实验一酸碱标准溶液的配制和标定

基础化学实验一

（试用讲义）

湖南理工学院化学化工系

基础化学实验讲义编写组

2005年8月修订

目 录

第一部分 实验

实验一 气体常数的测定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 实验二 二氧化碳相对分子质量的测定„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 实验三 物质的分离和提纯——由海盐制试剂级氯化钠„„„„„„„„„„6 实验四 硫酸亚铁铵的制备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 实验五 酸碱标准溶液的配制和标定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 实验六 复分解法制备KNO3并副产NH4Cl„„„„„„„„„„„„„„„„„15 实验七 硫酸铵中含氮量的测定(甲醛法) „„„„„„„„„„„„„„„„„17 实验八 混合碱中总碱度的测定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20 实验九 五水合硫酸铜的制备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„22 实验十 硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定„„„„„„„„„„„„„„„„24 实验十一 硫酸铜中铜含量、结晶水及其脱水温度的测定„„„„„„„„„„„26 实验十二 I3- == I- + I2平衡常数的测定„„„„„„„„„„„„„„„„„31 实验十三 醋酸电离度和电离常数的测定„„„„„„„„„„„„„„„„„34 实验十四 银氨配离子配位数的测定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„36 实验十五 有机酸摩尔质量的测定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„40 实验十六 碘化铅溶度积常数的测定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„41 实验十七 离子交换法制备去离子水„„„„„„„„„„„„„„„„„„„43 实验十八 十二钨磷酸的制备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„47 实验十九 纸色谱法分离与鉴定Fe3+，Co2+，Ni2+，Cu2+离子„„„„„„„„„49 实验二十 硫酸铝钾的制备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„51 实验二十一 配位滴定法回滴定明钒的含量„„„„„„„„„„„„„„„„53 实验二十二 磺基水杨酸铜配合物组成和稳定常数的测定„„„„„„„„„„ 实验二十三 邻菲罗啉分光光度法测定微量铁和配合物的稳定常数„„„„„„56 实验二十四 硫酸四氨合铜（II）的制备及组成分析„„„„„„„„„„„„59 实验二十五 吸光光度法测定水和废水中总磷„„„„„„„„„„„„„„„61实验二十六 氯离子选择性电极法测定试样中氯含量及氯化铅的溶度积常数„„ 实验二十七 8-羟基喹啉合铜配合物的组成和萃取常数的测定„„„„„„„„67 实验二十八 三氯化六氨合钴（III）的合成和组成的测定„„„„„„„„„72 实验二十九 含锌药物的制备及含量测定„„„„„„„„„„„„„„„„„74 实验三十 恒电流电解法测定铜含量„„„„„„„„„„„„„„„„„„„77

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第二部分 附录

附录1不同温度下水的饱和蒸气压„„„„„„„„„„„„„„„„80 附录2 酸度计的使用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„81 附录3 DDS-11A型电导率仪的使用„„„„„„„„„„„„„„„88 附录4 微型化学实验简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„90 附录5 721、723分光光度计的使用„„„„„„„„„„„„„„„90 附录6 阿贝折射仪的原理和操作方法„„„„„„„„„„„„„„95 附录7 实验报告的撰写„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„101 主要参考书目„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„105

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实验一 气体常数的测定

一、实验目的

1. 进一步了解电光分析天平的构造，掌握正确的称量方法。 2. 了解一种摩尔测定气体常数的方法及其操作。 3. 掌握理想气体状态方程式和分压定律的应用。

二、实验原理

在理想气体状态方程式pV=nRT中，气体常数R定。

本实验通过金属铝置换出盐酸中的氢来测定R的数值。其反应为：

2Al + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2↑

如果称取一定质量的铝与过量的盐酸反应，则在一定温度和压力下，可以测出反应所放出的氢的体积。实验时的温度和压力可以分别由温度计和气压计测得。氢得摩尔数可以通过反应中铝的质量来求得。由于氢是在水面上收集得，氢中还混有水汽。在实验温度下水的饱和蒸气压(PH2O)见附录1。根据分压定律，氢的分压可由下式求得：

P =PH2 +PH2O

pVnT的数值可以通过实验来测

PH2= P -PH2O

将以上所得各项数据代入式中，即可 算出R值。

本实验也可通过镁或锌与盐酸的反应 来测定R值。

三、仪器和药品

仪器：托盘天平、分析天平、测定 气体常数的装置（见图1-1-1）、搅拌棒、滴

管、洗瓶、烧杯、量筒、表面皿。 药品：HCl（6mol²L-1）、铝片（镁条

或锌片） 图1-1-1 气体常数测定常数装置

四、实验步骤

1. 在分析天平上准确称出铝片的质量（在0.0220～0.0300g范围内）。如果用镁条，则称取0.0300～0.0400g范围内的质量。如果用锌片，则称取0.0800～0.1000g

2

范围内的质量。

2. 按图把仪器装置好。取下试管，移动水平管，使量气管中的水面略低于刻度零，然后把水平管固定。

3. 在试管中用滴管加入3mL 6mol²L-1 HCl，注意不要使盐酸沾湿试管的上半部。将已称重的铝片沾少许水，贴在试管内壁上而不与盐酸接触。最后把试管固定，塞紧橡皮塞。

4. 检查仪器是否漏气，方法如下：将水平管向下（或向上）移动一段距离，使水平管中的水面略低（或略高）于量气管中的水面。固定水平管后，量气管中的水面如果不断下降（或上升），表示装置漏气。应检查各连接处，看一看是否接好（主要是橡皮管没有塞紧）。按上法检验直至不漏气为止。

5. 如果装置不漏气，调整水平管的位置，使量气管内水平管内水面在同一水平面上（为什么？）然后准确读出量气管内水面凹面最低点的读数V1。

6. 轻轻摇动试管，使铝片落入盐酸中，铝片和盐酸反应而放出氢。此时量气管内水面即开始下降。为了不使量气管内气压增大而造成漏气，在量气管内水平下降的同时，慢慢下移水平管，使水平管内的水面和量气管内的水面基本保持相同水平。反应停止后，待试管冷却至室温（约10分钟左右），移动水平管，使水平管内的水面和量气管内的水面相平，读出反应后量气管内水面的精确读数V2。

