分析化学实验讲义
分析化学实验讲义
实验一滴定分析仪器基本操作（滴定管、容量瓶、移液管）
1. 滴定管
滴定管是滴定时可以准确测量滴定剂消耗体积的玻璃仪器，它是一根具有精密刻度，内径均匀的细长玻璃管，可连续的根据需要放出不同体积的液体，并能够准确读出液体体积。
常量分析用的滴定管容量为50mL 和25mL，最小刻度为0.1 mL，读数可估计到0.01 mL。
滴定管分为具塞和无塞两种，也就是习惯上所说的酸式滴定管和碱式滴定管。
酸式滴定管又称具塞滴定管，它的下端有玻璃旋塞开关，用来装酸性、中性与氧化性溶液，不能装碱性溶液如NaOH等。
碱性滴定管又称无塞滴定管，它的下端有一根橡皮管，中间有一个玻璃珠，用来控制溶液的流速，它用来装碱性溶液与无氧化性溶液。
滴定管的使用：
（1）使用前的准备
①洗涤：自来水→洗液→自来水→蒸馏水
②涂凡士林：活塞的大头表面和活塞槽小头的内壁
③检漏：将滴定管内装水至最高标线，夹在滴定管夹上放置2min
◆酸式滴定管用滤纸检查活塞两端和管夹是否有水渗出，然后将活塞旋转180℃，再检查
一次
◆碱式滴定管，放置2min，如果漏水应更换橡皮管或大小合适的玻璃珠
④润洗：为保证滴定管内的标准溶液不被稀释，应先用标准溶液洗涤滴定管3次，每次5～10mL
⑤装液：左手拿滴定管，使滴定管倾斜，右手拿试剂瓶往滴定管中倒溶液，直至充满零刻线以上
⑥排气泡：
酸式滴定管尖嘴处有气泡时，右手拿滴定管上部无刻度处，左手打开活塞，使溶液迅速冲走气泡。
碱式滴定管有气泡时，将橡皮塞向上弯曲，两手指挤压玻璃珠，使溶液从管尖喷出，排除气泡。
⑦调零点：调整液面与零刻度线相平，初读数为“0.00mL”
⑧读数：
a.读数时滴定管应竖直放置
b.注入或放出溶液时，应静置1～2min后再读数
c.初读数最好为0.00mL
d.无色或浅色溶液读弯月面最低点，视线应与弯月面水平相切
e.深色溶液应读取液面上缘最高点
f.读取时要估读一位
（2）滴定操作：将滴定管夹在右边
①酸式滴定管：活塞柄向右，左手从滴定管后向右伸出，拇指在滴定管前，食指及中指在管后，三指平行的轻轻拿住活塞柄。
注意：不要向外用力，以免推出活塞
②碱式滴定管：左手拇指在前，食指在后，捏住橡皮管中玻璃珠的上方，使其与玻璃珠之间形成一条缝隙，溶液即可流出。
注意：不要捏玻璃珠下方的橡皮管，也不可使玻璃珠上下移动，否则空气进入形成气泡
③边滴边摇瓶：滴定操作可在锥形瓶或烧杯内进行。在锥形瓶中进行滴定，用右手的拇指、食指和中指拿住锥形瓶，其余两指辅助在下侧，使瓶底离滴定台高约2～3cm，滴定管下端深入瓶口内约1cm。左手控制滴定速度，便滴加溶液，边用右手摇动锥形瓶，边滴边摇配合好（3）滴定操作的注意事项：
①滴定时，最好每次都从0.00 mL开始
②滴定时，左手不能离开旋塞，不能任溶液自流
③摇瓶时，应转动腕关节，使溶液向同一方向旋转（左旋、右旋均可）。不能前后振动，以免溶液溅出。摇动还要有一定的速度，一定要使溶液旋转出现一个漩涡，不能摇得太慢，影响化学反应的进行
④滴定时，要注意观察滴落点周围颜色变化，不要去看滴定管上的刻度变化
⑤滴定速度控制方面
连续滴加：开始可稍快，呈“见滴成线”，这时为10 mL/min，即每秒3~4滴左右。注意不能滴成“水线”，这样，滴定速度太快
间隔滴加：接近终点时，应改为一滴一滴的加入，即加一滴摇几下，再加再摇
半滴滴加：最后是每加半滴，摇几下锥形瓶，直至溶液出现明显的颜色使一滴悬而不落，沿器壁流入瓶内，并用蒸馏水冲洗瓶颈内壁，再充分摇匀
