离子滴定实验分析手册.doc

化学分析手册河北工业大学海水利用中心2013.412目 录1钾离子的测定方法四苯硼钠季胺盐容量法 12硫酸根离子的测定EDTA容量法 83铵根离子的测定甲醛法 13 4氯离子的测定银量法 11一、钾离子的测定四苯硼钠季胺盐容量法1方法要点钾离子与四苯硼酸钠生成稳定的四苯硼酸钾沉淀，过剩的四苯硼酸钠以溴酚蓝为指示剂，用季胺盐滴定，生成难溶的四苯硼季胺盐，达等当点时季胺盐与溴酚蓝生成蓝色盐，以此指示终点，进行间接的容量法测定钾离子。反应式： （C6H5）4B- + K+ K（C6H5）B（R1R2R3R4N）+ + （C6H5）4B- （R1R2R3R4N）-（C6H5）4B2仪器2.1半微量滴定管10毫升2支2.2一般实验室其他仪器。3试剂和溶液3.1 氢氧化钠：分析纯，1 mol/l溶液。3.2 0.1%溴酚蓝指示剂：称取0.1克溴酚蓝，溶于10毫升95%乙醇中，加入10毫升0.1mol/l氢氧化钠，加水至100毫升。3.3 氯化钾：基准试剂，1ml含钾离子1毫克。称取约1.91克已于130恒重的氯化钾（称准至0.1毫克），溶于水中，移入1000毫升容量瓶中，加水至刻度摇匀。计算该基准溶液1毫升含钾离子的毫克数。3.4 硫酸镁醋酸溶液：称取127克硫酸镁（MgSO47H2O），溶于水中，加入59毫升冰醋酸，用水稀释至500毫升。3.5 醋酸醋酸钠缓冲溶液（PH值为3.5）：将2mol/l醋酸溶液与1mol/l醋酸钠溶液按4:1体积混合。3.6 松节油：市售。3.7 10%氯化铝溶液：称取10克无水氯化铝于250毫升烧杯中，加少量水润湿，盖上表面皿，再加水溶解。稀释至100毫升3.8 1%四苯硼酸钠标准溶液：取10克分析纯四苯硼酸钠 (C6H5)4BNa（简称NaTPB）溶于900毫升水中，在暗处放置一昼夜后，加入10%氯化铝溶液5毫升，用1 mol/l的氢氧化钠溶液调PH值至89后，加水至1升，摇匀。然后用中速滤纸过滤，滤液贮于棕色瓶中，标定后备用。标定方法：准确吸取氯化钾基准溶液5毫升（4毫升、3毫升、2毫升、1毫升）于150毫升烧杯中，加水至30毫升，加入2毫升硫酸镁醋酸溶液，在不断搅拌下，由半微量滴定管逐滴加入6毫升1%四苯硼钠溶液，放置5分钟后，加入34滴0.1%溴酚蓝指示剂，加入0.5毫升醋酸醋酸钠缓冲溶液和约0.3毫升松节油，充分搅拌，继用季胺盐标准溶液滴定至呈现蓝色为止。四苯硼酸钠标准溶液对钾离子的滴定度（T）按下式计算：式中 ： T1毫升四苯硼酸钠标准溶液相当于钾离子的毫克数；K取用氯化钾基准溶液所含钾离子毫克数；6.00加入四苯硼酸钠标准溶液的毫升数；f季胺盐标准溶液对四苯硼酸钠标准溶液的计算系数；B消耗季胺盐标准溶液的毫升数。3.9 0.7%季胺盐标准溶液：称取14克十六烷基三甲基溴化铵（简称CTAB）或烷基二甲基苄基氯化铵，于2升烧杯中，加入300毫升95%乙醇使之溶解，然后迅速加水至2升，混合均匀，贮于试剂瓶中。如室温在15以下，则CTAB易析出，可将溶液瓶置入温水浴内，使之溶解后使用。标定方法：用微量滴定管准确取5.00毫升1%四苯硼酸钠标准溶液,于150毫升烧杯中，加入30毫升水，34滴0.1%溴酚蓝指示剂及0.5毫升醋酸醋酸钠缓冲溶液，继用季铵盐标准溶液滴定至呈现蓝色即为终点。季铵盐标准溶液对四苯硼酸钠标准溶液之换算系数（f）按下式计算：式中 ： 5四苯硼酸钠标准溶液的毫升数；A耗用季铵盐标准溶液的毫升数。4测定步骤4.1 吸取含钾离子约5毫克的试样，于150毫升烧杯中，加水至30毫升，加入2毫升硫酸镁醋酸溶液，在不断搅拌下，逐滴加入6.00毫升1%四苯硼酸钠标准溶液，放置5分钟后加入34滴0.1%溴酚蓝指示剂，加0.5毫升醋酸醋酸钠缓冲溶液和约0.3毫升松节油，充分搅拌，随即用季胺盐标准溶液滴定至呈现蓝色为终点。