分析大型實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全守則一、實(shí)驗(yàn)室為嚴(yán)肅工作之場(chǎng)所，為維護(hù)大家的安全，不得于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嘻笑怒罵、抽煙、喝飲 料、吃東西、嚼口香糖及打手機(jī)。二、實(shí)驗(yàn)課必須佩戴框式眼鏡保護(hù)眼睛安全眼鏡、近視眼境或平光眼鏡均可，最好是安全 眼鏡，禁戴隱形眼鏡及太陽眼鏡。三、實(shí)驗(yàn)課中需穿全棉質(zhì)實(shí)驗(yàn)服，長(zhǎng)發(fā)應(yīng)該束扎起，不得穿拖鞋、露腳趾或無后帶的涼鞋。四、熟悉實(shí)驗(yàn)樓的緊急逃生通道。五、熟悉實(shí)驗(yàn)室中各種安全設(shè)施之位置及使用方法。如：滅火器、滅火砂、滅火毯、化學(xué)吸 附劑、沖眼及緊急沖水設(shè)備、急救箱等。六、只做老師指定或允許之實(shí)驗(yàn)，不得操作未經(jīng)許可之實(shí)驗(yàn)。七、可燃溶劑切不可用火直接加熱。密閉不通的裝置不可加熱。八、一切裝置必須穩(wěn)固，

2、 不可勉強(qiáng)支持。 不可用書本等紙張擋風(fēng)或墊高加熱裝置， 以避免著 火。九、發(fā)生有毒或有刺激性氣體之反應(yīng)務(wù)必在通風(fēng)櫥中作用。 十、勿用手撿拾碎玻璃或未知固體藥物。十一、藥品取用前，必須認(rèn)清標(biāo)簽無誤，用后蓋好，放回原處。危險(xiǎn)藥品尤須注意容器外拭 除干凈，蓋緊放穩(wěn)。十二、禁止學(xué)生自行調(diào)動(dòng)烘箱溫度。十三、不可從實(shí)驗(yàn)室中攜出任何儀器設(shè)備及藥品。十四、依照實(shí)驗(yàn)課本用量拿取藥品，不可浪費(fèi)增加污染。 十五、實(shí)驗(yàn)中遇有意外事件發(fā)生，應(yīng)迅速、鎮(zhèn)靜地處理，并即刻報(bào)告老師。十六、 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后必須清理實(shí)驗(yàn)桌并將儀器歸位， 同時(shí)洗凈雙手， 并須檢查水電、 瓦斯與門 窗，確實(shí)關(guān)妥方可離去。十七、實(shí)驗(yàn)廢棄物處理：1. 固體廢

3、棄物如玻璃、紙屑不得丟入水槽內(nèi)。2. 破碎玻璃器皿應(yīng)置于特定之回收桶內(nèi)。3. 不可將溫度計(jì)當(dāng)攪拌棒使用； 若水銀溫度計(jì)破損 汞蒸氣有毒 應(yīng)報(bào)告老師特別處 理。4. 應(yīng)回收處理之含重金屬或有機(jī)溶劑廢液， 必得收集后倒入指定之廢液回收桶內(nèi)， 不 得傾倒于水槽。5. 多余之酸堿液應(yīng)先予中和或加水稀釋后再倒掉，以避免腐蝕水槽排水管及污染環(huán) 境。十八、輪值的值日生應(yīng)于實(shí)驗(yàn)結(jié)束后清理、 打掃實(shí)驗(yàn)室及處理垃圾并清點(diǎn)當(dāng)日所分發(fā)之儀器 與藥品。實(shí)驗(yàn)時(shí)意外事件之處理1. 若煤氣燈著火，立即關(guān)閉煤氣，速覆以濕抹布，并用滅火器熄滅。2. 若磷著火而遽然，即速覆上潮濕細(xì)沙，火自熄滅。3. 若酸、堿或腐蝕性藥品濺入眼中，

