工科分析化学实验(冶金)

1、实验一 分析化学基本操作练习实验目的：1. 了解电子分析天平的使用方法，初步掌握减量法的称样方法及数据的记录方法；2. 掌握滴定管、移液管、容量瓶的使用方法；3. 练习滴定分析基本操作和滴定终点的判别。分析天平的称量练习一. 仪器与试剂仪器：电子天平、瓷坩埚、表面皿、称量瓶。试剂：金刚砂试样。二. 步骤1. 准备两只洁净干燥并编有号码的瓷坩埚，按电子天平的使用方法中的步骤分别称出它们的重量W4和W5，并作好记录。2. 将装有试样的称量瓶在电子天平上进行称量，记下重量W1，取出称量瓶倾出试样0.20.3g于上述已称出重量的第一只瓷坩埚中，并称出称量瓶和剩余试样的重量，设为W2，则W1-W2即为试

2、样的重量；第一份试样称好后，再倾出第二份试样于另一只瓷坩埚中，称出称量瓶加剩余试样的重量，设为W3，W2-W3即为第二份试样的重量。3. 分别称出两个“瓷坩埚+试样”的重量，记为W4和W5。4. 结果检验及数据记录：（1）检查W1-W2是否等于第一只瓷坩埚中增加的重量；W2-W3是否等于第二只瓷坩埚中增加的重量：如不相等，求出差值，要求称量的绝对差值小于0.5mg （2）再检查倒入瓷坩埚中的两份试样的质量是否合乎要求（即在0.20.3g）之间。如不符合要求，分析原因并继续再称。5. 数据记录：（g）记录项目称量瓶+试样的重量（倒出前）W1W2称量瓶+试样的重量（倒出后）W2W3称出试样的重量W

3、1-W2W2-W3瓷坩埚+称出试样的重量W4W5瓷坩埚的重量W4W5称入试样的重量W4-W4W5-W5绝对差值滴定分析基本操作一. 原理滴定分析是将一种已知准确浓度的标准溶液滴加到被测试样的溶液中，直到化学反应完全为止，然后根据标准溶液的浓度和体积求得被测试样中组分含量的一种方法。在滴定分析时，一方面要会配置滴定剂溶液并能准确测定其浓度；另一方面要准确测量滴定过程中所消耗的滴定剂体积。本实验以甲基橙为指示剂，用NaOH溶液与HCI溶液互滴，来进行滴定分析操作练习。强酸HCI与强碱NaOH溶液的滴定反应，突跃范围pH约为410，在这一范围中可采用甲基橙（变色范围pH3.14.4）指示剂来指示终点

4、。通过测定HCl与NaOH溶液的体积比，来严格训练学生的滴定分析基本操作，并学会配置酸碱滴定剂溶液的方法和判别滴定终点的方法。二. 仪器与试剂1. 锥形瓶、细口瓶、烧杯、量筒2. 酸式滴定管、碱式滴定管3. NaOH（固体）A.R4. 浓HCl AR5. 甲基橙指示剂0.l水溶液三. 步骤1. 酸碱溶液的配制（1）0.1molL盐酸溶液 用洁净量杯（或量筒）量取浓HCl约3mL（为什么是3mL？），倒人试剂瓶中，加水稀至300mL，盖好玻璃塞，摇匀。注意浓HCl易挥发，应在通风围中操作。（2）0.1molL NaOH溶液 用台平称取固体NaOH1.3g，置于250ml烧杯中立即加人蒸馏水使之溶

5、解，稍冷却后转人试剂瓶中，加水稀至300mL，用胶塞塞好瓶口，充分摇匀。2. 酸碱溶液的相互滴定（1）用0.1mol/LNaOH溶液润洗碱式滴定管23次，每次用510mL溶液润洗。然后将碱溶液倒入碱式滴定管中，滴定管液面调节至0.00刻度。（2）用0.1molL HCI溶液润洗酸式滴定管23次，每次用510mL溶液润洗。然后将HCl溶液倒入酸式滴定管中，滴定管液面调节至0.00刻度。（3）在250mL锥形瓶中加入约20mLNaOH溶液，2滴甲基橙指示剂，用酸式滴定管中的HCl溶液按附录滴定管的操作要领进行滴定操作练习，务必熟练掌握操作。操作过程中，可以不断补充NaOH和HCl反复进行，直至操作

6、熟练后，再进行下一步实验。（4）以每秒34滴的速度，由碱管中放出 NaOH溶液2025mL于锥形瓶中加入1滴甲基橙指示，用0.1molL HCl溶液滴定至溶液颜色由黄色转变为橙色。记下读数。平行滴定三份。数据按下列表格记录。计算体积比VHCl/VNaOH，要求相对偏差在0.3以内。3. 滴定数据及结果：滴定数据IIIVNaOH/mLVHCl/mLVHCl/VNaOH平均值VHCl/VNaOH相对偏差/%相对平均偏差%四. 问题讨论1. 配制NaOH溶液时，能否用分析天平称取试剂？为什么？2. 能否直接配制准确浓度的HCl和NaOH溶液？为什么？3. 本实验用HCl滴定NaOH采用甲基橙作为指示