4.2 计算：式中：K钾离子含量（克/升）；T1毫升四苯硼酸钠标准溶液相当于钾离子的毫克数；6.00加入四苯硼酸钠标准溶液的毫升数；f1毫升季胺盐标准溶液对四苯硼酸钠标准溶液的毫升数；V1滴定耗用季胺盐标准溶液毫升数；V滴定时所取试样的毫升数。5. 讨论5.1四苯硼酸钠标准溶液应保持澄清（PH值约9），如变混浊，须重新过滤。四苯硼酸钠标准溶液对钾离子的滴定度，每周应校正。由于四苯硼酸钠沉淀剂过剩量对四苯硼钾溶解的影响。因此对于6毫升1%四苯硼酸钠标准溶液，如钾离子含量不同，测得的滴定度T值也稍有变化，T值变化则影响测定结果。为了保证测定的准确度，钾离子的取样量应控制在与测定T值所取标准钾的量接近。5.2季胺盐阳离子用（R1R2R3R4N）+表示，R1、R2、R3为甲基或长链烷基，R4是苄基、丁基或较长链芳烷基团。季胺盐与四苯硼酸钠生成的四苯硼季胺盐，其溶解度比四苯硼酸钾更小。用该试剂测定钾离子时，一般是将四苯硼酸钾沉淀分离后，在滴定溶液中的四苯硼酸钠。为了减少繁琐手续，不分离沉淀直接从溶液中滴定过剩的四苯硼酸钠，特加松节油，利用松节油能将四苯硼酸钾沉淀从水溶液中分离，沉淀进入松节油相，使滴定终点稳定。5.3 PH值对终点的影响PH值3.5时，季胺盐与溴酚蓝形成蓝色盐，溶液由黄绿到蓝色，借以指示滴定终点，如PH值过小则终点不明，反之则溶液由紫到蓝，终点不易分辨，因此，滴定前要调PH值到3.5，但在PH值3.5时四苯硼酸钠有微小分解，滴定速度应快。此外，溴酚蓝为酸碱指示剂，PH值3.5时呈黄绿色，借以指示调节溶液的PH值。5.4铵离子的去除：铵离子同样与四苯硼酸钠产生沉淀，故测定过程中应注意避免铵盐和氨气的影响。如试样中共存有铵离子，则应消除干扰，可按下列方法测定：5.4.1甲醛法除铵：取一定量试样于50毫升容量瓶中，加入5毫升中和后的37%甲醛，0.51克焦磷酸钠，用2mol/l NaOH溶液中和至碱性（PH值910），然后缓慢加入10毫升1%四苯硼酸钠，稀释至50毫升，摇匀。用干滤斗干滤纸过滤，弃去约10毫升最初的滤液，吸取25毫升滤液，加入8滴0.04%钛黄指示剂，用季胺盐标准溶液滴定，至呈现为红色即为终点。5.4.2 氢氧化钠溶液蒸煮法除铵：取一定量的试液于150mL烧杯中，加入1-3滴酚酞指示剂，再加入3-5mL2mol/L NaOH溶液，置于可调电炉上低温慢慢加热蒸煮至烧杯中溶液变干为止，取下冷却至室温，加水25mL左右溶解，搅拌均匀，此时溶液颜色应为粉红色，若无色，可加入一滴酚酞指示剂，再用2mol/L HCl溶液中和至溶液粉红色消失，再多加一滴HCl使溶液pH值为微酸性。然后用测钾的方法在此溶液中测定钾。6. 精密度本方法平行测定结果的容许差值 0.02%，（钾离子的含量在0.2以下）取平行测定结果的算术平均值作为测定结果。附注：本分析方法参考海盐工业分析。硫酸根离子的测定EDTA容量法1方法要点：硫酸根离子与氯化钡生成难溶的硫酸根沉淀，过剩的钡离子在pH=10及Mg-EDTA.络合物存在下，以铬黑T为指示剂，用EDTA.溶液滴定(扣除滴定样品中Ca2+、Mg2+时E.D.T.A.的用量)，间接测定硫酸根离子。2仪器一般实验室仪器。3试剂和溶液3.1 乙二胺四乙酸二钠（EDTA）：分析纯。3.2 氧化锌：基准试剂。3.3 氯化铵：分析纯。 3.4 氨水：分析纯，1+1溶液。3.5 氯化钡（BaCl22H2O）：分析纯。3.6 氯化钡标准溶液（0.027M）：称取13.2克氯化钡（BaCl22H2O），溶于2升不含CO2的水中，在室温下放置24小时以上（必要时过滤），标定后使用。