H3PO4只被滴定到NaH2PO4，这时共用去NaOH标准溶液的体积是V1，此时反应为：
HCl+NaOH NaCl+H2O

H3PO4+NaOH NaH2PO4
取另一份溶液加入百里酚酞指示剂，滴定至百里酚酞变色时，此时HCl全部被中和而H3PO4被中和为Na2HPO4，共用去NaOH标准溶液的体积是V2，此时的反应为：
HCl+NaOH NaCl+H2O

H3PO4+2NaOH Na2HPO4
HCl消耗NaOH标准溶液的体积为2V1-V2；H3PO4消耗NaOH标准溶液的体积(百里酚酞变色时)为2(V2-V1)
三、实验仪器
仪器 碱式滴定管，锥形瓶，移液管，量筒。
试剂 NaOH标准溶液(0.1mol/L)，甲基红指示剂，百里酚酞指示剂，混合酸：HCl+H3PO4(10.5ml+5.8ml)加蒸馏水至1000ml。

四、实验步骤
量取混合酸10.00ml于250ml锥形瓶中，加蒸馏水30ml，甲基红指示剂2滴，用NaOH标准溶液(0.1mol/L)滴定至橙色，消耗的体积为V1。
量取混合酸10.00ml于另一250ml锥形瓶中，加蒸馏水30ml，百里酚酞指示剂8滴，用NaOH标准溶液(0.1mol/L)滴定至浅蓝色，消耗的体积为V2。按下式计算每100ml混合酸试样含盐酸和磷酸的克数()



五、问题与讨论
1．试说明HCl、H3PO4计算式的原理。
2．如采用连续滴定法滴定混合酸，应如何进行？如何计算？
3．本实验选择指示剂的根据是什么？

实验三 盐酸标准溶液的标定和药用氢氧化钠的测定
一、实验要求
1．掌握用无水碳酸钠作基准物质标定盐酸溶液的原理和方法。
2．正确判断甲基红-溴甲酚绿混合指示剂的滴定终点。
3．掌握酸式滴定管的操作。
4．掌握双指示剂法测定NaOH和Na2CO3混合物中各组分的原理和方法。
5．掌握移液管和容量瓶的使用方法。
二、实验原理
1．盐酸标准溶液的配制和标定
市售盐酸为无色透明的HCl水溶液，HCl含量为36%~38%（g/g),比重约1.18。由于浓盐酸易挥发放出HCl气体，因此配制盐酸标准溶液需用间接配制法。
标定盐酸的基准物质常用无水碳酸钠和硼砂等，本实验采用无水碳酸钠为基准物质，以甲基红-溴甲酚绿混合指示剂指示终点，终点颜色由绿色转变暗紫色。标定反应为：
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑
２．药用NaOH的测定
NaOH易吸收空气中的一部分NaOH变成Na2CO3，即形成NaOH和Na2CO3的混合物。欲用标准溶液测定同一份试样中各组分的含量，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、第二化学计量点的到达，即常称为"双指示剂法"。
测定时，先在混合碱溶

液中加入酚酞指示剂，用HCl标准溶液滴定至终点时，这是第一计量点。此时NaOH完全被中和，而Na2CO3则被中和了一半。此时反应为：
NaOH + HCl → NaCl+H2O
Na2CO3 + HCl → NaHCO3+NaCl（酚酞变色pH8.0~10.0）
设第一计量点用去体积为V1；在此溶液中再加甲基橙指示剂并继续滴定至甲基橙变色，这是第二计量点。设第二计量点又用去体积为V2。此时反应为：
NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑+ H2O
根据V1、V2可分别计算混合碱（总碱量）消耗的HCl体积为（V1+V2）；NaOH消耗的HCl体积为（V1-V2）；Na2CO3消耗的HCl体积为（2V2）
三、实验仪器
仪器 酸式滴定管（50ml），锥形瓶（250ml），移液管（25ml），量筒（100ml,50ml,10ml），试剂瓶（500ml），电炉。
试剂 浓盐酸（AR），无水碳酸钠（基准试剂），甲基红-溴甲酚绿混合指示剂（0.1%溴甲酚绿乙醇溶液与0.2%甲基红乙醇溶液，3:1），酚酞指示剂，甲基橙指示剂，药用NaOH试样（或NaOH与Na2CO3的混合溶液）。
四、实验步骤
1．HCl溶液（0.1mol/L）的标定 精密称取在270℃~300℃干燥至恒重的基准无水碳酸钠约0.2g(若使用25ml滴定管，称取量应减少至约0.12g),置于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水溶解后，加甲基红-溴甲酚绿混合指示剂10滴。用HCl溶液（0.1mol/L）滴定至溶液由绿色变为紫红色时，即为终点。按下式计算盐酸标准溶液的浓度（）。