⑥半滴的控制和吹洗：
用酸管时，可轻轻转动旋塞，使溶液悬挂在出口管嘴上，形成半滴，用锥形瓶内壁将其沾落，再用洗瓶吹洗
对于碱管，加上半滴溶液时，应先松开拇指和食指，将悬挂的半滴溶液沾在锥形瓶内壁上，再放开无名指和小指，这样可避免出口管尖出现气泡。
滴入半滴溶液时，也可采用倾斜锥形瓶的方法，将附于壁上的溶液涮至瓶中，这样可以避免吹洗次数太多，造成被滴物过度稀释
2. 容量瓶
容量瓶是常用的测量所能容纳液体体积的量入式玻璃量器，主要用途是配制准确浓度的标准溶液或定量地稀释溶液。常见的规格有10、25、50、100、250、500、1000mL 。
（1）检验瓶塞是否漏水；
（2）检查标度刻线位置距离瓶口是否太近；
（3）固定瓶塞
（4）洗涤：用洗涤剂水浸泡、自来水冲净、蒸馏水润洗干净。
（5）配制溶液：
（6）不宜长期保存试剂溶液
（7）使用完毕立即用水冲洗干净
3. 移液管和吸量管
移液管是用于准确量取一定体积溶液的量出式玻璃量器。中间膨大部分标有它的容积和标定时的温度，管颈上部刻有一标线，此标线的位置是由放出纯水的体积所决定的。常见的规格有2、5、10、25、50、100mL。
吸量管的全称是分度吸量管，是具有分度线的量出式玻璃量器，可以移取不同体积的溶液，它一般只用于量取小体积的溶液，常见的规格有1、2、5、10、25mL。吸量管吸取溶液的准确度不如移液管
使用方法：
（1）洗涤：洗液浸泡，自来水冲净，蒸馏水润洗；
（2）润洗：移取溶液前，用滤纸将尖端内外的水除去，然后用待移取的溶液将移液管润洗三次，润洗过的溶液应从尖口放出，弃去；
（3）移液：将管插入液面以下1~2 cm深度，边吸溶液边下移移液管，管内不能进气泡，先把洗耳球内空气压出，再紧插在管口上；
（4）放液：
容器倾斜，移液管垂直，管尖接触内壁，溶液全部流出后，再停留15s。
注意：留在管口的液体不要吹出，移液管和吸量管在实验中应与溶液一一对应，不应串用移液管使用后，应洗净放在移液管架上。
实验二电子天平的使用
1.电子天平的使用方法
（1）取下天平罩，叠好，放于天平上。
（2）接通电源，预热30min。
（3）检查天平盘内是否干净，必要的话予以清扫。
检查天平是否水平，若不水平，调节底座螺丝，使气泡位于水平仪中心。
（4）轻按“ON”键，电子进行自检，最后显示“0.0000g”。
置容器于称盘上，显示出容器质量。（5）轻按“TAR”清零、去皮键，随即出现全零状态，容器质量显示值已去除，
即去皮重。（6）放置被称物于容器中，这时显示值即为被称物的质量值。
（7）称量完毕，记录数据，填写使用记录。
注意事项：
1)电子天平在安装之后、称量之前必须校准。
2）开机后预热至少30min以上。
3）使用时动作轻缓，经常检查水平是否改变。
4）每隔一段时间通电一次。
2.称量试样的方法
（1）直接称量法
用于称量物体或者洁净干燥的不易潮解或升华的固体试样的质量。如称量某小烧杯的质量：关好天平门，按TAR键清零。打开天平左门，将小烧杯放入托盘中央，关闭天平门，待稳定后读数。记录后打开左门，取出烧杯，关好天平门。
（2）固定质量称量法
又称增量法，用于称量某一固定质量的试剂或试样。这种称量操作的速度很慢，适用于称量不易吸潮，在空气中能稳定存在的粉末或小颗粒（最小颗粒应小于0.1mg）样品，以便精确调节其质量。
（3）递减称量法