标定方法：准确吸取10.00毫升氯化钡标准溶液，加入20毫升水，10毫升Mg-EDTA. 络合物溶液，10ml无水乙醇，5毫升氨性缓冲溶液和4滴铬黑T指示剂，立即用EDTA标准溶液滴定，至酒红色消失变亮蓝色为止。求出每毫升氯化钡标准溶液耗用EDTA的毫升数(C)，即 式中：V消耗0.02M的EDTA标准溶液的毫升数。 3.7 铬黑T指示剂：称取0.5克铬黑T溶于100毫升1+1三乙醇胺溶液中。 3.8 氨性缓冲溶液（pH 10）：称取20克氯化铵（分析纯）加入100毫升25%的氨水，用无二氧化碳的水稀释至1升，混匀，贮于试剂瓶中。 3.9 E DTA标准溶液，c（EDTA.）= 0.02摩尔/升：称取8克乙二胺四乙酸二钠于400毫升烧杯中，加少量水溶解后，用无CO2稀释至1000毫升。混匀，贮于试剂瓶中。 3.10 锌标准溶液，c（Zn）= 0.02000摩尔/升：准确称取氧化锌0.50.6克，置于250毫升烧杯中，加少量水润湿，滴加1+1盐酸10毫升，边加边搅拌至全部溶解为止。移入250毫升容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。3.11 EDTA标准溶液的标定同钙镁离子的测定中EDTA的标定。3.12 Mg-EDTA络合物溶液：0.054mol/l。取51.5ml10%MgCl2溶液，加18g固体EDTA试剂，加200ml无CO2的水，加100mlPH10的氨性缓冲溶液，不断搅拌至EDTA全部溶解，加入10滴铬黑T指示剂，以5%EDTA溶液滴定至青蓝色，稀释至1000ml。如有市售的乙二胺四乙酸二钠镁试剂，则称取23.3克溶于1000ml无CO2的水中，即可。4测定步骤：吸取试样溶液15毫升，于150毫升烧杯中，加入15毫升水，用移液管加入10毫升0.027M氯化钡标准溶液(V1)，加入10毫升Mg-EDTA.络合物溶液，10ml无水乙醇，5毫升pH=10氨性缓冲溶液及5滴铬黑T为指示剂，立即用0.020mol/l EDTA标准溶液滴定至紫色消失变蓝色为止，记下毫升数(V2)。同时，取一份相同体积的样液，以同浓度EDTA标准溶液滴定钙镁总量，记下毫升数（V3）。5计算式中 V1加入氯化钡标准溶液毫升数； V2滴定硫酸根离子时消耗EDTA. 毫升数； V3滴定相同体积样液中钙镁总量所消耗EDTA. 毫升数； C1毫升氯化钡标准溶液相当于EDTA 标准溶液毫升数； T1毫升EDTA 标准溶液相当于硫酸根离子的毫克数； W滴定用盐样重量（克）。6允许误差 硫酸根含量（%） 允许误差（%） 0.5 1 0.05 0.5 以下 0.037讨论7.1 正确辨别滴定终点，是本法获得良好准确度的重要问题。为此，必须注意以下条件：保证Mg2+/Ba2+大于2，否则终点色变延长；测定溶液中氯化钠的存在量最好不要多于1.5克，否则终点不易辨别；滴定体积不易过小或过大，一般在50毫升左右为宜；不要使用过期失效的指示剂。7.2 滴定的速度在接近终点时，应缓慢加入EDTA.，并剧烈搅拌，否则易过终点。7.3 本法的误差主要决定于钡离子的过剩系数。在海盐分析中，当硫酸根取样约10毫克时，钡离子的过剩系数为23倍，准确度较好。倍数过大，引起正误差；倍数过小，则引起负误差。虽然氯化钠的存在能增加EDTA. 滴定毫升数，但是氯化钠对钙、镁离子的测定也有影响，亦增加EDTA. 滴定毫升数。因此，在计算硫酸根的含量时，氯化钠所引起的误差是可以抵消的。7.4 当沉淀量较大时，可吸取一定的澄清液来分析，方法是：在50毫升样液中，按上述测定步骤沉淀、陈化、冷却至室温，将沉淀液转移至100毫升容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀，放置10分钟后吸取50毫升上层清液滴定。