2．药用NaOH的测定
(1) 样品溶液的制备：迅速地精密称取本品约0.35g于50ml小烧杯中，加少量蒸馏水溶解后，定量转移至100ml容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。
(2) 样品溶液的滴定：精密吸取25ml试样溶液于250ml锥形瓶中，加蒸馏水25ml，酚酞指示剂2滴，用HCl标准溶液（0.1mol/L）滴定至溶液由粉红色变至红色消失，记下所消耗HCl标准溶液（0.1mol/L）的体积（V1)，然后加入甲基橙指示剂2滴，继续用HCl标准溶液（0.1mol/L）滴定至溶液由黄色变至橙色，记下第二次滴定所消耗HCl标准溶液（0.1mol/L）的体积（V2)。按下式求算总碱量（以NaOH计算）和Na2CO3的百分质量分数（）


五、问题与讨论
1．实验中所用锥形瓶是否需要烘干？加入蒸馏水的量是否需要准确？
2．用碳酸钠标定盐酸溶液，滴定至近终点时，为什么需要将溶液煮沸？煮沸后为什么又要冷却后再滴定至终点？
3．用碳酸钠为基准物标定盐酸溶液的浓度，如需消耗（0.2ml/L）约22ml时，应称取碳酸钠多少克？
4．用盐酸标准溶液滴定药用NaOH至酚酞变色时，如超过终点是否可用碱标准溶液回滴？试说明原因。
5．试说明总碱量和Na2CO3百分质量分数计算式的原理。
6．滴定混合碱时

，若V17．如果NaOH标准溶液在保存过程中吸收了空气的CO2，用该标准溶液滴定盐酸时，以甲基橙及酚酞为指示剂分别进行滴定，测定结果是否相同？为什么？

二、 非水滴定
实验四 高氯酸标准溶液的配制与标定
一、实验要求
1．掌握高氯酸标准溶液的配制方法。
2．掌握用基准邻苯二甲酸氢钾标定高氯酸溶液的原理及方法。
3．掌握非水酸碱滴定的原理与操作。
二、实验原理
常见的酸在冰醋酸中以高氯酸的酸性最强，因此常用高氯酸的冰醋酸溶液作标准溶液滴定碱。
非水滴定中，水的存在影响滴定突跃，使指示剂变色不敏锐，因此所用试剂必须除水。常用醋酐除水，反应如下：

配制1L 0.1mol/L高氯酸-冰醋酸溶液需市售高氯酸(含量约70%)及醋酐的量可根据溶液的密度，含水量等求得。
邻苯二甲酸氢钾在冰醋酸中显碱性，以其为基准物，用结晶紫为指示剂，标定高氯酸标准溶液的浓度。根据基准物的质量，滴定所消耗的高氯酸标准溶液的体积，计算出高氯酸溶液的浓度(mol/L)。滴定反应为：

生成的KClO4不溶于冰醋酸中，故有沉淀产生。
三、实验仪器
仪器 酸式滴定管(10ml)，锥形瓶(50ml )，烧杯，量筒，滴管等。
试剂 高氯酸(AR)，无水冰醋酸，醋酐，结晶紫指示液，邻苯二甲酸氢钾(基准物)。
四、实验步骤
1．标准溶液的配制 取无水冰醋酸750ml，加入高氯酸(70%~72%)8.5ml，摇匀，在室温下缓缓滴加醋酐23ml，边加边摇，加完后再振摇均匀，放冷。加无水冰醋酸适量使成1000ml，摇匀，放置24h。
2．标定 取在105℃干燥至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾约0.16g，精密称定，加无水冰醋酸20ml使溶解，加结晶紫指示液1滴，用上述配制好的高氯酸溶液缓缓滴定至蓝色，并将滴定的结果用空白试验校正。根据本液的消耗量与邻苯二甲酸氢钾的取用量，按下式计算高氯酸标准溶液的浓度()

五、问题与讨论
1．向高氯酸冰醋酸溶液中加入的醋酐量应如何计算，为什么醋酐不能直接加入高氯酸溶液中？
2．为什么基准邻苯二甲酸氢钾既可标定碱(NaOH)又可标定酸(HClO4)？
3．作空白试验的目的是什么？如何作空白试验？
4．在非水酸碱滴定中，若容器、试剂含有微量水分，对测定结果有什么影响？
5．冰醋酸对于HClO4、H2SO4、HCl及HNO3是什么溶剂？水对这4种酸是什么溶剂？
6．室温对高氯酸标准溶液的浓度影响如何？