(NH4)2SO4-NH4Cl混合液中

(NH4)2SO4-NH4Cl混合液中 定量分析综合实验报告 _NHSO-NHCl4244 1，分别测定NHCl和（NH）SO的混合物中各组分的浓度； 4424 2，练习使用甲醛法测定含氮量，银量法测定氯的浓度，重量法测定硫酸根的浓 度。 ＋NH的测定甲醛法 4 实验原理： -7+由于铵盐中NH的酸性太弱，Ka=5.6×10 （pH=6.3）。故无法用NaOH标准溶液直4 接滴定。因此，工业生产中普遍采用甲醛法测定铵盐中的含氮量。将铵盐与甲醛作用，定量 +生成六亚甲基四铵盐和H，其具体反应如下所示： +++4 NH + 6HCHO = (CH)NH + 3H + 6HO 42642 ++-6 生成的H和(CH)NH ：Ka 7.1×10 (pH=5.6)，可用NaOH标准溶液滴定。 264 - ++(CH)NH + OH=(CH)N ＋HO 2642642 ＋4计量点时产物为六亚甲基四胺(CH)N，其水溶液显微碱性。 26 因此，在滴定终点时可采用酚酞作为指示剂，达到终点时试液由无色变为微红色。 －二，Cl的测定 1，银量法 实验原理： 在中性至弱碱性范围内(pH在6.5—10.5)，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： -Ag＋Cl—?AgCl? 2-2Ag＋CrO?AgCrO?(砖红色) 424 该方法适用的氯离子浓度范围为10—500mg／L的氯化物，当氯离子含量过高时，可适当加水稀释。 2，铁铵钒法 2008-1-1 - 1 - 定量分析综合实验报告 实验原理： -+在酸性条件下（pH?1）加入过量的硝酸银(AgNO)标准溶液，而Cl仍能与Ag生成沉3+淀的原理。设计用铁铵矾[NHFe(SO)]作指示剂的测定方法，过量的Ag用硫氰化铵442-3+（NHSCN）标准溶液返滴定，当达到终点时，SCN与Fe生成红色络合物，使溶液变色，4 即为滴定终点。 -+Cl + Ag ? AgCl?（白色） -+SCN + Ag ? AgSCN?（白色） -3+2+SCN + Fe ? FeSCN（红色络合物） -水样中氯化物(Cl)含量将按照下式计算： (2,,)，VabTAg (mg/L) ,，1000C,ClVS 式中：Va— 硝酸银标准溶液加入的体积； — 滴定水样时消耗硫氰酸铵标准溶液体积； Ag — 空白试验时消耗硫氰酸铵标准溶液体积；T — 硫氰酸铵标准溶液的滴定度； b V — 水样的体积，mL。 S 2-三，SO含量的测定 4 1，重量法 实验原理： 将样品溶解于水后，用稀盐酸酸化后加热至沸，在不断搅拌下慢慢的加入氯化钡溶液，所 得沉淀经过过滤、洗涤、烘干、灼烧后，以硫酸钡形式称量，即可求得样品中硫酸根的含量。 2+2-Ba + SO4 BaSO (白色) 42，EDTA络合滴定 实验原理： 2-在酸性条件下,先用过量的氯化钡将溶液中SO的完全沉淀,溶液经过滤,沉淀硫酸钡经洗4 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。 硫酸盐质量浓度( mg/L ) =(V - V)×C ×96.06 ×1000/ V 01 式中: V ———水样的体积,mL ; V0 ———滴定空白溶液所消耗锌标准溶液的体积,mL ; V1 ———滴定样品所消耗锌标准溶液的体积,mL ;C ———锌标准溶液的浓度,mol/ L 2008-1-1 - 2 - 定量分析综合实验报告 （NH）SO-NHCl混合液中，各组分浓度的测定 4244 摘要：本实验主要针对氯化铵和硫酸铵混合试样的组成成分，应用所学的化学方法对组分离子进行分别测 定，归纳出待测离子的最佳，如氯离子采用银量法，硫酸根采用重量法，铵根离子采用甲醛法。 关键词：混合试样，NHCl，（NH）SO，测定。 4424 本实验需要测定两种试样的含量，由于它们相互之间没有干扰，故我们采取各自的最佳 ++方法分别测定各离子的含量。因为NH不稳定，故在配置好样品后，最先做NH离子含量44 的测定。 +1， NH离子含量的测定（甲醛法） 4 1．1 实验原理 -7+由于铵盐中NH的酸性太弱，Ka=5.6×10 （pH=6.3）。故无法用NaOH标准溶液直4 接滴定。因此，工业生产中普遍采用甲醛法测定铵盐中的含氮量。将铵盐与甲醛作用，定量 +生成六亚甲基四铵盐和H，其具体反应如下所示： +++4 NH + 6HCHO = (CH)NH + 3H + 6HO 42642+-6 +生成的H和(CH)NH ：Ka 7.1×10 (pH=5.6)，可用NaOH标准溶液滴定。 264- ++(CH)NH + OH=(CH)N ＋HO 2642642 计量点时产物为六亚甲基四胺(CH)N，其水溶液显微碱性。因此，在滴定终点时可采用264 酚酞作为指示剂，达到终点时试液由无色变为微红色。 1．2 仪器和试剂 （1）仪器 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；面皿；吸耳球；托盘天平；电子分 析天平。 （2）试剂 氢氧化钠（AR）；邻苯二甲酸氢钾；0.2%乙醇酚酞溶液；40%甲醛；硫酸铵、氯化铵试 样，酚酞指示剂。 （3）试剂的配制 酚酞指示剂：称取0.58酚酞溶于50mL95％乙醇和50 mL的水溶液中。 0.1 mol/L NaOH溶液：在台称上取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。 NaOH溶液的标定：准确称取0.4~0.5 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40~50 mL溶解后，滴加酚 酞指示剂1~2d，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。 NH Cl 和（NH）SO混合试样：用电子天平准确地称量0.15-0.20g NHCl和0.85-0.90g44244 （NH）SO固体于小烧杯中。用大约30ml蒸馏水将固体溶解定容于250.00ml容量瓶424 中。 1．3实验步骤 用移液管移取25.00mL溶液于250mL锥形瓶中，加入5ml中性甲醛溶液，1～2滴酚酞，2008-1-1 - 3 - 定量分析综合实验报告 摇匀，静置1min后，用0.10mol/LNaOH标准溶液滴定至溶液呈淡红色且半分钟不褪色 为终点。 平行测定三份，计算试样中的含氮量及相对平均偏差。 1．4 数据处理 （1）NaOH的标定 序号 数据 1 2 3 项目 m/g 0.3198 0.4492 0.4444 KHP V/ml 16.65 23.28 23.15 NaOH C/mol/L 0.09415 0.09458 0.09410 NaOH C/mol/L 0.09427 NaOH di 0．00012 0.00031 0.00017 相对平均偏差/% 0．21 +（2）NH离子含量的测定 4 序号 数据 1 2 3 项目 V（试样）/ml 25．00 25．00 25．00 V(NaOH)/ml 12．88 12．84 12．92 C(NH+) 0．06476 0．06456 0．06496 4 +C(NH)/mol/L 0．06476 4 di 0．00000 0．00020 0．00020 相对平均偏差/% 0．21 1．5 问题和讨论 （1）.铵盐中氮的测定为何不采用NaOH直接滴定法？ -10-8答：因NH+的Ka=5.6×10，其Cka<10,酸性太弱，所以不能用NaOH直接滴定。 4 （2）. 为什么中和甲醛试剂中的甲酸以酚酞作指示剂；而中和铵盐试样中的游离酸则以甲 基红作指示剂？ 答：甲醛试剂中的甲酸以酚酞为指示剂用NaOH可完全将甲酸中和，若以甲基红为指示剂， 用NaOH滴定，指示剂变为红色时，溶液的pH值为4.4，而甲酸不能完全中和。铵盐试样 中的游离酸若以酚酞为指示剂，用NaOH溶液滴定至粉红色时，铵盐就有少部分被滴定， 使测定结果偏高。 （3）.NHHCO中含氮量的测定，能否用甲醛法？ 43+-答：NHHCO中含氮量的测定不能用甲醛法,因用NaOH溶液滴定时，HCO中的H同时被433 滴定，所以不能用甲醛法测定。 