定量分析综合实验

1、 定量分析综合实验（NH4）2SO4-NH4Cl混合液中，各组分浓度的测定实验研究报告 班级： 0 5 0 9 1 1 姓名： 苏 燕 慧 2008年1月1、前言：近两年咸潮出现了海潮倒灌持续时间长、江河取水口咸潮浓度高的特点，给城镇供水造成巨大压力。因此，如何快速掌握潮水中氯离子 Cl-含量即含氯度的变化规律，是进行咸潮治理、水质调控的关键因素之一。同时硫酸盐在自然界分布广泛，水中少量 SO42-对动物及人体无害,但硫酸镁、硫酸钠含量较高时有致泻作用。而NH4Cl，(NH4)2SO4是化肥的主要成分，植物在施肥后，经雨水冲刷，那些化合物就流入水体中，造成污染，因此，测量NH4Cl，(NH4)

2、2SO4的浓度，有很重要的现实意义。2、总体思路：根据实验一些要求，如：滴定时滴定剂用量在15-25ml左右配制适当的样品有许多溶解方法，如熔融法，烧结法，但本实验用水溶解即可样品溶解分别鉴定各个离子的浓度SO42-浓度的测定Cl-浓度的测定NH4+浓度的测定甲醛法测NH4+EDTA滴定SO42-重量法测SO42-铁铵钒法测Cl-莫尔法测Cl-3、方案3、1样品配制用分析天平准确称取0.18g NH4Cl和0.85g (NH4)2 SO4。因为甲醛法测NH4+时，要使滴定剂体积合适，NH4+的浓度大约为0.03520.04224mol/L，样品将配制成250ml溶液。同时测氯时，所用的两种测氯

3、的方法均需控制Cl-在10500mgL。结果：NH4Cl ：0.1787g和0.8513g (NH4)2 SO4。3、2样品溶解将已称取样品用适量水溶解，转入到250ml容量瓶中，稀释到刻度线。3、3分别测量各离子浓度3、3、1 NH4+浓度的测定方法一：甲醛法测NH4+仪器与药品试剂：25mL碱式滴定管；250mL容量瓶；25mL移液管； 1000mL试剂瓶； 250mL锥性瓶、烧杯；10、100mL量筒；洗瓶；玻璃棒；滴管；表面皿；吸耳球；托盘天平；电子分析天平。药品：氢氧化钠；邻苯二甲酸氢钾；0.2%乙醇酚酞溶液；40%甲醛；硫酸铵试样（1）0.1 mol/L NaOH溶液的配制 在分析

4、天平上取NaOH固体2 g于小烧杯中，加入50 mL蒸馏水使其溶解，稍冷后转入500 mL试剂瓶中，加水450 mL，用橡皮塞塞好瓶口，摇匀。（2）NaOH溶液的标定 准确称取0.40.5 g邻苯二甲酸氢钾三份（分析天平；差量法；有效数字，小数点后四位），分别置于250 mL锥形瓶中，加水4050 mL溶解后，滴加酚酞指示剂12d，用NaOH溶液滴定至溶液呈微红色，30秒内不褪色，即为终点。平行测定三份。实验原理：NH4+ + 6HCHO = (CH2)6N4H+ + 3H+ + 6H2O生成的(CH2)6N4H+ ：Ka 7.1×10-6 (pH=5.6)，可用NaOH标准溶液滴定

5、。(CH2)6N4H+ + OH-=(CH2)6N4 +H2O产物六亚甲基四胺(CH2)6N4的水溶液显微碱性。3H+ 3OH-=3H2O实验步骤：试样含氮量测定置于250mL锥形瓶中加5mL中性甲醛放置5min加12滴酚酞移取25.00mL样品计算试样中的含氮量（N）及相对平均偏差用NaOH标准溶液滴定至粉红色30秒不褪色（平行三次）结果与讨论 序号 数据项目123V（试样）/ml250025002500V(NaOH)/ml128812841292C(NH4+)006476006456006496C(NH4+)/mol/L006476di000000000020000020相对平均偏差/%0

6、21讨论：硫酸铵是常用的无机含氮化肥之一，系强酸弱碱盐。由于铵盐中NH4+的酸性太弱，Ka=5.6×10-7 （pH=6.3）。故无法用NaOH标准溶液直接滴定。而生成的(CH2)6N4H+ ：Ka 7.1×10-6 (pH=5.6)，可用NaOH标准溶液滴定。甲醛应一份一份地加以免污染空气；滴定时不要过量。采用甲酸强化NH4+酸性时，一定要使NH4+完全转化成六次甲基四胺盐，因此必须要使溶液充分要匀并放置一段时间，以使反应完全。3、3、2 Cl-浓度的测定方法一：莫尔法测Cl-仪器与药品仪器250mL锥形瓶，25mL棕色滴定管，25mL ，50mL吸管。药品硫酸溶液，C(