4、 當(dāng)先用水沖洗至少 20 分鐘；情形嚴(yán)重者，經(jīng)急救后須 再轉(zhuǎn)送醫(yī)務(wù)室或醫(yī)院治療。4. 若遇強(qiáng)酸或強(qiáng)堿觸及皮膚，應(yīng)先用水沖洗；情形嚴(yán)重者，經(jīng)急救后須再轉(zhuǎn)送醫(yī)務(wù)室或醫(yī) 院治療。5. 皮膚若被小刀或玻璃割傷，宜先取出玻璃屑，用凈水洗滌傷處，涂上優(yōu)碘藥水，然后用 貼布包裹之。6. 若皮膚被火灼傷，應(yīng)遵守沖、脫、泡、蓋、送原則處理，立刻用大量水不斷沖洗至 不再感覺灼熱；情形嚴(yán)重者，須續(xù)送至醫(yī)務(wù)室或醫(yī)院治療。7. 水銀溫度計(jì)斷裂時(shí)的處理方法： 先收集大顆粒汞于燒杯或培養(yǎng)皿中， 加水降低其蒸汽壓， 且以重物覆蓋于表面，避免再次流散。殘留散粒汞迅速加硫粉覆蓋，始之生成HgS,數(shù)小時(shí)后，可掃除之。緊急救護(hù)電話：

5、 120火警及救護(hù)車：119實(shí)驗(yàn)水泥熟料中SiO2、Fe2O3, AI2O3, CaO和MgO 含量的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解重量法測(cè)定 SiO2含量的原理和用重量法測(cè)定水泥熟料中SiO2含量的方法。2. 進(jìn)一步掌握絡(luò)合滴定法的原理，特別是通過控制試液的酸度、溫度及選擇適當(dāng)?shù)难诒蝿?和指示劑等條件，在鐵、鋁，鈣、鎂共存時(shí)直接分測(cè)定它們的方法。3. 掌握絡(luò)合滴定的幾種測(cè)定方法一一直接滴定法，返滴定法和差減法，以及這幾種測(cè)定法中的計(jì)算方法。4. 掌握水浴加熱、過濾、洗滌，灰化、灼燒等操作技術(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理水泥熟料是水泥生料經(jīng)1400 C以上的高溫煅燒而成的，通過熟料分析，可以檢驗(yàn)熟料質(zhì)量和燒成情

6、況的好壞，根據(jù)分析結(jié)果，可及時(shí)調(diào)整原料的配比以控制生產(chǎn)。水泥熟料中堿性氧化物占60%以上，因此易為酸分解，水泥熟料主要為硅酸三鈣(3CaO SiO2),硅酸二鈣(2CaO SQ2),鋁酸三鈣(3CaO AI2O3)和鐵鋁酸四鈣 (4CaO A1 2O3 FeO 3)等化合物的混合物，這些化合物與鹽酸作用時(shí)， 生成硅酸和可溶性的 氯 化物，反應(yīng)式如下：2CaO -SiO2 + 4HC1 = 2CaCl 2 + H2SQ3 +H2O3Ca SiO2 + 6HCl = 3CaCl 2 + H2SQ3 + 2H 2O3CaO A1 2O3 + 12HC1 = 3CaCl 2 + 2AlCl 3 + 6

7、H2O4CaO A1 2O3 Fe2O3 + 20HC1 = 4CaCl 2 + 2AlCl 3 +2 FeCl3 + 10H2O硅酸是一種很弱的無機(jī)酸，在水溶液中絕大部分以溶液狀態(tài)存在，其化學(xué)式應(yīng)SiO2 nH2O表示，在用濃酸和加熱蒸干等方法處理后，能使絕大部分硅酸水溶液脫水成水凝膠析出， 因此可以利用沉淀分離的方法把硅酸與水泥中的鐵、鋁、鈣、鎂等其他組分分開。本實(shí)驗(yàn)中以重量法測(cè)定 SiO2的含量。在水泥經(jīng)酸分解后的溶液中，采用加熱蒸發(fā)近干 和加固體氯化銨兩種措施，使水溶性膠狀硅酸盡可能全部脫水析出，蒸干脫水是將溶液控制在100-110C溫度下蒸發(fā)至近干。由于HCI的蒸發(fā)，硅酸中所含的水分