7. 记录实验时的室温t和大气压P。

8. 从附录1中查出室温时水的饱和蒸气PH2O

五、思考题

1. 本实验通过什么方法测定气体常数R的数值？实验中需要测定哪些数据？ 2. 为什么必须检查仪器装置是否漏气？如果装置漏气，将造成怎样的误差？ 3. 在读取量气管中水面的读数时，为什么要使水平管中的水面与量气管中的水面相平？

3

实验二 二氧化碳相对分子质量的测定

一、实验目的

1. 了解利用气体相对密度法测定二氧化碳相对分子质量的原理和方法。加深理解理想气体状态方程和阿伏伽德罗定律。

2. 练习启普发生器的使用，熟悉洗涤、干燥气体的装置。

3. 掌握制备、净化和收集二氧化碳气体的操作。进一步熟悉分析天平的称量操作和气压计的使用。

二、实验原理

根据阿佛加德罗定律，同温、同压、同体积的气体物质的量相同。所以在同温同压下，测定相同体积的两种气体的质量，只要其中一种气体的相对分子质量为已知，即可求另一种气体的相对分子质量。

气体A： pVmART （1-2-1） MAmBRT （1-2-2） MB 气体B： pV 由上两式整理可得

mAMA (1-2-3) mBMB 故可得出结论：同温同压下，同体积的两种气体的质量之比等于其相对分子质量之比。

本实验是把同体积的二氧化碳与空气(其平均相对分子质量为29.0)的质量相比，二氧化碳的相对分子质量可根据下式计算：

MCO2上式中

mCO2m空气29.0 （1-2-4）

mco2为二氧化碳的质量，它可从分析天平上称出，而同体积的空气质量则

可根据理想气体状态方程和此实验条件下的温度（T）和压力（p）求得。

三、仪器、药品和材料

4

仪器：分析天平、启普发生器、台秤、洗气瓶、锥形瓶(200mL)、干燥管 药品：大理石(块)、无水氯化钙、HCl(6mol•L-1)、CuSO4(1mol•L-1)、NaHCO3(饱和)

材料：玻璃棉、玻璃导管、橡胶塞、胶管、橡皮筋

四、实验内容

1．按图1-2-1装配好制取二氧化碳的实验装置图。因石灰石中含有硫，所以在气体发生过程中有硫化氢、酸雾、水汽产生。此时可通过硫酸铜溶液、碳酸氢钠溶液以及无水氯化钙除去硫化氢，酸雾和水汽。

取一个洁净而干燥的锥形瓶，选一个合适的橡皮塞塞入瓶口，用橡皮筋在塞子上做一记号，以固定塞子塞入瓶口的位置并在分析天平上称量(空气、瓶、橡皮塞、橡皮筋)的质量。

图1-2-1装好气体的发生、净化和收集装置

打开启普发生器的开关，使反应开始，持续5min左右以赶出仪器中的空气。然后关闭旋塞备用。注意：两个洗气瓶中的溶液以浸过导气管口1～1.5cm为宜，否则压力太大会使启普发生器停止反应。在启普气体发生器中产生二氧化碳气体，经过净化、干燥后导人锥形瓶中。由于二氧化碳气体略重于空气，所以必须把导管捅人瓶底。等4—5分钟后，轻轻取出导气管，用塞子塞住瓶口(应与原来塞入瓶口的位置相同)。在分析天平上称量二氧化碳、瓶、塞、橡皮筋的总质量；重复通二氧化碳气体和称量操作，直到前后两次称量的质量相符为止(两次质量可相差1～2mg)，最后在瓶内装满水、塞好塞子(注意塞子的位置)，在台秤上称量至0.1g。

数据记录和结果处理 室温T／℃ _________ 气压p／Pa ________

(空气+瓶+塞子+橡皮筋)的质量(ma)__________

第一次 ( 二氧化碳气体、 瓶子、塞、橡皮筋)称量的质量_________ 第二次( 二氧化碳气体、 瓶子、塞、橡皮筋)称量的质量_________

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二氧化碳气体、瓶、塞、橡皮筋的总质量(mB)____________ 水、瓶、塞、橡皮筋的总质量（mc）_____________ 瓶的容积（V）(mc-ma)/1.00___________ 瓶内空气的质量（m空气）____________

瓶、橡皮筋和塞子的质量（mD=ma-m空气）_________ 二氧化碳气体的质量（mco2＝mB- mD）__________ 二氧化碳气体的相对分子质量___________ 误差_______________

五、思考题

1．为什么橡皮塞塞入瓶口的位置要用橡皮筋固定？

2．为什么二氧化碳气体、瓶．塞、橡皮筋的总质量要用分析天平称量？而水+瓶+塞的质量可以从台秤上称量?两者的要求有何不同?

3．哪些物质可用此法测定分子量？哪些不可以?为什么？ 4. 完成数据记录和结果处理，并分析误差产生的可能原因。

5．指出实验装置图中各部分的作用并写出相关的反应方程式。

实验三 物质的分离和提纯 ——由海盐制试剂级氯化钠

一、实验目的

1. 学习由海盐制试剂级氯化钠的方法；

2. 练习溶解、过滤、蒸发、结晶等基本操作。

二、实验原理

粗食盐中，除含有泥砂等不溶性杂质外，还含有钙、镁、钾的卤化物和硫酸盐等可溶性杂质。不溶性杂质可以通过过滤法除去。可溶性杂质可采用化学法，加入某些化学试剂，使之转化为沉淀滤除。方法如下。

