酸堿滴定法的應(yīng)用

1、2-7 2-7 酸堿滴定法的應(yīng)用酸堿滴定法的應(yīng)用 酸堿滴定法能直接滴定一般的酸堿以及能與酸或酸堿滴定法能直接滴定一般的酸堿以及能與酸或堿起反應(yīng)的物質(zhì)，也能間接地測(cè)定許多并不呈酸性或堿起反應(yīng)的物質(zhì)，也能間接地測(cè)定許多并不呈酸性或堿性的物質(zhì)，因此其應(yīng)用非常廣泛。堿性的物質(zhì)，因此其應(yīng)用非常廣泛。一、混合堿的測(cè)定一、混合堿的測(cè)定( (一一) ) 燒堿中燒堿中NaOHNaOH和和NaNa2 2COCO3 3含量的測(cè)定含量的測(cè)定 燒堿燒堿(氫氧化鈉氫氧化鈉)在生產(chǎn)和貯藏過(guò)程中，因吸收空氣中的在生產(chǎn)和貯藏過(guò)程中，因吸收空氣中的CO2而產(chǎn)生部分而產(chǎn)生部分Na2CO3。在測(cè)定燒堿中。在測(cè)定燒堿中NaOH含量的同

2、時(shí)，含量的同時(shí)，常常要測(cè)定常常要測(cè)定Na2CO3的含量，故為混合堿的分析。的含量，故為混合堿的分析。 分析方法有兩種：雙指示劑法分析方法有兩種：雙指示劑法 氯化鋇法氯化鋇法1. 雙指示劑法雙指示劑法 雙指示劑法：是利用雙指示劑法：是利用兩種指示劑兩種指示劑在不同化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的顏在不同化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的顏色變化，得到色變化，得到兩個(gè)終點(diǎn)兩個(gè)終點(diǎn)，分別根據(jù)各終點(diǎn)時(shí)所消耗的酸標(biāo)準(zhǔn)，分別根據(jù)各終點(diǎn)時(shí)所消耗的酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，計(jì)算各成分的含量。溶液的體積，計(jì)算各成分的含量。測(cè)定原理：測(cè)定原理： 燒堿中燒堿中NaOH和和Na2CO3含量的測(cè)定，可用甲基橙和酚酞含量的測(cè)定，可用甲基橙和酚酞兩種指示劑，以酸標(biāo)準(zhǔn)溶液連

3、續(xù)滴定。兩種指示劑，以酸標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)滴定。具具 體體 做做 法：法： 在燒堿溶液中，先加酚酞指示劑先加酚酞指示劑，用酸(如HCl)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至酚酞紅色剛好褪去紅色剛好褪去。此時(shí)，溶液中NaOH已全部被滴定已全部被滴定，Na2CO3只被滴定成只被滴定成NaHCO3 (即恰好滴定了一半)，設(shè)消耗HCl的體積為V1毫升毫升。 然后加入甲基橙指示劑然后加入甲基橙指示劑，繼續(xù)以HCl滴定至溶液由黃色變?yōu)槌壬牲S色變?yōu)槌壬@時(shí)NaHCO3已全部被滴定已全部被滴定，記下HCl的用量，設(shè)體積為V2毫升毫升。 整個(gè)滴定過(guò)程所消耗HCl的體積關(guān)系可圖解如下： sCONaHClCONasNaOHHClNaOHm

4、McVwmMVVcw3232)()(221 2. 氯化鋇法氯化鋇法 先取先取1份試樣溶液份試樣溶液，以甲基橙作指示劑以甲基橙作指示劑，用HCl標(biāo)淮溶液滴定至橙色。此時(shí)混合堿中NaOH和和Na2CO3均被滴定均被滴定，設(shè)消耗HCl V1 mL。 另取等份試樣溶液另取等份試樣溶液，加入過(guò)量加入過(guò)量BaCl2溶液溶液，使其中的Na2CO3變成Ba2CO3沉淀析出。然后以酚酞作指示劑以酚酞作指示劑，用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至酚酞紅色剛好褪去，設(shè)消耗HCl V2毫升。此法用于滴定混合堿中的NaOH。 于是: sNaOHHClNaOHsCONaHClCONamMcVwmMVVcw)()(212213232 常