附注：本分析方法参考海盐工业分析。铵根离子的测定甲醛法1方法提要由于NH4+的酸性太弱(Ka5.61010)，所以用NaOH标准溶液无法直接滴定。铵盐与甲醛作用，可定量地生成六次甲基四铵盐和H+；4NH4+ + 6HCHO = (CH2)6N4H+ + 6H2O + 3H+ 由于生成的(CH2)6N4H+(Ka = 7.110-6)和H+可用NaOH标准溶液滴定，滴定终点生成(CH2)6N4是弱碱，故突跃处在弱碱性范围，应用酚酞作指示剂，溶液呈微红色即为终点。2仪器一般实验室仪器。3试剂和溶液3.140%甲醛溶液：由于甲醛溶液中含有微量酸，会消耗少量的NaOH而产生误差，因此使用前应该先中和。取40%甲醛溶液加入酚酞试剂2-3滴，用NaOH滴定甲醛溶液为微红色为止。3.2酚酞指示剂(2g/L)：分析纯，称取0.2克酚酞溶于100毫升乙醇中，摇匀，贮于试剂瓶中。3.3 NaOH溶液(0.1mol/L)：分析纯，0.1摩尔/升溶液，称取4克氢氧化钠溶于1000毫升无二氧化碳的水中，摇匀，贮于试剂瓶中。3.4 NaOH标准溶液配制与标定用电子天平称取2g左右固体NaOH，加入煮沸除二氧化碳的蒸馏水中，溶解完成后转入500毫升容量瓶中，加水稀释至刻度，盖上塞子，充分摇匀，待用。称取邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)三份各0.4g左右，记录准确质量m后，倒入250毫升锥形瓶中，加入30-40毫升蒸馏水溶解，待溶解完毕，加入2-3滴酚酞指示剂，用NaOH溶液标定至溶液成微红色，且保持半分钟不变色为滴定终点，记录消耗NaOH体积VmL。 反应方程式：KHC8H4O4+NaOH= C8H4O4KNa+H2O计算氢氧化钠标准溶液溶度： CNaOH = (m/M) KHC8H4O4/VNaOH注意单位一致。式中CNaOHNaOH的摩尔浓度；m/ KHC8H4O4KHC8H4O4的准确质量；M/ KHC8H4O4KHC8H4O4的摩尔质量；V消耗氢氧化钠标准溶液的毫升数；4测定步骤：用移液管吸取一定的待测溶液VmL，于150ml的烧杯中，加入5ml的40%甲醛溶液（预先用0.1mol/LNaOH溶液中和），再加2滴酚酞指示剂，静置5min,让铵根离子转变为六亚甲基四铵阳离子和氢离子，然后在充分搅拌下，用NaOH标准溶液滴定至呈粉红色，且半分钟不变色即为终点，记录消耗NaOH的体积V1mL。同时作空白试验5计算NH4+的百分含量按式（1）计算： 式中：c 氢氧化钠标准溶液的浓度，摩尔/升； V滴定消耗的氢氧化钠标准溶液体积，毫升； V0空白滴定消耗的氢氧化钠标准溶液体积，毫升； G吸取试样溶液相当于试样的总量，克； 0.0181毫升1摩尔/升氢氧化钠标准溶液相当于铵根的重量，克。6. 精密度本方法平行测定结果的容许差值 0.03%，取平行测定结果的算术平均值作为测定结果。氯离子的测定银量法1. 方法提要试样经水溶解后，在中性介质中银离子生成难电离的氯化银沉淀，过量的银离子与铬酸根离子生成桔红色沉淀。2. 仪器一般实验室仪器。3. 试剂和溶液3.1氯化钠：基准试剂；3.2硝酸银：分析纯；3.3铬酸钾：分析纯，10%溶液。溶解10克铬酸钾于100毫升水中，在搅拌下滴加硝酸银标准溶液至砖红色沉淀生成，过滤溶液；3.4氯化钠标准溶液，c（NaCl）= 0.1000摩尔/升：称取预先在400干燥的5.8433克氯化钠，溶解于水中，移入1000毫升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。3.5硝酸银标准溶液，c（AgNO3）=