8、大部分被帶走，硅酸水溶膠即成為水凝膠析出。由于溶液中的Fe3+、A13+等離子在溫度超過110C時(shí)易水解生成難溶性的堿式鹽，混在硅酸凝膠中，使SiO2的結(jié)果偏高，而使Fe2O3、A1 2O3等的結(jié)果偏低， 故加熱蒸干宜采用水浴以控制溫度。加入固體NH4CI后，由于NH4CI易水解生成NH3 H2O和HCI，在加熱的情況下，它們 易揮發(fā)逸去，從而消耗了水，因此能促進(jìn)硅酸水溶膠的脫水作用，反應(yīng)式如下：NH4CI + H2O = NH 3 H2O +HCl含水硅酸的組成不固定，故沉淀經(jīng)過濾，洗滌，烘干后，還需經(jīng)950 1000 C高溫灼燒成固體SiO2,然后稱重，根據(jù)沉淀的重量計(jì)算SiO2的百分含量

9、。灼燒時(shí)，硅酸凝膠不僅失去吸附水，并進(jìn)一步失去結(jié)合水，脫水過程的變化如下：110 C950-1000 CH 2SiO3 nH 2OH2SQ3SiO2灼燒所得SiO2沉淀是雪白而又疏松的粉末。如所得沉淀呈灰色，黃色或紅棕色，說明 沉淀不純，在要求比較高的測(cè)定中，應(yīng)將沉淀置于鉑坩堝中灼燒，稱重，然后以氫氟酸 一硫酸處理，使SiO2成SiF4揮發(fā)逸去：SiO2 + 4HF t SiF + 2H2O然后再稱剩余殘?jiān)盂釄宓闹亓浚幚砬昂髢纱沃亓恐罴礊榧僑iO2重量。水泥中的鐵，鋁、鈣，鎂等組分以Fe3+、A13+、Ca2+、Mg2+等離子形式存在于過濾 SiO?沉淀后的濾液中，它們都與EDTA形成穩(wěn)

10、定的絡(luò)離子，但這些絡(luò)離子的穩(wěn)定性有較顯著差別，因此只要控制適當(dāng)?shù)乃岫染涂捎肊DTA分別滴定它們。本法測(cè)定Fe3+離子時(shí)控制酸度范圍為 PH = 22.5，以磺基水楊酸為指示劑，以 EDTA 標(biāo) 準(zhǔn)溶液滴定之；然后在滴定 Fe3+離子后的溶液中，以 PAN為指示劑，以EDTA為標(biāo)準(zhǔn) 溶液進(jìn)行A1 3+離子的滴定，其方法同實(shí)驗(yàn)硫酸鋁中鋁含量的測(cè)定；鈣、鎂含量同用EDTA法水中硬度的測(cè)定II,原理和方法見前，此處從略。三、儀器與試劑儀器：馬弗爐分析天平容量分析常用儀器試劑：濃鹽酸，1： 1 HCI溶液，3% HCI溶液，濃硝酸，1:1氨水，10 % NaOH溶液，固 體 NH4CI, 10% NH4

11、CNS 溶液，1: 1 三乙醇胺，0.01mol LEDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液，0.01mol LCuSO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液，HAc NaAc緩沖溶液（pH = 4.3） , NH3-JH4CI緩沖溶液（pH = 10） , 0.05%溴甲酚 綠指示劑，10%磺基水揚(yáng)酸指示劑，0.2 % PAN指示劑，酸性鉻藍(lán)K -萘酚綠B指示劑，鉻黑 T指示劑，鈣指示劑等。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. SiO2的測(cè)定準(zhǔn)確稱取試樣0.5克左右二份，置于干燥的50毫升燒杯中，加 2克固體氯化銨，用平頭玻璃棒混和均勻。蓋上表皿，沿杯口滴加3毫升濃鹽酸和1滴濃硝酸1，仔細(xì)攪勻，使試樣充分分解，將燒杯置于沸水浴上（杯內(nèi)放一玻璃三角架），再蓋上

12、表面皿，蒸發(fā)至近干 （約需1015分鐘）（為什么要蒸發(fā)至近干？）。取下，加10毫升熱的稀鹽酸（3%），攪拌，使可溶 性鹽類溶解，以中速定量濾紙過濾， 用膠頭淀帚以熱的稀鹽酸 （3%）擦洗玻璃及燒杯，并洗滌 沉淀至洗滌液中不含 Fe3+離子為止，F(xiàn)e3+離子可用10% NH4CNS溶液檢驗(yàn)2，一般來說，洗 滌10次即可達(dá)不含F(xiàn)e3+離子的要求，濾液及洗滌液保存在250毫升容量瓶中，并用純水稀釋至刻度，搖勻，供測(cè)定 Fe3+、A1 3+、Ca2+、Mg2+等離子之用。將沉淀和濾紙移至已稱至恒重的瓷坩堝中，先在煤氣燈火中烘干，再升高溫度使濾紙充分灰化，然后在 950 1000C的高溫爐內(nèi)灼燒 30分