5、將試樣中的各種形式的氮轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，然后進(jìn)常將試樣中的各種形式的氮轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，然后進(jìn)行測(cè)定，但銨鹽是很弱的酸行測(cè)定，但銨鹽是很弱的酸(NH4+, Ka= 5.6l0-10 )，不，不能直接用標(biāo)準(zhǔn)堿溶液滴定。能直接用標(biāo)準(zhǔn)堿溶液滴定。 常用下列兩種方法常用下列兩種方法間接測(cè)定銨鹽中的氮間接測(cè)定銨鹽中的氮。二、銨鹽中氮的測(cè)定二、銨鹽中氮的測(cè)定1.蒸餾法蒸餾法(1) 往銨鹽試樣溶液中加入過(guò)量的濃堿溶液，并加熱使往銨鹽試樣溶液中加入過(guò)量的濃堿溶液，并加熱使NH3釋放出來(lái)。釋放出來(lái)。 NH4+OH-NH3+H2O(2) 釋放出來(lái)的釋放出來(lái)的NH3吸收吸收于于H3BO3溶液中。溶液中。NH3+ H3BO3

6、= NH4+ + H2BO3-(3) 然后用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定然后用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定H3BO3吸收液。吸收液。 滴定反應(yīng)滴定反應(yīng) H+ + H2BO3- = H3BO3 (對(duì)于對(duì)于0.1mol/L,pHsp=5.1) 產(chǎn)物產(chǎn)物H3BO3是極弱的酸是極弱的酸(Ka5.8l0-10 )，它并不影響滴定。該滴定用，它并不影響滴定。該滴定用甲基紅和溴甲酚綠混合指示劑甲基紅和溴甲酚綠混合指示劑(pH=5.1由酒紅色由酒紅色灰色灰色綠色綠色)，終點(diǎn)為，終點(diǎn)為粉紅色。根據(jù)粉紅色。根據(jù)HCl的濃度和消耗的體積，按下式計(jì)算氮的含量：的濃度和消耗的體積，按下式計(jì)算氮的含量：sNHClNmMcVw)( 除用除用H3BO3

7、吸收吸收NH3外，還可用過(guò)量的酸標(biāo)準(zhǔn)溶外，還可用過(guò)量的酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收液吸收NH3,然后以甲基紅或甲基橙作指示劑然后以甲基紅或甲基橙作指示劑,再用堿標(biāo)再用堿標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)溶液返滴定剩余的酸返滴定剩余的酸。 該法的優(yōu)點(diǎn)是只需要一種標(biāo)準(zhǔn)溶液該法的優(yōu)點(diǎn)是只需要一種標(biāo)準(zhǔn)溶液(HCl)。凱氏定氮法凱氏定氮法 土壤和有機(jī)化合物土壤和有機(jī)化合物( (如蛋白質(zhì)、生物堿和其它含氮化如蛋白質(zhì)、生物堿和其它含氮化合物合物) )中的氮，不能直接測(cè)定，須經(jīng)一定的化學(xué)處理，使中的氮，不能直接測(cè)定，須經(jīng)一定的化學(xué)處理，使各種氮化合物轉(zhuǎn)變成銨鹽后，再按上述蒸餾法進(jìn)行測(cè)定。各種氮化合物轉(zhuǎn)變成銨鹽后，再按上述蒸餾法進(jìn)行測(cè)定。 該方法準(zhǔn)

8、確可靠，在有機(jī)化合物分析中廣泛應(yīng)用。該方法準(zhǔn)確可靠，在有機(jī)化合物分析中廣泛應(yīng)用。 2. 甲醛法甲醛法 利用甲醛與銨鹽作用，釋放出相當(dāng)量的酸利用甲醛與銨鹽作用，釋放出相當(dāng)量的酸（質(zhì)子化的六亞甲基四胺質(zhì)子化的六亞甲基四胺和和H+）： 4NH4+6HCHO(CH2)6N4H+3H+6H2O (Ka7.1l0-6) 然后以酚酞作指示劑，用然后以酚酞作指示劑，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液成微紅色，由標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液成微紅色，由NaOH的濃度和消耗的體積，按下式計(jì)算氮的含量。的濃度和消耗的體積，按下式計(jì)算氮的含量。 在此方法中：在此方法中：4N 4NH4+ 一個(gè)弱酸一個(gè)弱酸(CH2)6N4H+ 和和3個(gè)