7、剂。如果反过来用NaOH滴定HCl时，仍用甲基橙作为指示剂是否合适？为什么？附录：常用滴定分析仪器及其使用（一）滴定管及滴定操作滴定管是滴定分析时用来准确测量流出的操作溶液体积的容器。常量分析最常用的是50mL的滴定管，其最小刻度是0.1mL，读数可以估计到个数点后第二位。滴定管一般分为两种。一种是具塞酸式滴定管；另一种是无塞碱式滴定管。碱式滴定管的一端连接乳胶管；管内装有玻璃珠，以控制溶液的流出，乳胶管下面接一尖嘴玻璃管。酸式滴定管用来装酸性及氧化性溶液，碱式滴定管用来装碱性及无氧化性溶液。凡是能与乳胶管起反应的溶液，如KMnO4、I2、AgNO3等溶液都不能装入碱式滴定管。1. 滴定管的准

8、备A酸式滴定管：（l）使用前，应首先检查旋塞与旋塞套配合是否紧密且旋转自如。如不密合将会出现漏水现象而无法使用。应进行充分的清洗。根据沾污的程度，可采用下列方法：a用自来水冲洗；b用滴定管刷蘸合成洗涤剂刷洗，但铁丝部分不得碰到管壁；C用前法不能洗净时，可用铬酸洗液洗。为此，加入510mL铬酸洗液，边转动边将滴定管放平，并将滴定管口对着洗液瓶口，以防洗液撒出。洗净后将一部分洗液从管口放回原瓶，最后打开旋塞，将剩余的洗液从出口放回原瓶，必要时可加港洗液进行浸泡。用各种洗涤剂清洗后，都必须用自来水充分洗净，并将管外壁擦干。（2）为使旋塞转动灵活并克服漏水现象，需将旋塞涂油（如凡士林油等）。方法如下；

9、取下旋塞未端小橡皮圈并拿出旋塞；用小滤纸片夹在旋塞与旋塞套之间转动吸出并擦干水分，然后用手指均匀地涂一薄层油脂于旋塞两头。油脂的用量应适当，新得太少旋塞转动不灵活，杜易漏水；涂得太多旋塞孔易堵，无法进行滴定。除油后将旋塞插入旋塞套中并向同一方向转动旋塞柄，直到旋塞与旋塞套之间的油脂层全部透明为上。最后会上小橡皮圈，此时旋塞应转动灵活，油脂层没有纹络。B碱式滴定管：使用前应检查乳胶管和玻璃球是否完好。若胶管巴老化，玻璃球过大（不易操作），或过小（漏水），应予更换。减式滴定管的洗涤方法与酸式滴定管相同。需要用铬酸洗液洗涤时，可除去乳胶管，用塑料乳头堵塞滴定管下口进行洗涤。处理好的滴定管应满足“三不

10、”条件，即不堵、不漏、不挂水珠。2. 滴定操作（1）操作溶液的装入 将溶液装入滴定管之前，应将试剂瓶中的溶液摇匀，使凝结在瓶内壁上的水珠混入溶液，混匀后的操作溶液应直接倒入滴定管中，不得用其它容器来转移。先用操作溶液润洗液定管内壁三次，每次约510mL左右。然后将操作溶液直接倒入滴定管，直至充满至零刻度以上为止。（2）管嘴气泡的排除 满定管充满操作液后，其出口下部尖嘴部分一般都存有气泡。碱式滴定管排气；将碱管垂直地夹在滴定管架上，左手拇指和食指捏住玻璃珠部位，使乳胶管向上弯曲翘起，并捏挤乳胶管，使溶液从管口喷出，即可排出气泡。如图2所示。酸式滴定管排气：右手拿滴定管上部无刻度处，并使滴定管倾斜

11、30o，左手迅速打开旋塞，使溶液冲出管口反复数次，即可排出气泡。（3）酸式滴定管的操作 左手握滴定管，其无名指和小指向手心弯曲，其余二指控制旋塞的转动，如图3所示。应注意，不要向外用力，以免推出旋塞造成漏水，应使旋塞稍有一点向手心的回力。当然，回力不要过大以免造成旋塞转动困难。转动旋塞控制其开度的大小，则可控制管内溶液流出的速度。（4）碱式滴定管的操作 使用减管时，仍以左手握管，其拇指在前，食指在后，其它三个指辅助夹住出口管。用拇指和食指捏住玻璃珠所在部位，向右边挤乳胶管，使玻璃珠移至手心一测，溶液即可从玻璃珠旁边的空隙流出，如图4所示。（5）滴定操作 滴定操作可在锥形瓶中进行，并以白瓷板作背