又称减量法。用于称量一定范围内的样品和试剂。主要针对易挥发、易吸水、易氧化和易与二氧化碳反应的物质。
用滤纸条从干燥器中取出称量瓶，用纸片夹住瓶盖柄打开瓶盖，用牛角匙加入适量试样（多于所需总量，但不超过称量甁容积的三分之二），盖上瓶盖，置入天平中，显示稳定后，按TAR键清零。用滤纸条取出称量瓶，在接收器的上方倾斜瓶身，用瓶盖轻击瓶口使试样缓缓落入接收器中。当估计试样接近所需量（0.3g或约三分之一）时，继续用瓶盖轻击瓶口，同时将瓶身缓缓竖直，用瓶盖敲击瓶口上部，使粘于瓶口的试样落入瓶中，盖好瓶盖。将称量瓶放入天平，显示的质量减少量即为试样质量。
若敲出质量多于所需质量时，则需重称，已取出试样不能收回，须弃去。
实验三 0.1mol/L盐酸标准溶液的标定
一、实验原理
标定盐酸溶液常用的基准物质是无水碳酸钠。标定反应为：
指示剂可用溴甲酚绿－甲基红混合指示剂或甲基橙。临近终点时应将溶液煮沸除去。
二、标定操作步骤
用减量法准确称取无水0.15～0.2g，置于250mL锥形瓶中，加50mL水溶解，加甲基橙指示剂2～3滴，用溶液滴定至溶液由黄色变为橙色，即为终点（临近终点时，可将溶液煮沸除去，冷却后继续滴定）。
平行标定三次，计算溶液浓度。
三、结果计算
盐酸溶液的标定
式中——盐酸标准溶液的实际浓度；
V——标定消耗盐酸标准溶液的体积；
——无水碳酸钠的质量；
52.99——的摩尔质量。
实验四 0.1mol/L氢氧化钠标准溶液的标定（比较法）
一、标定原理
以酚酞为指示剂，用NaOH溶液滴定HCl溶液
二、操作步骤
1.将洗净的碱式滴定管用0.1NaOH溶液润洗3次。
2.将0.1NaOH溶液直接倒入碱式滴定管“0.00”刻度线以上。
3.排除尖嘴管和橡胶管内的气泡，将液面调至零位。
4.向盛有25mLHCl溶液的锥形瓶中加入1～2滴0.1％的酚酞指示剂。
5.用NaOH溶液滴定锥形瓶中的HCl溶液至溶液由无色变为浅粉红色并半分钟不褪色为终点。
6.读取滴定管中的液面体积并记录。
7.再滴加半滴NaOH溶液，若溶液的红色加深，则证明上面的终点判断正确。
8.反复进行上述操作达到能准确判断终点，每次消耗的NaOH体积相差不超过0.02mL，并能准确判断终点。
三、结果计算
式中——氢氧化钠标准溶液的实际浓度
V1——盐酸标准溶液体积
——盐酸标准溶液浓度
——氢氧化钠溶液的体积
实验五烧碱中NaOH和Na2CO3的含量测定
一、实验原理
试样溶液中先加入氯化钡将碳酸钠转化为碳酸钡沉淀，加酚酞指示剂用盐酸标准溶液滴定至终点。反应式如下：
试样溶液以溴甲酚绿-甲基红混合指示剂（或甲基橙指示剂），用盐酸标准溶液滴定至终点，测得氢氧化钠和碳酸钠的总和再减去氢氧化钠含量，则可测得碳酸钠含量。
二、操作步骤
1.试样溶液的制备
用已知质量干燥，洁净的称量瓶迅速从样品中移取固体氢氧化钠25g左右（精确至0.1mg），置于具塞锥形瓶中，加不含二氧化碳的水进行溶解，用自来水冲洗锥形瓶外壁进行冷却。将试样转移至250mL容量瓶中，冷却至室温后稀释至刻度。
2．氢氧化钠含量的测定
分别量取试样溶液10mL试样溶液，注入250mL锥形瓶中，加入95mL无CO2水，再加入5mL40%的氯化钡溶液，摇匀，放置15min。
3.滴定
加入2滴酚酞指示剂，用盐酸标准溶液滴定至红色恰好消失，即为第一终点。记录下消耗滴定的体积为。
再加入甲基橙指示剂2滴，滴定至溶液呈橙红色，保持30s不退色，即为第二终点，读书为V2。
三、结果计算