9、強(qiáng)酸個(gè)強(qiáng)酸3H+ 需要需要4OH-，所以，所以sNNaOHNmMcVw)( 甲醛法簡(jiǎn)便快速，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。甲醛法簡(jiǎn)便快速，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。如果試樣中含有游離酸，事先以甲基紅作指示劑，用堿中和。如果試樣中含有游離酸，事先以甲基紅作指示劑，用堿中和。三、某些有機(jī)化合物含量的測(cè)定三、某些有機(jī)化合物含量的測(cè)定 某些本身不是酸堿的有機(jī)化合物，不能直接用酸堿滴某些本身不是酸堿的有機(jī)化合物，不能直接用酸堿滴定法測(cè)定，但可通過(guò)某些化學(xué)反應(yīng)或加熱回流等方法，使定法測(cè)定，但可通過(guò)某些化學(xué)反應(yīng)或加熱回流等方法，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槟苡盟釅A滴定的物質(zhì)，間接用酸堿滴定法測(cè)定。其轉(zhuǎn)變?yōu)槟苡盟釅A滴定的物質(zhì)，間接用酸

10、堿滴定法測(cè)定。 例如：酸酐、醇、酯、醛和酮等。例如：酸酐、醇、酯、醛和酮等。 酯的測(cè)定酯的測(cè)定 酯是非酸堿物質(zhì)，不能直接利用酸堿滴定進(jìn)行測(cè)量，但酯是非酸堿物質(zhì)，不能直接利用酸堿滴定進(jìn)行測(cè)量，但可通過(guò)轉(zhuǎn)變后直接測(cè)定?？赏ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)變后直接測(cè)定。(1) 將酯與已知濃度的過(guò)量的將酯與已知濃度的過(guò)量的NaOH溶液共熱使其發(fā)生皂化溶液共熱使其發(fā)生皂化反應(yīng)：反應(yīng)： CH3COOC2H5 + NaOH = CH3COONa + C2H5OH(2) 待反應(yīng)完全，以酚酞作指示劑，用待反應(yīng)完全，以酚酞作指示劑，用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定過(guò)量的過(guò)量的NaOH，即可測(cè)得酯的含量。，即可測(cè)得酯的含量。 醛、酮的測(cè)定

11、醛、酮的測(cè)定 醛醛類化合物既非酸又非堿，當(dāng)然不能用酸堿滴定類化合物既非酸又非堿，當(dāng)然不能用酸堿滴定法直接測(cè)定。但醛類化合物可通過(guò)某些化學(xué)反應(yīng)，釋法直接測(cè)定。但醛類化合物可通過(guò)某些化學(xué)反應(yīng)，釋放出相當(dāng)量的酸或堿，便可間接地測(cè)定其含量。放出相當(dāng)量的酸或堿，便可間接地測(cè)定其含量。例例1：丙烯醛與鹽酸羥氨在醇溶液中起反應(yīng)，釋放出相當(dāng)量：丙烯醛與鹽酸羥氨在醇溶液中起反應(yīng)，釋放出相當(dāng)量的酸的酸(HCl)： CH2=CHCHO +NH2OHHCl CH2=(CH2)2=NOH + HCl + H2O 生成的生成的HCl，以甲基橙作指示劑，用，以甲基橙作指示劑，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。注意：為了

12、避免滴定劑與溶液中過(guò)量注意：為了避免滴定劑與溶液中過(guò)量NH2OHHCl反應(yīng)，應(yīng)選擇在酸性范反應(yīng)，應(yīng)選擇在酸性范圍內(nèi)變色的指示劑，如甲基橙、溴酚藍(lán)等。圍內(nèi)變色的指示劑，如甲基橙、溴酚藍(lán)等。sCHCHOCHNaOHCHCHOCHmMcVw 22)(例2：甲醛與亞硫酸鈉在水溶液中發(fā)生下述反應(yīng)： HCHO + Na2SO3 + H2O H2(OH)C-SO3Na + NaOH 釋放出NaOH，以酚酞或百里酚酞作指示劑，用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定之。根據(jù)酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度及其體積，便可求得甲醛的百分比含量。四、某些無(wú)機(jī)物含量的測(cè)定四、某些無(wú)機(jī)物含量的測(cè)定氟硅酸鉀法測(cè)定硅：氟硅酸鉀法測(cè)定硅： 1、試樣用堿、試樣用堿熔