在粗食盐溶液中，加入稍过量的氯化钡溶液，则

Ba2+ ＋ SO42-

6

BaSO4↓

过滤，除去硫酸钡沉淀，在滤液中，加入适量的氢氧化钠和碳酸钠溶液，使溶液中的Ca2+、Mg2+、过量的Ba2+转化为沉淀

Mg＋2OHCa2+＋CO32-Ba2+＋CO32-2+

-

Mg(OH)2↓ CaCO3↓ BaCO3↓

产品的沉淀用过滤的方法除去，过量的氢氧化钠和碳酸钠可用纯盐酸中和而除去。少量氯化钾等可溶性杂质因含量少，溶解度又较大，在蒸发、浓缩和结晶过程中，仍然留在母液中而与氯化钠分离。

三、仪器、药品和材料

仪器：烧杯、量筒、普通漏斗、漏斗架、吸滤瓶、布氏漏斗、三角架、石棉网、台秤、表面皿、蒸发皿、抽气泵（水流唧筒）、滴液漏斗、圆底烧瓶、广口瓶、铁架台、试管、离心管、滴定管（酸式）、比色管（25mL）

固体药品：粗食盐、氯化钠（分析纯或化学纯）

液体药品：H2SO4(浓)、Na2CO3(1mol²L-1)、NaOH(2mol²L-1)、HCl(3mol²L-1)、BaCl2(1mol²L-1)、淀粉(1%)、 荧光素(0.5%)、酚酞(1%)、乙醇(95%)、Na2SO4标准溶液、AgNO3标准溶液、NaOH标准溶液

材料：滤纸、PH试纸

四、实验步骤

1．在台秤上称取20g粗食盐，放入小烧杯（100mL）中，加入80mL水，加热，搅动，使其溶解。在不断搅动下，往热溶液中滴加1mol²L-1氯化钡溶液（约3～4mL），继续加热煮沸数分钟，使硫酸钡颗粒长大易于过滤。为检验沉淀是否完全，将烧杯从石棉网上取下，待溶液沉降后，沿烧杯壁在上层清液中滴加2～3滴氯化钡溶液，如果溶液无混浊，表明SO4已沉淀完全。如果发生混浊，则应继续往热溶液中滴加氯化钡溶液，直至SO42-沉淀完全为止。趁热用倾析法过滤，保留滤液。

2． 将滤液加热至沸，加入1mL2 mol²L-1氢氧化钠溶液。滴加1 mol²L-1碳酸钠溶液（约4～5mL）至沉淀完全为止（怎样检验？此步除去哪些离子？）过滤，弃去沉淀。

3．往滤液中滴加2 mol·L-1盐酸，加热，搅动，赶尽二氧化碳，用pH试纸检验使溶液呈微酸性（pH5～6）。

4．将溶液倒入蒸发皿中，用小火加热蒸发、浓缩溶液至稠粥状（切不可将溶液蒸发至干，为什么？）冷却后，减压过滤将产品抽干。

5．产品放入蒸发皿中用小火烘干。产品冷至室温，称重，计算产率。

6．检验产品纯度，如不合要求，需将其溶解于极少量蒸馏水中，进行重结晶（如何操作？）将提纯后的产品重新烘干，冷却，检验，直至合格。 7. 产品检验

（1） 氯化钠含量的测定：称取0.15g干燥恒重的样品，称准至0.0002g，溶于

7

2-

70mL水中，加10mL 1%淀粉溶液，在摇动下，用0.1000mol²LAgNO3标准溶液避光滴定，近终点时，加3滴0.5%荧光素指示液，继续滴定至乳液呈粉红色。 氯化钠含量%（x）按下式计算： x-1

(V/1000)c58.44100

G式中：V——银标准溶液的用量/mL

c——银标准溶液的物质的量浓度/mol²L-1

G——样品质量/g

58.44——NaCl的摩尔质量/g²mol-1

（2） 水溶液反应：称取5g样品，称准至0.01g，溶于50mL不含二氧化碳的水中，加2滴1%酚酞指示液，溶液应无色，加0.05 mL 0.1 mol ²L-1氢氧化钠标准溶液，溶液应呈粉红色。

（3） 用比浊法检验样品中硫酸盐含量：称取1g（称准至0.01g）样品溶于10mL

-1

水中，加5mL95%乙醇，1 mL3 mol²LHCl,在不断振摇下滴加3 mL 25%氯化钡溶液，稀释至25 mL，摇匀，放置10分钟，所呈浊度不得大于标准，标准是取下列数量的SO42-：优级纯„„0.01mg、分析纯„„0.02mg、化学纯„„0.05mg与样品同时同样处理。

五、思考题

1．在粗食盐提纯过程中涉及哪些基本操作？操作方法和注意事项如何？ 2．由粗食盐制取试剂级氯化钠的原理是什么？怎样检验其中的Ca2+,Mg2+,SO42-离子是否沉淀完全？

实验四 硫酸亚铁铵的制备（常量和微型实验）

一、实验目的

1. 掌握复盐的一般特征和制备方法；

2. 熟练掌握水浴加热、蒸发、结晶和减压过滤等基本操作； 3. 巩固产品限量分析的方法； 4. 了解微型实验的优点。

8

二、实验原理

硫酸亚铁铵又称摩尔盐，是浅蓝绿色单斜晶体。作为复盐在空气中比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，易溶于水难溶于乙醇。在定量分析中(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O常用作氧化还原滴定法的基准物。

本实验首先用过量的Fe与稀H2SO4反应制得FeSO4溶液：

Fe + H2SO4→FeSO4 + H2↑

然后利用复盐(NH4)２Fe(SO4)2•6H2O的溶解度比组成它的简单盐的溶解度都要小的性质（见表1-4-1），由等物质量的FeSO4与(NH4)2SO4在水溶液中相互作用，生成溶解度较小的复盐(NH4)２Fe(SO4)2•6H2O：