以小数表示的氢氧化钠含量
=
式中C——标准溶液的浓度，
——氢氧化钠含量测定时消耗盐酸标准溶液的体积，mL；
——样品的质量，g；
0.0400——与1.00mL的盐酸[=1.000]相当的，以克表示的氢氧化钠质量。以小数表示的碳酸钠含量
=
式中 C——盐酸标准溶液的浓度，；
——氢氧化钠含量测定时消耗盐酸标准溶液的体积，mL；
——碳酸钠含量测定时消耗盐酸标准溶液的体积，mL；
——试样的质量，g；
0.05299——与1.00mL的盐酸[=1.000mol/L]相当的以克表示碳酸钠的质量。
实验六 EDTA标准溶液的标定
一、标定原理
在pH=10时，基准物氧化锌与铬黑T指示剂发生如下反应：
Zn2+ + HIn2- ==== ZnIn- + H+
（蓝色）（红色）
用EDTA溶液滴定氧化锌基准试剂，当溶液由红色变为纯蓝色为终点。显示终点的反应为：
ZnIn- + H2Y2- ==== ZnY2- + HIn2- + H+
（红色）（蓝色）
根据称取的氧化锌基准物的质量和消耗的EDTA的体积可以计算出EDTA浓度。
2.操作步骤（0.01mol/L EDTA的标定）
㈠称取基准试剂
①试剂的准备：取800℃灼烧至恒重的氧化锌基准物约5g，置于称量瓶中；
②称量：在分析天平上用差减法称取0.2g氧化锌基准物，精确至0.0001g，置于250mL的烧杯中，记录。
㈡基准物的溶解、处理
用25mL量杯取质量分数为20%的盐酸溶液25mL溶解氧化锌，定量转入250mL容量瓶中定容，摇匀待用。
用25mL移液管于容量瓶中移取25mL锌标准溶液放入300mL锥形瓶，加蒸馏水50mL，用滴管逐滴加入质量分数为10%的氨水溶液，至开始析出氢氧化锌沉淀，再用10mL量杯加入pH=10.0的氨-氯化铵缓冲溶液10mL，混匀待滴。
㈢滴定（平行测定三次）
①滴定管的准备：50mL无色酸式滴定管，装入EDTA溶液。
②滴定操作：滴加铬黑T指示剂5滴，用EDTA溶液滴定锥形瓶中溶液由红色变为纯蓝色为终点（作空白试验）。
③读数、记录
㈣结束工作洗涤、整理仪器
3.结果计算
式中，c（EDTA）——EDTA标准溶液的浓度，mol/L；
m ——基准氧化锌质量，g；
V1——滴定试验中消耗的EDTA溶液的体积，mL；
V2——空白试验中消耗的EDTA溶液的体积，mL；
81.38——基准氧化锌的摩尔质量，g/mol。
实验七水中钙离子的测定
一、测定原理
在pH为10～13时，水中的Ca2+与钙-羧酸指示剂有如下反应：
Ca2+ + In2- ==== CaIn
（蓝色）（红色）
用EDTA标准溶液滴定溶液由红色变为蓝色为终点，反应为：
CaIn + H2Y2- ==== CaY2- + In2- + 2H+
（红色）（蓝色）
根据滴定消耗的EDTA标准溶液的体积和所取水样的体积可以计算出水中Ca2+的含量。
二、操作步骤
1.试液的量取
用50mL移液管移取50mL水样于300mL锥形瓶中。
2.试液的处理
用5mL量杯量取体积比浓度为1+1的硫酸溶液1mL加入试液锥形瓶中，再用另一个量杯量取质量浓度为40g/L的过硫酸钾溶液5mL加入混匀，加热煮沸至近干（使有机磷系列物质氧化以清除对测定的干扰）。
取下冷却至室温，用量杯加50mL蒸馏水稀释，用5mL量杯取体积比浓度为1+2的三乙醇胺溶液3mL加入锥形瓶中，再用10mL量杯取质量浓度为200g/L的KOH溶液7mL，加入混匀待滴。
3.滴定