1．6 注意事项 （1）定容时注意不要过量； （2）洗涤时试液不能过量； （3）反应应充分； （4）甲醛应一份一份地加以免污染空气； （5）滴定时不要过量。 2008-1-1 - 4 - 定量分析综合实验报告 （6）甲醛溶液对眼睛有很大的刺激，实验中要注意通风。 -2．Cl离子含量的测定（摩尔法） 2．1 实验原理 在中性至弱碱性范围内(pH在6.5—10.5)，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： -Ag＋Cl—?AgCl? 2-2Ag＋CrO?AgCrO?(砖红色) 424 该方法适用的氯离子浓度范围为10—500mg／L的氯化物，当氯离子含量过高时，可适 当加水稀释。 2．2仪器和试剂 （1）仪器 250ml锥形瓶,25ml滴定管，吸管。 （2）试剂 高锰酸钾（0.05mol／L），30％乙醇，95％硫酸溶液（0.10mol／L），氢氧化钠溶液 （0.05mol／L），硝酸银，铬酸钾，酌酞指示剂。 （3）试剂的配制 硝酸银标准溶液C(AgNO)＝0.0141mol／L：称取2.3950g硝酸银(AgNO)，溶于蒸33 馏水中，在容量瓶中稀释至1000mL，贮于棕色瓶中。 铬酸钾溶液50g／L：称取58铬酸钾(KCrO)溶于少量蒸馏水中，滴加硝酸银溶液24 至有红色沉淀生成。摇匀，静置，然后过滤并用蒸馏水将滤液稀释至100mL。 酌酞指示剂溶液：称取0.58酚酞溶于50mL95％乙醇中。 2．3 实验步骤 （1）用吸管吸取25mL试样(若氯化物含量高，可取适量水样用蒸馏水稀释至50mL)，置于 锥形瓶中。另取一锥形瓶加入25mL蒸馏水作空白试验。 （2）如水样pH值在6.5~10.5范围时，可直接滴定，超出此范围的水样应以酚酞作指示剂， 用稀硫酸或氢氧化钠的溶液调节至红色刚刚退去。 （3）加入1mL铬酸钾溶液，用硝酸银标准溶液滴定至砖红色沉淀刚刚出现即为滴定终点。 同法作空白滴定。 2．4 数据处理 -Cl离子含量的测定 序号 1 2 3 空白对照(水样) 项目 数据 V(试样)/ml 25.00 25.00 25.00 0．00 V(AgNO)/ml 21.54 21.48 21.42 0.41 3-C(Cl)/mol/L 0.01192 0.01188 0.01185 / C/mol/L 0.01188 Cl- |di| 0.00004 0.00000 0.00003 / 相对平均偏差/% 0.19 2．5 问题和讨论 （1）配制好的AgNO溶液要贮于棕色瓶中，并置于暗处，为什么？ 3 答：AgNO见光分解,故配制好的AgNO溶液要保存于棕色瓶中,并置于暗处. 33 （2）做空白测定有何意义？KCrO溶液的浓度大小或用量多少对测定结果有何影响？ 227 2008-1-1 - 5 - 定量分析综合实验报告 -答：做空白测定主要是扣除蒸馏水中的Cl所消耗AgNO标准溶液的体积。使测定结果更准3 确.KCrO的浓度必须合适,若太大将会引起终点提前，且溶液本身的黄色会影响终点的观227 察；若太小又会使终点滞后，都会影响滴定的准确度。根据计算，终点时 的浓度约为5× -310 mol/L为宜。 +（3）能否用莫尔法以NaCl标准溶液直接滴定Ag？为什么？ ++答：莫尔法不适用于以NaCl标准溶液直接滴定Ag。因为在Ag试液中加入指示剂KCrO4 后，就会立即析出AgCrO沉淀。用NaCl标准溶液滴定时，AgCrO再转化成的AgCl的2424速度极慢，使终点推迟。 2．6 注意事项 +（1）最适宜的pH范围为6.5~10.5;若有铵盐存在，为了避免Ag(NH)生成，溶液pH范围32应控制在6.5~7.2为宜。 （2）AgNO见光析出金属银2AgNO 光 2Ag+NO+O，故需保存在棕色瓶中；AgNO33223 若与有机物接触，则起还原作用，加热颜色变黑，故勿使AgNO与皮肤接触。 3（3）实验结束后，盛装AgNO溶液的滴定管应先用蒸馏水冲洗2~3次，再用自来水冲洗，3 以免产生AgNO沉淀，难以洗净。