12、景。滴定进行时，用右手前三指拿住瓶颈，使瓶底离瓷板约23cm。同时调节滴定管的高度，使滴定管的下端伸入瓶口约1cm。左手按前述方法滴加溶液，右手运用脑力摇动锥形瓶边施加边摇动如图5所示。滴定操作中应注意如下几点；摇瓶时，应使溶液向同一方向作圆周运动（左、右旋均可），但如使瓶口接触滴定管，溶液也不得溅出。滴定时，左手不能离开旋塞任其自流。征意观察液滴落点周围溶液的颜色变化。开始时，边滴边摇，滴定速度可稍快，但不要使溶液流成“水线”。接近终点时，应改为加一滴，摇几下。最后，每加半滴，即摇动锥形瓶，直至溶液出现明显的颜色变化。加半滴溶液的方法：微微转动旋塞，使溶液悬挂在出口管嘴上，形成半滴，用锥形瓶

13、内壁将其沾落，再用洗瓶以少量蒸馏水冲洗瓶壁。用减管滴加半滴溶液时，应先松开拇指与食炼 将悬挂的半滴溶液沾在锥形瓶内壁上，然后用蒸馏水冲洗瓶壁。每次滴定最好都从0.00开始，这样可减少误差。滴定结束后，滴定管内的剩余溶液应弃去，不得将其倒回原瓶，以免沾污整瓶操作溶液。随即洗净滴定管，并用蒸馏水充满全管，备用。（6）滴定管的读数 读数时，用手拿住滴定管上部无刻度处使其自然下垂保持垂直，并使滴定管内形成的弯月面与读数人的视线保持水平。对于无色或浅色溶液。应读取弯月面切线位置的读数，深色溶液可读取液面两侧最高点位置的读数。注意初读数与终读数应采用同一标准。读数要读到小数点后第二位，即要求估计到0.0l

14、mL。（二）移液管的使用移液管是一种用来准确移取某一固定体积溶液的仪器，较常用的有 5、10、15、25mL等规格。它的中腰膨大，上下两端细长，上端刻有环形标线。在标明的温度下使溶液的弯月面与环形标线相切，并溶液按一定的方法自由流出，则流出溶液的体积与管k标明的体积相同。移液管的使用分两步进行。1. 移液管的润洗：移取溶液前，用吸水纸将洗干净的移液管的尖端内外的水吸净并擦干，然后用待吸溶液润洗二次。方法是：用左手自然握住洗耳球，右手的拇指和中指拿住移液管上端，将管尖伸入溶液中，用洗耳球对准移液管上端吸取溶液至移液管体积约四分之一处时，移出、荡洗、弃之。如此反复荡洗二次。2. 移取溶液操作：移取

15、溶液时，将移液管尖插人待吸溶液面不约12cm处用洗耳球吸取溶液，如图6所示。随着吸取溶液量的不断增加，注意调整管尖插入液面的距离，以免吸空。当管中液面升至标线以上时，迅速移去吸耳球，同时用右手食指堵住管口，左手改拿盛待吸液的容器。然后，上提移液管使之离开液面，此时右一天食指微微松动，使液面缓慢下降，直到视线平视时弯月面与标线相切，立即用食指按紧管口。移开待吸液容器，左手改拿接收溶液的容器，使移液管保持垂直并放入容器中，调整容器使其内壁与管尖紧贴并倾斜成45o角。然后放松右手食指，使溶液自然地顺壁流下，如图 7所示。待液面下降到管失后，等15S左右，移出移液合 除特别注明“吹”字的以外，管尖部位

16、留存的溶液不能吹入接收的容器中。（三）容量瓶及其使用容量瓶是一种细颈梨形的平底玻璃瓶，具磨口玻璃塞或塑料塞，瓶颈上刻有标线。瓶上标有它的容积和标定时的温度。当溶液充满至标线时，瓶内所装溶液的体积和瓶上标明的容积相等。常用的容量瓶有10、25、50、l00、250、500、1000mL等多种规格，每种规格又有无色和棕色两种。容量瓶主要是用来把精密称量的物质准确地配成一定容积的溶液，或将准确容积的浓溶液稀释成准确容积的稀溶液，这一过程称为“定容”。容量瓶的洗涤原则和方法同前。由固体配制准确浓度的溶液，通常将团体准确称量后放入烧坏中，加少量纯水（或适当溶剂）使其溶解，然后定量地转移到容量瓶中。转移时