FeSO4 ＋(NH4)2SO4＋6H2O→(NH4)２Fe(SO4)2•6H2O

三、仪器、药品和材料

仪器：托盘天平、普通化学天平、布氏漏斗、吸滤瓶、锥形瓶、烧杯、蒸发皿、移液管、比色管、表面皿、煤气灯。

药品：碎铁片（或铁屑）、Na2CO3(10%)、H2SO4(3mol²L-1)、（NH4）2SO4(固体)、乙醇（95%）、KSCN(1 mol²L-1)、Fe3+(0.1000mg²mL-1)标准溶液、PH试纸、滤纸。

表1-4-1 溶解度表/g/100gH2O 物质 10℃ FeSO4²7 H2O 20.5 (NH4)2SO4 73.0 (NH4)２Fe（SO4）2•6H2O 18.1

20℃ 26.6 75.4 21.2 溶解度 30℃ 33.2 78.0 24.5 50℃ 48.6 84.5 31.3 70℃ 56.0 91.9 38.5 四、实验步骤

1．常量实验

（1）碎铁片的预处理 粗称（用何天平？）4.0g铁片（或铁屑）放入150mL锥形瓶中，加入20mL10%Na2CO3溶液，放在石棉网上小火加热至沸，以除去铁片上的油污。有倾泻法倾出碱液，将碎铁片水洗至中性。

（2）FeSO4的制备 在盛有处理过碎铁片的锥型瓶中加入20mL3mol²L-1H2SO4溶液，水浴中加热。注意控制 Fe与H2SO4的反应不要过于激烈，反应后期补充水分保持溶液原有体积，避免硫酸亚铁析出。等反应速度明显减慢时（大约需30min左右），趁热减压过滤，分离溶液和残渣。如果发现滤纸上有FeSO4²7 H2O晶体析出，可用热蒸馏水溶解，然后用2mL 3mol²L-1H2SO4洗涤没有反应完的Fe和残渣，洗涤液合并至反应液中（加酸的目的是什么？）。过滤完后将滤液转移至蒸发皿内，没有反应完的铁片用碎滤纸吸干后称重，计算已参加反应的铁的质量。

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（3）（NH4）（SO4）6H2O的制备 根据反应消耗铁的质量（或生成FeSO42Fe2²的质量），计算制备（NH4）2Fe（SO4）2²6H2O所需 (NH4)2SO4的量（考虑到FeSO4在过滤等操作中的损失，(NH4)2SO4用量可按生成FeSO4理论产量的80%计算），按计算量称取(NH4)2SO4固体，配成饱和溶液（如何配制？）加入FeSO4溶液中，混合均匀后在水浴上加热（火不能太大）蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜为止。自然冷却至室温，即可得到浅蓝绿色的（NH4）2Fe（SO4）2²6H2O晶体。减压过滤，将滤体尽量抽干，用95%乙醇洗涤晶体，抽滤，晶体用滤纸吸干，称重，计算产率。母液与乙醇洗涤液必须分别回收。

（4）产品中Fe3+的限量分析 产品的主要杂质是Fe3+，根据Fe3+与硫形成血红色配离子[Fe (SCN)]颜色的深浅，用目视比色可确定其含Fe的级别。限量分析是将被分析物配成一定浓度的溶液，与标准系列溶液进行目视比色或比浊，以确定杂质含量范围。如果被分析溶液颜色或浊度不深于某一标准溶液，则杂质含量就低于某一规定的限度。这种分析方法称为限量分析。

称取（用何天平？）1.00克产品，放入25mL比色管中，用少量不含O2的蒸馏水（将蒸馏水用小火煮沸10min以除去所溶解的O2，盖上表面皿待冷却后使用）溶解。用2只1mL移液管分别取3mol²L-1 H2SO4与1 mol²L-1KSCN溶液各1.00mL加入到比色管中，再加不含O2的蒸馏水至刻度，摇匀，与标准溶液（由实验室提供）

3+

进行比较。根据比色结果，确定产品中Fe含量所对应的级别（见表1-4-2）。

标准溶液的配制：依次用移液管量取每毫升含量为0.010毫克的标准溶液0.50 mL，1.00mL，2.00mL。分别加到3支25mL比色管中，各加入1.00mL3mol²L-1 H2SO4和1.00mL 1 mol²L-1KSCN溶液。最后用蒸馏水稀释至刻度、摇匀。

表1-4-2 不同等级中含量

规格 含 Fe3+量／mg 一级 0.05 二级 0.1 三级 0.2 2+

3+

2．微型实验（见附录4）

（1）微型仪器 微型锥形瓶（15mL），微型烧杯（10mL）,微型布氏漏斗（口径υ=20mm,容积V=5mL），吸滤瓶（υ19mm,V=20mL），蒸发皿（10mL），洗耳球（代替真空泵），点滴板，多功能铁架台，微型煤气灯。

（2）试剂用量 碎铁片（或铁屑）0.5g，预处理用的碱（10%Na2CO3）3mL，反应酸（3mol²L-1 H2SO4）2.5mL，洗涤酸（3mol²L-1 H2SO4）0.3mL，（NH4）2SO4(C.P.)用量根据反应中消耗Fe的质量的80%计算其需要量。

（3）操作条件 同常量实验。只是Fe和H2SO4的反应时间由常量实验的30min左右缩短至5到10min。

（4）产品纯度检验 定性检验产品中的Fe3+（如何鉴定？）。

五、思考题

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1. 在制备FeSO4过程中，为什么开始时需Fe过量，并用水浴加热？而后又将溶液调节至强酸性？

2. 如果制备FeSO4溶液时有部分被氧化，应如何处理才能制得较纯的硫酸亚铁？

3. 为什么在检验产品中Fe3+的含量时，要有不含氧的蒸馏水溶解产品？

实验五 酸碱标准溶液的配制和标定

一、实验目的

1. 了解标准溶液的配制方法：直接法和间接法； 2. 学习酸碱标准溶液浓度的标定方法；

3. 掌握滴定管的正确使用和准确确定滴定终点的方法；

4. 熟悉甲基橙和酚酞指示剂的使用方法和终点的颜色变化，初步掌握酸碱指示剂的选择方法。

二、实验原理

标准溶液是指浓度确切已知并可用来滴定的溶液，一般采用直接法或间接法来配制。通常，只有基准物质才能用直接法配制标准溶液，而其他的物质只能用间接法配制。基准物质应符合下列要求：