含银废液应予以回收，切不能随意倒入水槽。 3-2．7 其他方法测定Cl离子含量（铁铵钒法） 2-2-3-在酸性条件下（pH?1）加入过量的硝酸银(AgNO)标准溶液，溶液中CO、SO、PO、3334+-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（NHSCN）标准43+溶液返滴定，当达到终点时，SCN-与Fe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） -3+ 2+SCN + Fe? FeSCN（红色络合物） +-用此法测定时，由于AgCl的溶解度比AgSCN大，当剩余的Ag被滴定完毕后，过量的SCN 2+将与AgCl发生沉淀转化，使的FeSCN红色不能及时出现，或已经出现的红色随摇动而又 —消失。因此必须继续滴加SCN ，但此时的终点与计量点会相差甚远，故要AgCl沉淀完毕再滤去。这样手续繁杂，且操作不当将造成较大误差。 2-3， SO离子含量的测定(重量法) 4 3．1实验原理 将样品溶解于水后，用稀盐酸酸化后加热至沸，在不断搅拌下慢慢的加入氯化钡溶液， 所得沉淀经过过滤、洗涤、烘干、灼烧后，以硫酸钡形式称量，即可求得样品中硫酸根的含 量。 3．2仪器和试剂 （1）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。 （2）试剂 2mol/LHCl 溶液、BaCl•HO122g/L、0.1mol/L硝酸银、0.025mol/LEDTA、甲基红22 指示剂（2g/L）,乙醇。 （3）试剂的配制 硝酸银溶液C(AgNO3)＝0.1mol／L：称取1.7160g硝酸银，溶于蒸馏水中，在容量 瓶中稀释至100mL，贮于棕色瓶中。 甲基红指示剂（2g/L）：0.2g指示剂溶于100ml60%乙醇中。 2008-1-1 - 6 - 定量分析综合实验报告 0.025mol/LEDTA：称取4.0g乙二胺四乙酸二钠于500ml烧杯中，加200ml水，温 热使其溶解完全，转移到500ml容量瓶中用蒸馏水定容。 3．3 实验步骤 （1）空瓷坩锅的恒重：洗净两个瓷坩锅，晾干，编号，然后在 800 ～ 850?马沸炉中灼烧。第一次灼烧时间 30 ～ 45min，取出放冷后，转入干燥器中冷却至室温后称重，然后再放 入同样温度的马沸炉中，进行第二次灼烧时间15 ～20min，取出放冷后，转入干燥器中冷 却至室温后再称重。如此操作直到相邻两次称量结果相差不超过 0.3mg，即为恒重。 （2）沉淀的制备：称取50g氯化钡样品，精确0.1g，置于400ml烧杯中，加200ml水溶解，加2滴甲基红指示剂，滴加盐酸溶液至刚变红，再过量2ml，在石棉网上加热近沸，勿使溶 液沸腾，以防溅失，冷却，用中速滤纸过滤，用水洗涤5次，每次约10ml，将滤液和洗液收集到500ml烧杯中，加热至近沸，在不断搅拌下，先加入6mlEDTA溶液，再慢慢加入25ml试样，继续沸腾15min，冷却，盖上表面皿，将玻璃棒靠在烧杯嘴边，沸水浴上保温2h（要经常不断搅拌）。 （3）溶液自然冷却后，室温下用慢速定量滤纸过滤，先将上层清液倾注在滤纸上，再用温 水洗涤 3~4 次，每次用水约5~10ml，洗涤时均用倾泻法过滤。然后将沉淀小心转移至滤纸 上，并用一小片滤纸擦净烧杯壁（该滤纸是折叠滤纸时撕下的小片）。将此滤纸片放入漏斗 内的沉淀上，再用水洗涤沉淀至无氯离子为止（检查方法：用小试管收集 2ml滤液，加入2滴硝酸银，若无白色沉淀产生，表示氯离子以洗净）。 （4）利用玻璃棒把滤纸和沉淀从漏斗中取出，折卷成小包，把沉淀包在里面，特别注意， 勿使沉淀有任何损失。将滤纸包装进已质量恒重的坩埚中。使滤纸层较多一边向上。在电炉 上干燥、炭化，在800~850?马沸炉中灼烧至恒重（方法同空坩埚的恒重）。 3．4 数据处理 SO 2-离子含量的测定 4 项目 数据 试样质量/g (0.1787+0.8513)/10=0.1030 灼烧后坩埚质量/g 30.9452 沉淀和坩埚总量/g 31.0508 沉淀质量/g 0.1056 —SO2质量分数/% 60.30 4—2C（SO）/mol/L 0．