7、12H2SO4)0.05molL；氢氧化钠溶液，C(NaOH)0.05molL；注意：若实验要求一般，则可按分化实验书后的方法配制下列药品，若要求更精确，则用以下方法配制药品。、（用作标定硝酸银标准溶液）氯化钠标准溶液C(NaCl)0.0141molL，相当于500mgL氯化物含量：将氯化钠(NaCl)置于瓷坩埚内，在500600下灼烧4050min。在干燥器中冷却后称取8.2400g，溶于蒸馏水中，在容量瓶中稀释至1000mL。用吸管吸取10.0mL，在容量瓶中准确稀释至100mL。1.00mL此标准溶液含0.50mg氯化物(C1-)。、硝酸银标准溶液C(AgNO3)0.0141molL：称

8、取0.2395g于105烘半小时的硝酸银(AgNO3)，溶于蒸馏水中，在容量瓶中稀释至100mL，贮于棕色瓶中。氯化钠标准溶液标定硝酸银标准溶液硝酸银标准溶液：用吸管准确吸取25.00mL氯化钠标准溶液()于250mL锥形瓶中，加蒸馏水25mL。另取一锥形瓶，量取蒸馏水50mL作空白。各加入1mL铬酸钾溶液()，在不断的摇动下用硝酸银标准溶液滴定至砖红色沉淀刚刚出现为终点。计算每毫升硝酸银溶液所相当的氯化物量，然后校正其浓度，再作最后标定。1.00mL此标准溶液相当于0.50mg氯化物(Cl-)。、铬酸钾溶液50gL：称取58铬酸钾(K2CrO4)溶于少量蒸馏水中，滴加硝酸银溶液()至有红色沉

9、淀生成。摇匀，静置12h，然后过滤并用蒸馏水将滤液稀释至100mL。、酚酞指示剂溶液：称取0.58酚酞溶于50mL95乙醇中。加入50mL蒸馏水，再滴加0.05molL氢氧化钠溶液使呈微红色。实验原理在中性至弱碱性范围内(pH6.510.5)，以铬酸钾为指示剂，用硝酸银滴定氯化物时，由于氯化银的溶解度小于铬酸银的溶解度，氯离子首先被完全沉淀出来后，然后铬酸盐以铬酸银的形式被沉淀，产生砖红色，指示滴定终点到达。该沉淀滴定的反应如下： 由于AgCl的溶解度比Ag2CrO4的溶解度小，根据分步沉淀原理，在滴定过程中，溶液首先析出AgCl沉淀。随着滴定的进行，溶液中Cl离子浓度逐渐减小，Ag+离子浓度

10、逐渐增大，直至生成砖红色Ag2CrO4沉淀，从而指示滴定终点。实验步骤移取25mL样品置于锥形瓶中 测pH值 超出此范围时pH值在6.510.5时以酚酞作指示剂用0.1 molL稀硫酸或0.05 molL氢氧化钠溶液调节至红色刚刚退去。直接滴定加入1mL铬酸钾()溶液用硝酸银标准溶液()滴定砖红色沉淀刚刚出现即为滴定终点平行测定3次同法作空白滴定。结果与讨论结果的表示氯化物含量m(g)按下式计算：C（AgNO3）=m（AgNO3）/M（AgNO3）n(Cl-)=C（AgNO3）*V1) *500/50m(NH4Cl)= n(Cl-)* M（NH4Cl）式中：V1蒸馏水消耗硝酸银标准溶液量，ml

11、；V试样消耗硝酸银标准溶液量的平均值，ml；25移取试样的体积，ml。250试样总体积，ml。结果： 序号 数据项目123mKHP/g0.31980.44920.4444VNaOH/ml16.6523.2823.15CNaOH/mol/L0.094150.094580.09410CNaOH/mol/L0.09427di0000120.000310.00017相对平均偏差/%021项目 数据 序数123硝酸银的质量m（AgNO3）/g0.2348蒸馏水消耗硝酸银标准溶液量V1/ml0.41试样体积/ml50试样消耗硝酸银标准溶液量/ml21.5421.4821.42di21.48相对平均偏差/%