①试剂的组成应与它的化学式完全相符； ②试剂的纯度在99.9%以上； ③试剂在一般情况下应该很稳定；

④试剂最好有较大的摩尔质量。

直接法：准确称取一定量的基准物质，溶解后，定量的转移至一定体积的容量瓶中，稀释定容，摇匀。溶液的浓度可通过计算直接得到。

间接法：先配制近似于所需浓度的溶液，然后再用基准物质（或已经用基准物质标定过的标准溶液）来标定其准确浓度。

本实验中所用到的NaOH固体易吸收空气中的CO2和水分，浓盐酸易挥发，浓度不确定，因此酸碱标准溶液通常是用间接法进行配制的。

酸碱标准溶液是采用间接法配制的，其标准浓度必须依靠基准物进行标定。只要标定出酸碱溶液中任何一种的浓度，即可根据体积比VHCl/VNaOH计算出另一种溶液的浓度。

1. 酸标准溶液浓度的标定

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无水碳酸钠和硼砂等常用作标定酸的基准物质。用碳酸钠做基准物时，先于180℃干燥2～3h，然后置于干燥器内冷却备用。标定反应如下：

Na2CO3 + 2HCl 2 NaCl + CO2↑+ H2O

当反应达到化学计量点时，溶液的pH值为3.9，可用甲基橙作指示剂。用硼砂（Na2B4O7²10H2O）标定酸时，其反应如下：

Na2B4O7 + 2HCl + 5 H2O 4 H3BO3 +2NaCl

计量点时反应产物为H3BO3(Ka=5.8³10-10)和NaCl，溶液的pH值为5.1，可用甲基

1

红作指示剂。

硼砂的制作方法为：在水中重结晶（结晶析出温度在50℃以下），析出的晶体于室温下暴露在60%～70%相对湿度的空气中，干燥24h，即可获得符合要求的硼砂。干燥的硼砂结晶须保存在密闭的瓶中，以防失水。

2．碱溶液浓度的标定

标定碱溶液时，常用邻苯二甲酸氢钾和草酸作基准物质。

邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)易得到纯品，在空气中不吸水，容易保存；它与NaOH起反应时物质的量之比为1∶1，其摩尔质量较大，因此是标定碱标准溶液较好的基准物质。标定反应如下：

若NaOH的浓度为0.1mol²L-1，计量点时溶液呈微碱性（pH约为9.1），可用酚酞作指示剂。

邻苯二甲酸氢钾通常于100～125℃时干燥2h后备用。干燥温度不宜过高，否则会引起脱水而成为邻苯二甲酸酐。

草酸（H2C2O4²2H2O）相当稳定，相对湿度在5%～95%时不会风化失水。标定反应为：

2NaOH + H2C2O4 Na2C2O4 + 2H2O

计量点时溶液略偏碱性（pH值约为8.4），pH值突越范围为7.7～10.0，可选用酚酞作指示剂。

配制H2C2O4溶液时，水中不应含有CO2，光合催化作用（尤其是二价锰）能加速空气对溶液中H2C2O4的氧化作用。草酸也会自动分解为CO2和CO。因此应该妥善保存H2C2O4溶液（常放在暗处）。

三、仪器、药品和材料

仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、台秤、分析天平、烧瓶、锥形瓶、试剂瓶、量筒。

药品：NaOH（固体）、浓盐酸（d=1.19）、无水Na2CO3（A.R.）、邻苯二甲酸氢钾（A.R.）0.1%甲基橙指示剂、0.1%酚酞指示剂。

12

四、实验步骤

1. 0.1mol•L-1HCl溶液的配制[注1] 用干净的小量筒量取一定量的浓盐酸，倾入干净的试剂瓶中，用水剂名称和配制日期。

[注2]

稀释至1000mL，塞紧玻璃塞，摇匀，贴上标签，注明试

2. 0.1mol•L-1NaOH溶液的配制 在台秤上迅速称取一定量的NaOH固体[注3]

放入小烧杯中，加入100mL，使之全部溶解，移入干净的试剂瓶中，用水稀释至1000mL，用橡皮塞[注4]塞住瓶口，充分摇匀，贴上标签。

3. 酸碱标准溶液浓度的标定

(1) 滴定管的准备 预先准备好干净的酸式和碱式滴定管各一只（检查是否漏水），先用蒸馏水润洗3次，然后用少量的待装溶液润洗3次，每次用量5～10mL，以除去管壁上残存的水分。润洗后的溶液在滴定管尖嘴放出弃去。再将HCl和NaOH标准溶液分别直接装入酸式和碱式滴定管中，驱除活塞及乳胶管下端的空气泡，调节液面至零刻线或零点稍下处，静止1min后，方可读数，记取读数至小数点后第二位。

(2) 酸碱标准溶液浓度的标定

① HCl标准溶液的标定

在分析天平上用碱量法准确称取无水Na2CO3三份（其质量按消耗20～30mL0.1 -1

mol²LHCl计，请自己计算），分别置于已标好的三只250mL锥型瓶中，各加水50mL，溶解后加入一滴甲基橙，分别用待标定的HCl溶液滴定，边滴边摇，近终点时应逐滴或半滴加入，直至滴加半滴或一滴HCl，恰使溶液由黄色转变为橙色即为终点[注5]。读取读数。用同样方法滴定另外两份Na2CO3。

根据Na2CO3的质量和所消耗的HCl溶液的体积计算出HCl的浓度，要求三份标定结果的相对平均偏差应小于0.3%。

数据记录 [称量瓶+Na2CO3质量（前）]/g [称量瓶+Na2CO3质量（后）]/g Na2CO3质量/g Ⅰ Ⅱ Ⅲ VHCl终读数/mL VHCl初读数/mL VHCl/mL cHCl/molL-1 cHCl/moll-1 相对平均偏差 ② NaOH标准溶液的标定