02588 4 3．5 问题和讨论 （1）沉淀BaSO时为什么要在稀溶液中进行？不断搅拌的目的是什么？ 4 答：沉淀BaSO时要在稀溶液中进行，溶液的相对饱和度不至太大，产生的晶核也不至太4 多，这样有利于生成粗大的结晶颗粒。不断搅拌的目的是降低过饱和度，避免局部浓度过高 的现象，同时也减少杂质的吸附现象。 （2）为什么沉淀BaSO时要在热溶液中进行，而在自然冷却后进行过滤？趁热过滤或强制4 冷却好不好？ 答：沉淀要在热溶液中进行，使沉淀的溶解度略有增加，这样可以降低溶液的过饱和度，以 利于生成粗大的结晶颗粒，同时可以减少沉淀对杂质的吸附。为了防止沉淀在热溶液中的损 失，应当在沉淀作用完毕后，将溶液冷却至室温，然后再进行过滤。 （3）洗涤沉淀时，为什么用洗涤液要少量、多次？为保证BaSO沉淀的溶解损失不超过40.1%，洗涤沉淀用水量最多不超过多少毫升？ 答：为了洗去沉淀表面所吸附的杂质和残留的母液，获得纯净的沉淀，但洗涤有不可避免的 要造成部分沉淀的溶解。因此，洗涤沉淀要采用适当的方法以提高洗涤效率，尽可能地减少 2008-1-1 - 7 - 定量分析综合实验报告 沉淀地溶解损失。所以同体积的洗涤液应分多次洗涤，每次用15-20mL洗涤液。 （4）本实验中为什么称取0.4-0.5g BaCl?2HO试样？称样过多或过少有什么影响？ 22 答：如果称取试样过多，沉淀量就大，杂质和残留母液难洗涤；称取试样过少，沉淀量就少， 洗涤造成的损失就大。 3．6 注意事项 （1）恒重过程中，要保持各种条件的一致性，如干燥器放置的位置，时间等。 （2）灼烧温度不能太高，若超过 950?，可能有部分硫酸钡分解。 3．7 其他方法测定SO2-离子含量（EDTA法） 4 2-在酸性条件下,先用过量的氯化钡将溶液中SO的完全沉淀,溶液经过滤,沉淀硫酸钡经4 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。 硫酸盐质量浓度( mg/L ) =(V - V)×C ×96.06 ×1000/ V 01 式中:V—水样的体积,mL;V0—滴定空白溶液所消耗锌标准溶液的体积,mL;V1—滴定样品所消耗锌标准溶液的体积mL;C—锌标准溶液的浓度mol/L 由于该方法在硫酸根浓度较高时形成的硫酸钡沉淀很容易在氨性EDTA溶液中溶解不完全，致使硫酸根测定结果偏低。另外在以铬黑T作指示剂以一定量浓度的锌标准溶液滴定 终点不易判断，易引起滴定过量。 参考文献 [1] 罗勇.几种含氯度测定方法在咸潮测量中的应用及探讨[J].广东水利水电，2006.05(112):54~56。 [2] 关瑞，李昌，宋维.分光光度法测定微量氯离子的研究与应用[J].化工标准化与质量监督，2000.3():7~9。 [3] 邵霞 甲醛法测定磷酸—铵中氮含量[J].化肥工业，2005.6(32):55~57。 [4] 刘波 硫酸盐的检测方法[J].职业与健康.2007.19(23):1745~1746。 [5] 杨丽春 氯化钙中硫酸根含量的测定[J].湖南农机.2007,09():157~159。 [6] 刘宏之，翟璨 络合滴定法测定工业废水中的硫酸根离子[J] 化工环保.2003.1(23):42~44 。 [7] 周何华，邱燕飞，杜玉辉等 铁铵矾指示剂法测定氯化物[J].工业水处理2004.3(24):47~50。 [8] 谢永洪，张新申，王文贤等 水样中硫酸盐快速测定方法的研究[J] 皮革科学与工程.2007.5(17):27~30。 [9] 刘期成 浅析复混肥料中氯离子含量的测定方法[J] 计量与测试技术.2001.6():40。 [10]雷海萍 原盐中氯化钠的快速测定[J] 2004.1():7~9。 [10]华东师范大学等，分析化学[M]，北京，高等教育出版社，2006：241~243。 [11]华东师范大学等，分析化学实验[M]，北京，高等教育出版社，2007：65~66，87~91。 2008-1-1 - 8 -