12、5.09%讨论 1) 铬酸钾在水样中的浓度影响终点到达的迟早，因为K2CrO4的浓度太高，终点提前，结果偏低，而且CrO42本身的颜色也会影响终点的观察；K2CrO4的浓度太低，终点推迟，结果偏高。在50100mL滴定液中加入1mL 5铬酸钾溶液，使CrO4-浓度为2.6×1035.2×103molL。在滴定终点时，硝酸银加入量略过终点，可用空白测定值消除。2）但即使按上述方法操作，终点误差还是较大，因为终点极难判断。测定时，氯全部沉淀后，呈乳白色，再加一滴即可，但那个终点不明显。所以误差=5.9%，远大于滴定要求。3）本标准适用的浓度范围为10500mgL的氯化物。高于此

13、范围的水样经稀释后可以扩大其测定范围。 溴化物、碘化物和氰化物能与氯化物一起被滴定。正磷酸盐及聚磷酸盐分别超过250mgL及25mgL时有干扰。铁含 水质氯化物的测定硝酸银滴定法方法二、铁铵钒法测Cl-仪器与药品仪器250mL锥形瓶，25mL滴定管，25mL ，50mL吸管。药品10铬酸钾指示剂； 1酚酞指示剂（以乙醇为溶剂）；0.1molL氢氧化钠溶液； 0.1molL1/2H2SO4溶液； 硝酸银标准溶液（1ml相当于1mg Cl-）； 20mol/LHNO3溶液； 10%铁铵矾指示剂； 硫氰酸铵标准溶液（1ml相当于1mg Cl-）。氯化钠标准溶液(1 ml含1 mg氯离子)：取基准试剂

14、或优级纯氯化钠34g置于瓷坩埚内，于高温炉内升温至500灼烧30 min，然后放入干燥器冷却至室温，准确称取1.6480g氯化钠，溶于级试剂水并稀释定容至1000ml。硝酸银标准溶液的配制：称取0. 5 g硝酸银溶于100 ml 级试剂水中，贮存于棕色瓶中。硝酸银标准溶液的标定： 于三个锥形瓶中，用移液管分别注入10.00mL氯化钠标准溶液，再各加90 ml 级试剂水，加23滴1酚酞指示剂，若显红色，即用硫酸溶液中和至无色。若不显红色，则用氢氧化钠溶液中和至微红色，然后以硫酸溶液滴回至无色，再各加1.0 ml 10铬酸钾指示剂。均用硝酸银标准溶液（盛于棕色滴定管中）滴定至橙色，分别记录硝酸银标

15、准溶液消耗量V0，以平均值计算，但三个平行试验数值间的相对误差应小于0.25%。另取100 ml级试剂水作空白试验，除不加氯化钠标准溶液外，其他步骤同上，记录硝酸银标准溶液消耗量V1。硝酸银溶液滴定度T0（mg Cl-/ml）按式（1）计算： （1）式中：V0 氯化钠标准溶液消耗硝酸银标准溶液的平均体积，ml； V1 空白试验消耗硝酸银标准溶液的体积，ml； 10 氯化钠标准溶液的体积，ml； 1.0氯化钠标准溶液的浓度，mg/ ml。硝酸银标准溶液浓度的调整：使其成为1 ml相当于1 mgCl-的标准溶液。级试剂水加入量按式（2）计算： （2）式中：L 调整硝酸银溶液浓度所需级试剂水加量，m

16、l；L 配制的硝酸银溶液经标定后剩余的体积，ml；T0硝酸银溶液标定的滴定度，mgCl- / ml；1.0 硝酸银溶液调整后的滴定度，（1ml相当于1mg Cl-）。硫氰酸铵标准溶液的配制：称取2.3gNH4SCN溶于1000ml级试剂水中。硫氰酸铵标准溶液的标定：于三个锥形瓶中，用移液管分别注入10.00mlAgNO3标准溶液，再各加90ml级试剂水及1.0ml10%铁铵矾指示剂，均用NH4SCN标准溶液滴定至红色，记录NH4SCN标准溶液消耗体积A0。同时另取100ml级试剂水作空白试验，记录空白试验NH4SCN标准溶液消耗体积A1。硫氰酸铵溶液滴定度T1按式（3）计算： （3）式中：A0

17、 硝酸银标准溶液消耗硫氰酸铵标准溶液的平均体积，ml； A1 空白试验消耗硫氰酸铵标准溶液的体积，ml； 10硝酸银标准溶液的体积，ml； 1.0硝酸银标准溶液的滴定度，mg/ ml。硫氰酸铵标准溶液浓度的调整：使其成为1ml相当于1mg Cl-的标准溶液。级试剂水加入量按式（4）计算： （4）式中：Q 调整硫氰酸铵溶液浓度所需级试剂水加量，ml；Q 配制的硫氰酸铵溶液经标定后剩余的体积，ml；T1 硫氰酸铵溶液标定的滴定度，mgCl- / ml；1.0 硫氰酸铵溶液调整后的滴定度，（1ml相当于1mg Cl-）。实验原理在酸性条件下（pH1）加入过量的硝酸银(AgNO3)标准溶液，溶液中CO