可以任选下列方法之一来标定，有时间的同学可以全做：

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方法一：在分析天平上用碱量法准确称取邻苯二甲酸氢钾三份（其质量按消耗20～30mL0.1mol²L-1NaOH计，请自己计算），分别置于已标好号的三只250mL锥型瓶中，各加水50mL，温热使之溶解。冷却后加两滴酚酞指示剂，用待标定的NaOH溶液滴定，直到溶液由无色变为粉红色，并在30s内不褪色即为终点[注6]。

根据邻苯二甲酸氢钾的质量和所消耗NaOH的溶液的体积计算NaOH的浓度。 各次标定的结果与平均值的相对平均偏差不得大于±0.3%，否则应重做。数据记录格式参阅HCl溶液的标定过程自己设计。

方法二：用上步己经标定好的HCl标准溶液来标定NaOH溶液，注意指示剂的选用及其变色情况有何不同。

五、注释：

[注1] 标准溶液的浓度应根据测定试样的要求来确定。

[注2] 分析化学实验中使用的水一般为纯水，常用的纯水为蒸馏水或去离子水。 [注3] 市售固体氢氧化钠常因吸收CO2而混有少量Na2CO3，致使分析结果引入误差，不含碳酸盐的NaOH溶液，可用下列三种方法配制：

（1）在台秤上用小烧杯称取较理论计算值稍多的NaOH固体，用不含CO2的蒸馏水迅速冲洗一次，以除去固体表面少量的Na2CO3，溶解并稀释定容。

（2）在NaOH溶液中加入少量Ba（OH）2或BaCl2，CO32-就以Ba CO3形式沉淀下来，取上层清液稀释至所需浓度。

（3）制备NaOH的饱和溶液（50%）。由于浓碱中Na2CO3几乎不溶解，待Na2CO3下沉后，吸取上层清液，稀释至所需浓度。稀释用水一般是将蒸馏水煮沸数分钟，再冷却。

[注4] 装NaOH溶液的试剂瓶不可用玻璃塞，否则易被碱腐蚀而粘住。

[注5] 用无水Na2CO3标定HCl时，由于反应本身产生H2CO3，会使滴定突越不明显，致使指示剂颜色变化不够敏锐，因此，在接近滴定终点之前，最好把溶液加热至沸，并摇动以赶走CO2，冷却后再滴定。

[注6] 标定NaOH溶液时，以酚酞为指示剂 ，终点为粉红色，半分钟不褪。如果经较长时间，粉红色慢慢褪去，那是溶液吸收了空气中的CO2生成H2CO3所致。

六、思考题

（1）配制酸碱标准溶液时，为什么用量筒量取盐酸和用台秤称取固体NaOH，而不用移液管和分析天平？这时配得的溶液应以几位有效数字表示？为什么？ （2）将标准溶液装入滴定管之前为什么要用该溶液润洗3次？滴定用的锥形瓶是否也要用该溶液润洗或烘干？为什么？

（3）滴定两份相同的试液时，若第一份用去标准溶液20mL，在滴定第二份试液时，是继续使用余下的溶液，还是添加标准溶液至滴定管的刻度“0.00”附近然后再滴定，哪一种操作正确？为什么？

（4）溶解样品或稀释样品溶液时，所加水的体积为何不需要很准确？

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（5）如何计算称取基准物Na2CO3或邻苯二甲酸氢钾的质量范围？称得太多或太少对标定有何影响？

（6）用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH 时，为什么用酚酞而不用甲基橙作指示剂？ （7）无水Na2CO3如果保存不当吸有少量水分，对标定HCl溶液的浓度有何影响？写出HCl标准溶液浓度的计算公式。

实验六 复分解法制备KNO3并副产NH4Cl

一、实验目的

1. 学习用复分解法制备KNO3晶体及副产品NH4Cl回收的原理和方法。 2. 学习溶解、过滤、结晶和固液分离等无机制备过程的基本操作。

二、实验原理

工业上常采用复分解法制备KNO3晶体，其反应如下： NH4NO3 + KCl KNO3 + NH4Cl

该反应是可逆的，改变反应条件，可使反应逆向进行。

KCl与NH4NO3溶于水后，水溶液中存在有K+、NH4+、Cl-、NO3-，四种粒子相互搭配可形成四种盐。反应体系中，四种盐的溶解度在不同温度下有显著的差别。氯化铵的溶解度随温度变化不大，而钾的溶解度随温度升高迅速增加。故将一定量的固体钾和氯化钾在较高温度溶解后，选择合理的条件冷却，能有大部分KNO3结晶出来，从而得KNO3粗产品。再经过重结晶提纯，可得到纯品。所得滤液进行蒸发、浓缩、降温，可结晶析出NH4Cl。从而达到分离出KNO3和NH4Cl的目的。

三、仪器、药品和材料

仪器：量筒、烧杯、台秤、石棉网、三角架、铁架台、布氏漏斗、吸滤瓶、水泵、瓷坩埚、坩埚钳、温度计（200℃）、比色管（25mL）、烧杯（500mL）

药品：钠（工业级）、氯化钾（工业级）、AgNO3(0.1mol²L-1)、（5 mol²L）、氯化钠标准溶液

材料：滤纸

-1

四、实验步骤

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1. 溶解结晶

称取20gKCl放入100mL烧杯中，加45mL水，在搅拌下加热溶解。再往溶液中小心加入22gNH4NO3，并不断搅拌加热，使其全部溶解，继续加热至沸。取下烧杯，让其自然冷却。随着温度的下降（特别是当温度下降到40℃以下时），即有结晶析出（是什么？）。注意，不要骤冷，以防结晶过于细小。当温度降至30℃以下（或室温），KNO3晶体过滤，水浴烘干，即得粗KNO3。称重，计算理论产量和产率。