17、，用玻棒下端靠住瓶颈内壁，使溶液沿瓶壁流下，如图8所示。溶液流尽后，将烧杯轻轻顺玻棒上提，使附在玻棒、烧杯嘴之间的液滴回到烧杯中，（切不可将烧杯随便拿开，以免有液滴从烧杯嘴外边流下而损失）。再用洗瓶挤出水流冲洗烧杯数次，每次按上法将洗涤液完全转移至容量瓶中，然后用纯水稀释（注意；先用水将颈壁处浓溶液冲下）。在加水至接近标线时，用滴管加水至弯月面最低点与标线相切。盖紧瓶塞，一手食指压住瓶塞，用另一手托住瓶底，倒转容量瓶，使瓶内气泡上升到顶部，摇动数次，再到过来，如此反复倒转摇动数次，使瓶内溶液充分混合均匀。实验二 铝合金中铝含量的测定一. 实验目的1. 掌握铝合金中铝含量的测定方法。2. 学习和

18、巩固各种玻璃仪器的正确操作。二. 实验原理乙二胺四乙酸（简称EDTA）是含有羧基和氨基的螯合物，能与铝形成稳定的1:1的螯合物。由于Al3+离子易水解，在酸度不高时，Al3+水解而生成一系列多核羟基配合物，这些多核配合物与EDTA络合速度较慢，故不适宜采用直接滴定法测定铝。采用置换滴定法时，先调节pH为34，加入过量的EDTA溶液，煮沸，使Al3+与EDTA络合，冷却后，再调节溶液的pH为56，以二甲酚橙为指示剂，用Zn2+盐标准溶液滴定过量的EDTA（不计体积）。然后，加入过量的NH4F，加热至沸，使AlY-与F-之间发生置换反应，并释放与Al3+等摩尔的EDTA：AlY-6F-2H+AlF

19、63-H2Y2-释放出来的EDTA再用Zn2+盐标准溶液滴定至紫红色，即为终点。试样中含有Ti4+，Zr4+，Sn4+等离子时，亦同时被滴定，对Al3的测定有干扰。大量Fe3+对二甲酚橙指示剂有封闭作用，故本法不适用于含大量的Fe3+试样的测定。Fe3+含量不太高时可用此法，但需控制NH4F的用量，否则FeY-会被置换，使结果偏高。为此，可加入H3BO3，使过量的F-生成BF4-，可防止Fe3+的干扰，同时也防止SnY中的EDTA被置换，因此也可消除Sn4+的干扰。大量Ca2+在pH为56时，也有部分与EDTA络合，使测定Al3+的结果不稳定。铝合金中杂质元素较多，通常将试样经HNO3HCl混

20、合酸溶解后进行测定。三. 试剂1. HNO3HCl混合酸(HNO3:HCl:水1:1:2)；2. 0.02mol/L EDTA溶液；3. 氨水(1:1)；4. 盐酸(1:3)；5. 20六次甲基四胺溶液；6. 20NH4F溶液（储存于塑料瓶中）；7. 0.02mol/L锌标准溶液：准确称取含锌99.9以上的纯锌片0.3g于250ml烧杯中，加入约10ml左右的1:1盐酸，立即盖上表面皿,待其完全溶解后，用水冲洗表面皿和烧杯内壁，将溶液转移至250ml容量瓶中，并用水稀释至刻度，摇匀。计算其准确浓度。四. 实验步骤准确称取0.50.55g铝合金试样于250ml烧杯中，加入约30ml混合酸，并立即

21、盖上表面皿，加热，待试样完全溶解后，用水冲洗表面皿和杯壁，将溶液转移至500ml容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。用移液管移取10.00ml试液于250ml锥形瓶中，加入约0.02mol/L EDTA溶液30ml，二甲酚橙指示剂2滴，用1:1氨水调至溶液恰呈紫红色，然后，滴加1:3的HCl 3滴，将溶液煮沸3min左右，冷却，加入20六次甲基四胺20ml，此时溶液呈黄色，如不呈黄色，可用HCl调节。再补加12滴二甲酚橙指示剂，用锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为紫红色（此时，不计滴定体积）。加入20NH4F溶液10ml，将溶液加热至微沸，流水冷却，补加二甲酚橙指示剂1滴，此时溶液呈黄色。若溶液呈红色，应

22、滴加1:3的HCl使溶液呈黄色，再用锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为紫红色，即为终点（由于NH4F会腐蚀玻璃，实验完毕应尽快弃去废液，清洗仪器）。根据所消耗的锌标准溶液的体积，计算Al的百分含量。五. 实验数据及结果滴定数据及结果称样量(g)WZn: W铝合金：初始读数(ml)终点读数(ml)滴定消耗的体积(ml)Al的百分含量（）平均值（）相对平均偏差（）六. 问题讨论1. 铝的测定为什么一般不采用EDTA直接滴定法？2. 铝可溶于NaOH溶液中，问铝合金可否用NaOH溶液溶解？单用盐酸作溶剂行吗？3. 试分析从开始加入二甲酚橙到测定结束的整个过程中，溶液颜色几次变红变黄的原因。4. 为什么加