13、鐘，取出，稍冷；再移置于干燥器中冷 卻至室溫（約需20分鐘），稱量。如此反復(fù)灼燒，直至恒重。2. Fe3+離子的測(cè)定準(zhǔn)確吸取分離 SiO2后之濾液50 mL3置于250mL錐形瓶中，加50 mL水，2滴0.05 % 溴甲酚綠指示劑4（溴甲酚綠指示劑在小于 3.8時(shí)呈黃色，大于5.4時(shí)呈蘭色），此時(shí)溶液呈黃 色，逐滴滴加（1:1）氨水，使之成蘭色然后再用（1 : 1）HCl溶液調(diào)至黃色后再過量 3滴，此時(shí)溶液之酸度約為pH=2，加熱至約90C，取下，加 68滴10 %磺基水楊酸，用0.01mol LEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。在滴定開始時(shí)溶液呈紅紫紅色，此時(shí)滴定速度宜稍快些。當(dāng)溶液開始呈淡紅紫色時(shí)，則

14、把滴定速度放慢，一定要每加一滴，搖搖，看看、然后再加一滴，最好同時(shí)加熱，直至滴到 溶液變到淡黃色，即為終點(diǎn)，滴得太快，EDTA易過量，這樣不僅會(huì)使 Fe3+的結(jié)果偏高，同時(shí)還會(huì)使A1 3+的結(jié)果偏低。3. A13+離子的測(cè)定在滴定鐵含量后的溶液中，準(zhǔn)確加入25mL 0.01mol LEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液（用移液管?。瑩u勻。然后再加入 15 mL pH=4.3的HAc NaAc緩沖液，煮沸12分鐘，取下稍冷至 90 C 左右，加入46滴0.2%PAN指示劑，以0.01mol L-1CuSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定之，開始時(shí)溶液呈 黃色，隨著 CUSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的加入，顏色逐漸變綠并加深，直至再加入一滴突然變

15、蘭紫， 即為終點(diǎn)。在變紫色之前，有由藍(lán)綠色變灰綠色的過程，在灰綠色溶液中再加I滴CuSO4溶液，即變紫色。4. Ca2+離子的測(cè)定準(zhǔn)確吸取分離 SiO2后的濾液10 mL于250 mL錐形瓶中，加水稀釋至約100 mL ,加4 mL1:1三乙醇胺溶液，搖勻后再加5 mL 10 % NaOH液，再搖勻，加入約0.01克固體鈣指示劑（用 藥勺小頭取約1勺），此時(shí)溶液呈酒紅色。然后以O(shè).OImol LEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈藍(lán)色，即為終點(diǎn)，記下消耗的EDTA毫升數(shù)Vj。5. Mg2+離子的測(cè)定準(zhǔn)確吸取分離 SiO2后的濾液10 mL于250 mL錐形瓶中，加水稀釋至約100 mL ,加4 mL

16、1:1三乙醇胺溶液，搖勻后，加入10 mL pH=10的NH3NH4CI緩沖溶液，再搖勻，然后加入適量酸性鉻藍(lán) K 萘酚綠B指示劑（此時(shí)溶液呈淡紫紅），以0.01mol LjEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴 定至溶液呈藍(lán)色，即為終點(diǎn)。記下消耗的EDTA毫升數(shù)V2,根據(jù)此結(jié)果計(jì)算所得的為鈣、鎂總量，由此減去鈣量即為鎂量。五、思考題1. 如何分解水泥熟料試樣 ？分解時(shí)的化學(xué)反應(yīng)是什么 ？2. 本實(shí)驗(yàn)測(cè)定SiO2含量的方法原理是什么 ？3. 試樣分解后加熱蒸發(fā)的目的是什么？操作中應(yīng)注意些什么？4. 在Fe3+、A13+、Ca2+、Mg 2+共存的溶液中，以 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定 Ca2+、Mg2+離子的合量時(shí)，是