13、融熔融：將：將SiO2轉(zhuǎn)化為可溶性硅酸鹽。轉(zhuǎn)化為可溶性硅酸鹽。2、在強(qiáng)酸性溶液中加入過(guò)量、在強(qiáng)酸性溶液中加入過(guò)量KF和和KCl(降低沉淀的溶解度降低沉淀的溶解度)，轉(zhuǎn)變?yōu)榉杷?，轉(zhuǎn)變?yōu)榉杷徕洺恋?。鉀沉淀?K2SiO3 + 6F- +6H+ =K2SiF6+ 3H2O3、氟硅酸鉀沉淀用、氟硅酸鉀沉淀用KCl-乙醇洗滌，用酚酞作指示劑中和其吸附的游離酸。乙醇洗滌，用酚酞作指示劑中和其吸附的游離酸。4、加入沸水使其水解出、加入沸水使其水解出HF。 K2SiF6 + 3H2O = 2KF + H2SiO3 + 4HF5、生成的、生成的HF用堿標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。用堿標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。則則 1molSiO2

14、1mol K2SiO3 1mol K2SiF6 4molHF 4mol NaOH%100)(41%22 sSiONaOHmMcVSiO無(wú)機(jī)磷含量的測(cè)定無(wú)機(jī)磷含量的測(cè)定方法方法1、 含磷試樣用硝酸和硫酸處理后使磷轉(zhuǎn)化為磷酸。含磷試樣用硝酸和硫酸處理后使磷轉(zhuǎn)化為磷酸。2、 然后在硝酸介質(zhì)中加入鉬酸銨，生成黃色的磷鉬酸銨沉淀：然后在硝酸介質(zhì)中加入鉬酸銨，生成黃色的磷鉬酸銨沉淀： 12MoO42- + 2NH4+ +H3PO4 + 22H+ = (NH4)2HPO412MoO3H2O+ H2O3、 將沉淀過(guò)濾并洗滌后，溶于過(guò)量的定量的將沉淀過(guò)濾并洗滌后，溶于過(guò)量的定量的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液中：標(biāo)準(zhǔn)溶液中：

15、 (NH4)2HPO412MoO3H2O + 24OH- = HPO42- + 12MoO42- + 13H2O + 2NH4+4、以酚酞為指示劑，用、以酚酞為指示劑，用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定剩余的標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定剩余的NaOH至試液的紅色褪至試液的紅色褪去去(pH8)。計(jì)量關(guān)系：計(jì)量關(guān)系：1P 24OH- 據(jù)此求出試樣中的含量據(jù)此求出試樣中的含量sPHClNaOHmMcVcVP )()(241%例 題 稱取含稱取含Na3PO4-Na2B4O7.10H2O試樣試樣1.000g，溶解后，通過(guò)氫型強(qiáng)酸，溶解后，通過(guò)氫型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂RH收集流出液，以甲基紅為指示劑，用收集流出液，

16、以甲基紅為指示劑，用0.1000mol.L-1 的的NaOH滴定，耗去滴定，耗去30.00mL。隨后加入足量的甘露醇，以百里酚酞為指。隨后加入足量的甘露醇，以百里酚酞為指示劑，繼續(xù)用示劑，繼續(xù)用NaOH滴定，耗去滴定，耗去40.00mL。 (1) 求原混合試樣中求原混合試樣中Na3PO4(M=164.0)和和Na2B4O7.10H2O (M=381.0)的的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 (2) 為何用甲基紅作指示劑？為何用甲基紅作指示劑？解：(1) Na2B4O7 + 5H2O = 2NaH2BO3 + 2H3BO3 Na3PO4 + 3RH = H3PO4 + 3RNa NaH2BO3+ RH = H3BO3 + RNa 試樣溶解后，通過(guò)氫型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂RH，收集的流出液為H3PO4和H3BO3的混合液， H3BO3是弱酸不能被準(zhǔn)確滴定， H3PO4在甲基紅變色范圍(pH=4.46.2)內(nèi)，被滴定為H2PO4- 。1Na3PO4 1 H3PO4 1 H2PO4- 1NaOH(甲基紅變色)4920. 01000000. 10 .16400.301000. 043 PONaw 加入甘露醇是把加入甘露醇是把H3BO3強(qiáng)化，再滴定；強(qiáng)化，再滴定；H3BO3與甘露醇生成較強(qiáng)的與甘露醇生成較強(qiáng)的絡(luò)合酸，釋放出等量