23、入过量的EDTA后，第一次用锌标准溶液滴定时，可以不计消耗的体积？5. 本实验中，使用的EDTA溶液要不要标定？6. 在滴定过程中，为什么要加入六次甲基四胺？7. 为什么通常使用乙二胺四乙酸二钠盐配制EDTA标准溶液，而不用二胺四乙酸?实验三 铁矿石中铁含量的测定（无汞定铁法）一. 实验目的1. 掌握K2Cr2O7标准溶液的配制及使用；2. 学习矿石试样的酸溶法；3. 学习K2Cr2O7法测定铁的原理及方法；4. 对无汞定铁有所了解，增强环保意识；5. 了解二苯胺磺酸钠指示剂的作用原理。二. 实验原理用HCl溶解分解铁矿石后，在热HCl溶液中，以甲基橙为指示剂，用SnCl2将Fe3+还原至Fe

24、2+，并过量12滴。经典方法是用HgCl2氧化过量的SnCl2，去除Sn2+的干扰，但HgCl2造成环境污染，本实验采用无汞定铁法。还原反应为使用甲基橙指示SnCl2还原Fe3+的原理是：Sn2+将Fe3+还原完全后，过量的Sn2+可将甲基橙还原为氢化甲基橙而褪色，不仅指示了还原的终点，Sn2+还能继续使氢化甲基橙还原成N，N-二甲基对苯二胺和对氨基苯磺酸，过量的Sn2+则可以消除。反应为以上反应为不可逆的，因而甲基橙的还原产物不消耗K2Cr2O7。HCl溶液浓度应控制在4 molL-1，若大于6 molL-1，Sn2+会先将甲基橙还原为无色，无法指示Fe3+的还原反应。HCl溶液浓度低于2m

25、olL-1，则甲基橙褪色缓慢。滴定反应为滴定突跃范围为0.931.34V，使用二苯胺磺酸钠为指示剂时，由于它的条件电位为0.85V，因而需要加入H3PO4使滴定过程中生成的Fe3+生成Fe(HPO4)2-，从而降低Fe3+/Fe2+电对的电位，使突跃范围变成0.711.34V，指示剂可以在此范围内变色，同时也消除了FeCl4-黄色对终点观察的干扰，Sb(V)，Sb(III)干扰本实验，不应存在。三. 主要试剂和仪器1. SnCl2 10% 10g SnCl2 H2O溶于40mL浓热HCl溶液中，加水稀释至100mL。2. SnCl2 5%3. H2SO4-H3PO4混酸 将15 L浓H2SO4

26、缓慢加至70 mL水中，冷却后加入 15 mL浓H3PO4混匀。4. 甲基橙 1 gL-15. 二苯胺磺酸钠 2 gL-16. K2Cr2O7标准溶液 c =0.05000 molL-1 将K2Cr2O7在150180干燥2 h，置于干燥器中冷却至室温。用减量法准确称取0.61290.01（0.6029-0.6229）g K2Cr2O7于小烧杯中，加水溶解，定量转移至250 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。四. 实验步骤准确称取铁矿石粉1.01.2 g于250 mL烧杯中，用少量水润湿，加入25mL浓HCl溶液，盖上表面皿，在通风柜中低温加热分解试样，若有带色不溶残渣，可滴加2030滴（或

27、约8滴管） 100 g L-1SnCl2助溶。试样分解完全时，残渣应接近白色（SiO2），用少量水吹洗表面皿及烧杯壁，冷却后转移至250 ml容量瓶中，稀释至刻度并摇匀。移取试样溶液25.00 mL于锥形瓶中，加20 mL1:1盐酸溶液，加热近沸，加入6滴甲基橙，趁热边摇动锥形瓶边逐滴加入5% SnCl2还原Fe3+。溶液由橙变红，再慢慢滴加5% SnCl2至溶液变为淡粉色，再摇几下直至粉色褪去。（如果刚加入SnCl2红色立即褪去，说明5% SnCl2已经过量，可补加1滴甲基橙，以除去稍过量的SnCl2，此时溶液若呈现浅粉色，表明SnCl2已不过量。）立即用流水冷却，加50 mL蒸馏水，20