所得母液盛于蒸发皿中，继续加热，使溶液蒸发至原有体积的1/3（或液面出现晶膜），停止加热，自然冷至70℃（为什么？），有晶体析出。用减压法过滤，尽量抽干，水浴烘干，即得NH4Cl。称重，计算产量和产率。

2. 粗产品的重结晶

（1） 除保留少量（0.1～0.2g）粗产品供纯度检验外，按粗产品∶水 = 2∶1（质量比）的比例，将粗产品溶于蒸馏水中。

（2） 加热、搅拌、待晶体全部溶解后停止加热。若溶液沸腾时，晶体还未全部溶解，可再加极少量蒸馏水使其溶解。

（3） 待溶液冷却至室温后抽滤，水浴烘干，得到纯度较高的钾晶体，称重。

3. 纯度检验 （1）定性检验

分别取0.1g粗产品和一次重结晶得到的产品放入两支小试管中，各加入2mL蒸馏水配成溶液。在溶液中分别滴入1滴5mol²L-1HNO3酸化，再各滴入0.1mol²L-1AgNO3溶液2滴，观察现象，进行对比，重结晶后的产品溶液应为澄清。 （2）根据试剂级的标准检验试样中总氯量

称取1g试样（称准至0.01g），加热至400℃使其分解，于700℃灼烧15min，冷却，溶于蒸馏水中（必要时过滤），稀释至25mL，加2mL5mol²L-1HNO3和0.1mol²LAgNO3溶液，摇匀，放置10min。所呈浊度不得大于标准。

检验对比标准为取下列质量的Cl-：优级纯0.015mg；分析纯0.030mg；化学纯0.070mg，稀释至25mL，与同体积样品溶液同样处理（氯化钠标准溶液依据GB602-77配制，见注释）。

本实验要求重结晶后的钾晶体含氯量达化学纯为合格，否则应再次重结晶，直至合格。最后称量，计算产率，并与前几次的结果进行比较。

-1

五、注释

1.根据中华人民共和国国家标准（GB7-77）化学试剂钾中杂质最高含量（指标以x/%计）

名 称 澄清度试验 水不溶物 优 级 纯 合格 0.002 分 析 纯 合格 0.004 化 学 纯 合格 0.006 16

干燥失重 总氯量（以Cl计） 硫酸盐（SO42-） 亚盐及磺酸盐（以NO2计） 磷酸盐（PO43-） 钠（Na） 镁（Mg） 钙（Ca） 铁（Fe） 重金属（以Pb计） 0.2 0.0015 0.002 0.0005 0.0005 0.02 0.001 0.002 0.0001 0.0003 0.2 0.003 0.005 0.001 0.001 0.02 0.002 0.004 0.0002 0.0005 0.5 0.007 0.01 0.002 0.001 0.05 0.004 0.006 0.0005 0.001 2. 氯化物标准溶液的配制（1mL含0.1mgCl-）称取0.165g于500～600℃灼烧至恒重之氯化钠，溶于水，移入1000mL容量瓶中，稀释至刻度。

3. 检查产品含氯总量时，要求在700℃灼烧。这步操作需在马福炉中进行。需要注意的是，当灼烧物质达到灼烧要求后，先关掉电源，待温度降至200℃以下时，可打开马福炉，用长柄坩埚钳取出装试样的坩埚，放在石棉网上，切忌用手拿。

六、思考题

1. 何谓重结晶？本实验都涉及哪些基本操作，应注意什么？

2. 试设计从母液中提取较高纯度的钾晶体的实验方案，并加以试验。 3. 分离粗KNO3减压过滤时，是否要用安全瓶？为什么？

实验七 硫酸铵中含氮量的测定(甲醛法)

一、实验目的

1. 学习NaOH标准溶液的配置和标定方法；

2. 学习溶液瓶和移液管的使用方法，进一步熟练碱式滴定管的滴定方法； 3. 学习用甲醛法测定某些铵态氮肥中含氮量的原理和方法。

二、实验原理

由于铵盐中NH4的酸性太弱（Ka=5.6³10），不能用NaOH溶液直接准确进行滴定。常采用甲醛法使弱酸强化，反应按下式定量进行。

4NH4+ + 6HCHO

+

-10

(CH2)6NH+ + 3H+ + 6H2O

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生成的的酸（其中质子化六亚甲基四铵的Ka= 7.1³10）可用NaOH溶液进行滴定。由于滴定产物中(CH2)6N4是弱碱，只有滴定至微碱时才能保证反应进行完全，因此常采用酚酞指示终点。甲醛法操作简便快速，在生产实际中应用较广，但其准确度较蒸馏法（见实验二十八）差，适用于强酸铵盐中含氮量的测定。

NaOH固体腐蚀性强，易潮解和吸收空气的CO2，导致不纯。因此，NaOH标准溶液的浓度需通过标定。常用的基准试剂有邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4，简写KHP)和草酸(H2C2O4·2H2O)等。由于邻苯二甲酸氢钾纯品在空气中不吸水而易于保存，摩尔质量较大，因而应用更为广泛。用KHP标定 NaOH溶液时反应如下：

HP¯ +OH¯ P2- +H2O

由于滴定至计量点时溶液呈碱性（二元碱，pH≈9），因此可采用酚酞指示剂指示终点。

-6

三、仪器和试剂

药品：邻苯二甲酸氢钾（GR，105～110℃干燥至恒重，干燥器中保存）；NaOH固体；40%甲醛；0.2%酚酞乙醇溶液；0.1%甲基红纳盐水溶液；硫酸铵试样。

四、实验步骤

1. 配制0.1mol²L-1［注1］ NaOH溶液500mL，按实验五中方法配制。

2. NaOH溶液的标定 用递减法于分析天平上称取一定质量（标准称至0.0001g，一般按消耗滴定剂18～22mL计算出称量范围，以下同）KHC8H4O4于锥形瓶中，再加水20～30mL，微热使其完全溶解。待溶液冷却后，加入1～2滴酚酞指示剂，摇匀，用待标定的NaOH溶液滴定至试液显微红色，30s不褪去为终点。记录所消耗NaOH 溶液的体积，平行标定3次。