18、32-、SO32-、PO43-、聚羧酸盐和有机膦等干扰离子不能与Ag+生成沉淀，而Cl-仍能与Ag+生成沉淀的原理。设计用铁铵矾NH4Fe(SO4)2作指示剂的测定方法，过量的Ag+用硫氰化铵（NH4SCN）标准溶液返滴定，当达到终点时，SCN-与Fe3+生成红色络合物，使溶液变色，即为滴定终点。Cl- + Ag+ AgCl（白色）SCN- + Ag+ AgSCN（白色）SCN- + Fe3+ FeSCN2+（红色络合物）实验步骤加1ml 20mol/LHNO3溶液，使水样pH1加入VAg=25.00 ml硝酸银标准溶液移取50 mL水样置于2501ml锥形瓶中样品试验：记录硫氰酸铵标准溶液消

19、耗体积a用硫氰酸铵标准溶液快速滴定至红色加入1.0ml 10%铁铵矾指示剂摇匀 同法作空白试验，记录空白试验NH4SCN标准溶液消耗体积b。结果与讨论水样中氯化物(Cl-)含量C按式(5)计算： (mg/L) （5）式中：VAg 硝酸银标准溶液加入的体积，ml； 滴定水样时消耗硫氰酸铵标准溶液体积，ml； 空白试验时消耗硫氰酸铵标准溶液体积，ml； T 硫氰酸铵标准溶液的滴定度，mgCl- / ml；VS 水样的体积，mL。项目 数据 序数123a0.2b/ml26.7426.6826.62平均值V/ml26.68相对误差1.62%讨论与莫尔法相比，本方法终点较好判断，相对误差较小，符合滴定误

20、差范围。由于铁铵矾指示剂法测定Cl-采用的是返滴定法，溶液被酸化后，加入AgNO3的量应比被测溶液中Cl-的含量要略高，否则就无法滴定。加入过量的AgNO3标准溶液后，应充分摇动，防止AgCl沉淀吸附溶液中的Cl-，产生负误差。AgCl与SCN-发生反应会引进误差，但因这种沉淀转化缓慢，影响不大，只要注意在接近滴定终点时，快速滴定，摇动不要太剧烈，就可基本消除其造成的负误差。氯化物（以氯离子计）测定范围：5100mg/L，高于此范围的水样经稀释后可以扩大其测定范围。适用于含有碳酸根(CO32-)、亚硫酸根(SO32-)、磷酸根(PO43-)、聚羧酸盐和有机膦等水样的氯化物的测定。不适用于含有碳

21、酸根(CO32-)、亚硫酸根(SO32-)、磷酸根(PO43-)、聚羧酸盐和有机膦等水样的氯化物的测定。被测溶液pH值的控制。被测溶液pH1时，溶液中CO32-、SO32-、PO43-、聚羧酸盐和有机膦等干扰物质才不能与Ag+发生沉淀反应。因此，测定前，加HNO3酸化时，HNO3的加入量应以水样应以被测溶液pH1为准。3、3、3 SO42-浓度的测定方法一：EDTA络合滴定测SO42-仪器与药品仪器25 mL 滴定管,250 mL 锥形瓶,加热及过滤装置。试剂及配制、氯化钡溶液( 质量浓度为 100 g/ L )：将 100 gBaCl2·2H2O溶于约800 mL水中,加热,冷却,

22、将溶液稀释至1L ,贮存在玻璃或聚乙烯瓶中备用。1mL该溶液可沉淀SO42-约40mg。 、EDTA 标准溶液(浓度约为0.05 mol/ L) ：称取18.6125 g EDTA ,溶于少量水中,移入 1000 mL 容量瓶中,再加蒸馏水稀释至标线。、锌标准溶液(浓度为0.0500 mol/ L )：精确称取3. 2690 g 纯锌,溶于 6 mL 1 + 1 盐酸溶液中,待其全部溶解后移入 1000 mL 容量瓶中,用水稀释至标线,即为锌标准溶液。吸取此溶液 25. 00 mL ,置于锥形瓶中,加 75 mL 水、10 mL 缓冲溶液和少许( 2030 mg )铬黑 T 指示剂,摇匀后,用