28、mL硫磷混酸，4滴二苯胺磺酸钠，立即用K2Cr2O7标准溶液滴定到稳定的紫红色为终点，平行测定3次，计算矿石中铁的含量（质量分数）。五. 思考题1. K2Cr2O7为什么可以直接称量配制准确浓度的溶液？2. 分解铁矿石时，为什么要在低温下进行？如果加热至沸会对结果产生什么影响？3. SnCl2还原Fe3+的条件是什么？怎么控制SnCl2不过量？4. 以K2Cr2O7溶液滴定Fe3+时，加入H3PO4的作用是什么？5. 本实验中甲基橙起什么作用？实验四 分光光度法测定铝合金中铁的含量一. 实验目的1. 了解分光光度法的基本原理。2. 掌握用分光光度法测定铁的原理与方法。3. 了解分光光度计的构造

29、学习其使用方法。二. 实验原理有色溶液受到可见光的照射，会对可见光中某一波长的单色光产生较强烈的吸收，这种现象称为物质对光的选择性吸收。在定量分析中，选用适当的显色剂与样品的被测组份发生显色反应，使其转化成有色溶液，再用分光光度计测定该溶液在某一特定波长单色光条件下的吸光度值。那么，样品中被测组份的量与吸光度值之间，存在着确定的对应关系，即遵循郎伯比尔定律： Abc式中：A吸光度值；被测溶液的摩尔吸光系数；b液层厚度；c被测物质的浓度。根据这一关系，运用适当的测定方法，即可求出样品中被测组份的含量。本实验采用邻二氮菲作为显色剂，测定铝合金中铁的含量。邻二氮菲（Phen）又称邻菲啰啉，是测定铁的

30、一种优良显色剂，在pH29的条件下，Fe2+与邻二氮菲生成橘红色络合物Fe（Phen）2+反应式如下：其lgK稳21.3，508=1.1104Lmol-1cm-1，max510nm，Fe3+还原反应：2 Fe3+2NH4OHHCl2 Fe2+N2+2H2O+4H+2Cl-测定时，用NaAc控制溶液的pH值为56之间。Bi3+，Cd2+，Hg2+，Ag+，Zn2+等离子与邻二氮菲生成沉淀，Ca2+，Cu2+，Ni2+等离子与邻二氮菲生成有色络合物，对测定产生干扰。铝合金试样中基体元素为Al，共存元素有Cu，Mg，Fe，Si，Mn，Cr，Ti等。其中Cu2+可与邻二氮菲生成有色络合物干扰测定，因此

31、，在加入盐酸羟胺还原Fe3+时，可适当增加用量，将Cu2+还原成Cu+使之不与邻二氮菲显色，从而消除干扰。本实验采用标准曲线法测定铁的含量。三. 仪器与试剂1. 可见分光光度计。2. 铝合金试样溶液（使用前面实验溶解配制的样品）。3. 20g/ml铁标准溶液：准确称取0.8634g分析纯NH4Fe(SO4)212H2O,置于一烧杯中，用30ml 2mol/L HCl溶液溶解后移入500ml容量瓶中，以去离子水稀释至刻度，摇匀。4. 100g/L盐酸羟胺溶液:100g盐酸羟胺溶于1L去离子水中，该溶液不稳定，需现用现配。5. 1.0g/L邻二氮菲溶液:称取1.0g邻二氮菲置于一烧杯中，先用少量无

32、水乙醇(约50ml左右)将其溶解，然后用去离子水稀释至1000ml。6. 1mol/L NaAc溶液。四. 实验步骤1. 测量波长的选择和标准曲线的制作在6个50mL容量瓶中，用吸量管分别加入0.0mL，1.0mL，2.0mL，3.0mL，4.0mL，5.0mL 20g/mL铁标准溶液，各容量中均加入1mL盐酸羟胺溶液，摇均。再加入3mL邻二氮菲溶液和10mLNaAc溶液，用水稀释至刻度，摇均。以试剂空白(即加入0.0mL铁标准溶液的试液，以下同)为参比溶液，以加入5.0mL 20g/ml铁标准溶液的试液为测量溶液，用1cm比色皿，在470540nm之间，每隔10nm测定一次吸光度，在最大吸收

33、峰附近，每隔5nm测定一次吸光度。在坐标纸上，以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制A与关系吸收曲线。从吸收曲线上选择测定Fe的适宜波长，一般选用最大吸收波长max。然后，在最大吸收波长条件下，以试剂空白为参比溶液，测量各溶液的吸光度。以铁含量为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。2. 铁含量的测定用移液管移取铝合金试样溶液10.0mL于50mL容量瓶中，加入1mL盐酸羟胺溶液，摇匀。在加入3mL邻二氮菲溶液和10mL NaAc溶液，用水稀释至刻度，摇匀。在最大吸收波长条件下，用1cm比色皿，以试剂空白为参比溶液，测量该溶液的吸光度，根据吸光度值从标准曲线上查出并计算铁的含量。最后求出铝合

34、金试样中铁的百分含量。五. 数据记录及实验结果1. 吸收曲线（A）的绘制：（nm）A2. 最大吸收波长：max3. 标准曲线（A-C）的绘制及铁含量的测定：溶液 1# 2# 3# 4# 5# 铝合金试样CA4. 根据实验数据，计算铝合金中Fe的百分含量。六. 问题讨论1. 邻二氮菲分光光度法测定铁的适宜条件是什么？2. 怎样用分光光度法测定试样中的全铁（总铁）和亚铁的含量？试拟出一简单步骤。3. 测定过程中，加入试剂的顺序能否任意改变？为什么？4. 本实验量取各种试剂时应分别采用何种量器较为适合？为什么？实验五 原子吸收光谱法测定铝合金中铜和镁的含量一. 实验目的1. 学习原子吸收分光光度法的

35、基本原理2. 了解原子吸收分光光度计的基本结构及其使用方法3. 掌握用标准加入法测定铝合金中铜和镁含量的方法二. 实验原理原子吸收光谱法是原子光谱法的重要组成部分，是一种适用于微量和痕量元素分析的仪器分析方法。这种方法的分析过程为：光源（空心阴极灯、氙弧灯等）产生的特征辐射经过样品原子化区（火焰、石墨炉等）特征辐射会被待测元素基态原子所吸收，由辐射的减弱程度求得试样中待测元素的含量。当试样组成复杂，配制的标准溶液与试样组成之间存在较大差别时，常采用标准加入法。本实验亦采用标准加入法。该法是在数个容量瓶中加入等量的试样，分别加入不同量（倍增）的标准溶液，用适当溶液稀释至一定体积后，依次测出它们的

36、吸光度。以加入标样的质量（g）为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，如图所示。图中横坐标与标准曲线延长线的交点至原点的距离即为容量瓶中所含试样的质量（g），从而求得试样的含量。本法适用于铝及铝合金总铜量和镁量的测定。测定范围：铜0.0055.00，镁0.0055.00。三. 仪器与试剂原子吸收分光光度计，空气压缩机，铜空心阴极灯，镁空心阴极灯。铜标准储备液：称取铜1.0000g（含铜量99.95）置于250mL烧杯中，加入5mL浓硝酸，盖上表面皿，缓慢加热至试样完全溶解，冷却。将溶液移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，此溶液1.00mL含1.0mg铜。铜标准使用液：移取10

37、0.0mL铜标准储备液于1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1.00mL含0.1mg铜。镁标准储备液：称取1.0000g镁（含镁量99.95）置于250mL烧杯中，加入200mL水和30mL6molL的盐酸，待试样完全溶解后，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1.00mL含1.0mg镁。镁标准使用液：移取100.0mL镁标准储备液于1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1.00mL含0.1mg镁。氯化锶溶液：称取15g氯化锶（SrCl26H2O）置于250mL烧杯中，加入200mL水，溶解后，移入试剂瓶中，用水稀释至500mL，摇匀。此溶液1.0m

38、L含10mg锶。四. 实验步骤：准确称取0.1g铝合金试样于150mL烧杯中，加入10mL混合酸，并立即盖上表面皿，加热，待试样完全溶解后，用水冲洗表面皿和杯壁，将溶液转移至100mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。（或用实验中测定铝含量后剩的试液代替）。分别取试样溶液1.00mL于4个50mL容量瓶中，依次加入铜标准溶液（0.1mgmL）0、0.50、1.00、2.00mL，镁标准溶液（0.1mg/mL）0、0.10、0.20、0.40mL，加入5mL氯化锶溶液（10mg/mL），用去离子水定容，摇匀。另取一个50mL容量瓶，加入5mL氯化锶溶液（10mg/mL），用去离子水定容，摇匀。此液为空

39、白溶液。调节原子吸收分光光度计，选择空气乙炔贫燃型火焰，分别用铜空心阴极灯和镁空心阴极灯作光源，灯电流分别为5mA和3mA，波长分别为324.7nm和285.2nm。待电路和气路系统达到稳定后，每次用空白溶液（必要时做全程序空白）调零，依次测定各瓶溶液的吸光度值。五. 数据处理及计算：根据所测得的结果，绘制AC图，查出待测元素的质量m（g）。分析结果的计算：C（）m1V1Vm10-6100m1从工作曲线上查得的试样量（g）；V1取样体积（ml）；V试样总体积（ml）；m试样量（g）。六. 问题讨论：1.原子吸收光谱法具有哪些特点？2.采用标准加入法进行定量分析有什么优点？3.测定镁时，为什么要