23、 EDTA 标准溶液滴定至溶液由淡紫红色变为蓝色即为终点。、硫酸根标准溶液(质量浓度为500 mg/ L )：准确称取无水硫酸钠(Na2SO4在105下烘 2h)0.1480g,用水溶解,定容至 200 mL 。1 mL 该溶液含SO42- 500g。、铬黑 T 指示剂：称取0.5g 铬黑 T,加100g固体氯化钠,研磨均匀后贮存于棕色瓶中,紧塞备用。、甲基红指示剂 (1 g/ L) ：将0.1g甲基红钠盐溶解在水中,并稀释至100mL。、1+1盐酸溶液。、氨水及1+1氨水。、缓冲溶液：称取20g氯化铵,溶于 500 mL 水中,加100 mL 浓氨水,用水稀释至1000 mL 。实验原理在酸

24、性条件下,先用过量的氯化钡将溶液中的硫酸盐完全沉淀,溶液经过滤,沉淀硫酸钡经洗涤后,将其溶解于加入定量氨水的 EDTA 溶液中,过量的 EDTA 以锌标准溶液回滴,以铬黑 T 为指示剂,可测定溶液中硫酸盐的浓度。实验步骤：样品试验：加水或浓缩至100mL用盐酸溶液(1+1)或氨水(1+1)加甲基红2滴置于250mL烧杯中取适量的水样慢慢加入氯化钡溶液10mL趁热，不断搅拌于电炉上加热近沸至剩50mL加2mL盐酸溶液(1 + 1)将水样调至显橙黄色 加热近沸使沉淀全部溶解将滤纸洗至无色用蒸馏水洗涤烧杯、滤纸和沉淀数次用定量滤纸过滤水样冷却至室温煮沸1min 于电炉上搅拌0.05mol/L的EDT

25、A标准溶液20.00mL加水100mL,加氨水10 mL将沉淀和滤纸一起移至原来的烧杯中滴定至溶液由兰色变为紫色时即为终点用0.0500mol/L锌标准溶液滴定加氨水5mL冷却至室温加少量铬黑T按同法做空白试验结果与讨论刘宏之等研究得知该方案的加标回收率为 96. 38 %99. 69 %, 变异系数为1. 20 %1. 49 %。(1) 应当在适当稀的溶液中进行。这样,在沉淀过程中,溶液的相对饱和度不大,均相成核作用不显著,容易得到大颗粒的晶形沉淀物,而且沉淀物易滤、易洗。(2)应该在连续搅拌下缓慢地加入沉淀剂,以减少局部过浓现象。(3)应当在热溶液中进行,一方面可增大沉淀物的溶解度,降低溶

26、液的相对饱和度,以便获得较大的晶粒;另一方面,又能减少杂质的吸附量,有利于得到纯净的沉淀物。此外,升高溶液的温度,可以增加构晶离子的扩散速度,加快晶体的生长,有利于获得大颗粒的晶粒。(4) 在加热和搅拌条件下进行,可以将室温下的陈化过程从几小时或十几小时缩短至 12 h ,甚至几十分钟。方法二、重量法测SO42- 仪器与药品仪器电子天平、烧杯、吸量管、表面皿、玻璃棒、胶头滴管、中（慢）速定量滤纸、玻璃漏斗、瓷坩锅、干燥器、试管药品2mol/LHCl 溶液、BaCl2 · H2O（122g/L）、0.1mol/L 硝酸银、0.025mol/LEDTA、甲基红指示剂（2g/L） 实验原理

27、在酸性条件下,先用过量的氯化钡将溶液中的硫酸盐完全沉淀,溶液经过滤,沉淀硫酸钡经洗涤后,将其溶解于加入定量氨水的 EDTA 溶液中,过量的 EDTA 以锌标准溶液回滴,以铬黑 T 为指示剂,可测定溶液中硫酸盐的浓度。 实验步骤马弗炉中灼烧放冷800 8501、空瓷坩锅的恒重3045min洗净两个瓷坩锅 晾干 编号800 850转入干燥器中放冷 1520min马弗炉中灼烧转入干燥器中室温 冷却称重冷却 操作直到相邻两次称量结果相差不超过 0.3mg室温称重 加2滴甲基红加水溶解2、沉淀的制备滴加盐酸溶液至刚变红置于400ml烧杯中移取两份50ml样品， 用水洗涤5 次,每次约10ml过量2ml用中速滤纸过滤冷却加热近沸将滤液和洗液收集到 500ml烧杯中 慢慢加入 10ml 氯化钡溶液不断搅拌加入6mlEDTA 溶液在沸水浴上保温 2h继续沸腾15min自然冷却陈化冷却不断搅拌将上层清液倾注在滤纸上用温