40、加入氯化锶？它的作用是什么？实验六 水样中微量氟的测定一. 原理：离子选择电极是一种电化学传感器，它将溶液中特定离子的活度转换成相应的电位，氟离子选择电极(简称氟电极)是由电极薄膜(LaF3单晶片)，内参比电极(Ag-AgCl)和内参比溶液(0.1molL或0.001molL LaF+0.1 molL NaCl溶液)等部分组成。由LaF3单晶制成的电极薄膜，对溶液中游离的氟离子浓度具有良好的选择性，当氟电极插入溶液中时，电极薄膜对F-离子产生响应，在膜和溶液间产生一定的膜电位：氟电极与甘汞电极在待测溶液中组成原电池，其电位差：用离子选择电极测量的是溶液中离子活度，而通常定量分析需要测量的是离子

41、的浓度，不是活度，所以必须控制试液的活度。如果测量试液的离子强度不变时，离子的活度系数为一定值，则：E与F-离子的浓度CF-的对数值呈直线关系，因此，为了测定F-离子的浓度，常在标准溶液与试样溶液中同时加入相等的，足够量的惰性电解质作为总离子强度调节缓冲溶液，使它们的总离子强度相同。当F-离子的浓度在110-6molL范围内时，氟电极电位与pF(F-离子的浓度的负对数)呈直线关系，可用标准曲线法或标准加入法进行测定。标准加入法是先测定试样的E1，然后将一定量的F-标准溶液加入此试样中，再测定E2，利用下式公式计算出氟的含量：式中：C为增加的F-浓度，S为电极的响应斜率，即标准曲线的斜率，S又叫

42、作级差(浓度改变10倍所引起的E值变化)，在理论上， (250C，n=1时，S59mv/pF)实际测定值与理论值常有出入,因此最好进行测定，以免引入误差。测定最简单的方法是借稀释一倍的方法以测得实际响应斜率。即测出E2的溶液，用水稀释一倍，然后再测定E3，则电极在试液中的实际响应斜率为：用离子选择性电极测量氟时，最适宜的pH范围为58。pH值过低，H+离子与部分F-离子形成HF或HF2-，降低F-离子的浓度；pH值过高，LaF3单晶膜与OH-离子发生交换作用而使溶液中的F-离子浓度增加。氟电极的最大优点是选择性好。除能与F-离子生成稳定络合物或难溶沉淀的元素（如Al，Fe，Zr，Th，Ca，M

43、g，Li及稀土元素等）会干扰测定（通常可用柠檬酸，EDTA，DCTA，磺基水扬酸及磷酸盐等掩蔽）外，高达103倍的Cl-，Br-，I-，SO42-，HCO3-，NO3-，AC-，C2O42-及C4H4O62等阴离子均不干扰。加入总离子强度调节缓冲液（TISAB），可以起到控制一定的离子强度和酸度，以及掩蔽干扰离子等作用。二. 仪器与试剂：1. pH-3C型酸度计，电磁搅拌器；2. 氟电极，饱和甘汞电极；3. 阳离子交换树脂柱；4. 10-2mol/L NaF溶液；5. 总离子强度调节缓冲溶液（TISAB）：溶解12g柠檬酸钠，58gNaCl，57mL冰醋酸，用6mol/LNaOH溶液调节pH值

44、为5.05.5之间，稀释至1000mL；6. 6mol/LNaOH溶液。三. 步骤：1. 电极的准备（1）氟电极使用前在盛有10-3mol/L NaF溶液内浸泡12小时，进行活化；甘汞电极在去离子水浸泡45小时，再向甘汞电极内加入饱和KCl溶液。（2）转动酸度计前面板至要求角度，将氟电极，甘汞电极插在电极夹上，把电极夹装在电磁搅拌器的电极立杆上。氟电极插头插入酸度计后面的电极插口上，甘汞电极引线连接在接线柱上，将仪器接上电源，按下电源按钮，预热20分钟，选择开关置mv档。（3）用去离子水清洗电极到空白电位，即洗到氟电极在去离子水的电位为-350mv以下。2. 标准加入法测定F-（1）准确吸取1

45、0.00mL水样于100mL容量瓶中。向容量瓶内滴加6 mol/L NaOH，至pH为47，加入10mL TISAB溶液，用去离子水稀释至刻度，摇匀，取50mL于烧杯中，测定E1。（2）在上述试液中，准确加入0.5mL浓度约为10-2mol/L的F-标准溶液，混匀，继续测定E2。（3）在测定过E2的试液中，加入5mL TISAB及45mL去离子水，混匀，测定E3。根据测定结果，计算出水样中氟离子的浓度。四. 实验数据记录：电位值 试液（E1） 加标后(E2) 稀释一倍后(E3) E(mv)五. 问题讨论：1. 用氟电极测定F-浓度的原理是什么？2. 氟电极测得的是F-浓度还是活度？如果要测定F-的浓度，应该怎么办？3. TISAB溶液应包含哪些组分？各组