3. 甲醛的中和 甲醛因被氧化其中常含有少量甲酸，应事先除去。取原装甲醛（40%）的上层清液于烧杯中，用水稀释一倍，搅匀。加2滴酚酞指示剂，用0.1mol²L-1NaOH 溶液中和至甲醛溶液呈微红色。

4. (NH4)2SO4试样的测定 准确称取0.6～0.73g（如何得来?）(NH4)2SO4试样于小烧杯中，加适量水溶解后，定量转移至100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。用移液管准确移取20.00mL铵盐试液［注2］于锥形瓶中，加入8mL已中和的1:1甲醛溶液和1～2滴酚酞指示剂，摇匀。静置1min后，用已标定的 NaOH 标准溶液滴定至终点。记录所消耗NaOH溶液的体积。平行测定3次。

5. 数据处理 写出有关公式，根据记录的实验数据分别计算出NaOH溶液的浓度和硫酸铵中氮的质量分数。对标定结果要求相对平均偏差RMD<0.3%；对测定结果要求RMD≤0.2%

五、注释

1. 在精确的测定中，需要配制不含CO32-的NaOH溶液，可采用下述三种方法之一：（1）称取120gNaOH，加入100mL水，振摇使其溶解成饱和溶液（20℃时浓

18

度约为19mol²L），冷却后置于聚乙烯塑料瓶中。由于Na2CO3几乎不溶于其中，待溶液澄清后，吸取上层清液2.8mL，用新煮沸（沸腾10min）并刚冷却的水稀释至500mL，摇匀。

（2）在实验五中已配好的NaOH溶液中加入1～2mL20％BaCl2溶液，盖紧瓶塞摇匀，静置过夜，待CO32-以BaCO3形式沉淀后，吸取上层清液。

（3）在台秤上称取较理论计算值多的NaOH固体，用不含CO2的水迅速冲洗外表面2～3次以除去固体表面少量的Na2CO3，然后溶解剩下的固体并稀释至一定的体积。由于不易控制，所得溶液的浓度差异较大。

2. 若试样中含有游离酸，应事先加以中和。其方法为：于试液中加入1～2滴甲基红指示剂，用NaOH标准溶液滴定试液为红色变为黄色为终点。然后再加入甲醛溶液，试液又呈红色。

-1

六、思考题

1. 能否用甲醛法测定其它铵盐如NH4Cl、NH4NO3和NH4HCO3中的氮含量？为什么？对不能用甲醛法测定的可以采用其他什么方法？

2. 用NaOH溶液中和甲醛溶液中的甲酸时，为什么使用酚酞作指示剂？而在中和铵盐试样时，为什么可以用甲基红作指示剂？

3. 本实验中加入甲醛的体积是否要准确（用量筒还是用移液管）？如甲醛中的甲酸未中和完全，或是中和时NaOH过量，会对结果产生什么影响？

实验八 混合碱中总碱度的测定

一、实验目的

1. 了解双指示剂法测定混合碱中各组分含量的原理； 2. 了解混合指示剂的使用及其优点； 3. 掌握混合碱中总碱度测定的方法。

二、实验原理

混合碱是Na2CO3与NaOH或NaHCO3与Na2CO3的混合物。可用HCl标准溶液

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滴定法测定同一份试样中各组分的含量。根据滴定过程中PH值变化的情况，选用两种不同的指示剂分别指示第一、第二化学计量点的到达，称为“双指示剂法”。此法简便，快捷，在生产实际中应用广泛。

双指示剂法的具体步骤如下：

（1）在混合碱试液中加入酚酞指示剂（显什么颜色？）。用HCl标准溶液滴定至酚酞指示剂刚好发生颜色变化（如何变化？）。此时，试液中的NaOH完全被中和，而Na2CO3被中和了一半。反应如下：

NaOH + HCl NaCl+ H2O Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl

设此时所消耗的HCl标准溶液的体积为V1（mL）。

（2）在上述混合液中加入甲基橙指示剂，继续用HCl滴定，滴至甲基橙刚好变色（如何变？），即为终点。反应式为： NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O 设此步所消耗的HCL标准溶液的体积为V2（mL）。

（3）根据V1、V2可以判断出混合碱的组成，并计算出各组分的浓度。

①当V1＞V2时，试液为NaOH与Na2CO3的混合物（为什么？）。NaOH及Na2CO3

的质量浓度为：

ρ

ρ

NaOH=cHCl(V1–V2)MNaOH/VNa2CO3 =cHClV2MNa2CO3/V

试液

试液

②当V1＜ V2时，试液Na2CO3与NaHCO3的混合物（为什么？），则Na2CO3

与NaHCO3的质量浓度为：

ρ

ρ

式如下：

c试液

NaHCO=cHCl(V2-V1)MNaHCO/V试液

Na2CO3 =HClV1MNa2CO3/V

3

3

③如果要求测定混合碱的总碱量，通常是以Na2O的含量来表示总碱度，计算

ρNa2O=HCl（V2+V1）MNa2O/（2V

c

试液

）

上列各式中ρ表示各组分的含量，单位为g²L-1。

双指示剂法中，由于酚酞变色不很敏锐，人眼观察这种颜色变化的灵敏性稍差些，因此也常选用甲酚红—百里酚酞混合指示剂代替[注1]，终点时溶液的颜色由紫色变为玫瑰色，此混合指示剂变色敏锐。

三、仪器和药品

仪器：酸式滴定管、移液管、锥形瓶、量筒。

药品：混合碱试样、0.1mol²L-1HCl标准溶液、0.1%甲基橙指示剂、0.1%酚酞指示剂。

四、实验步骤

用移液管移取已配好的混合碱试样25.00mL于250mL容量瓶中,加水稀释至刻

20

线。摇匀后，吸取25.00mL于锥形瓶中

[注2]

，加一滴酚酞指示剂，以0.1mol²LHCl

[注3]

-1

标准溶液滴至酚酞恰好褪色为止，记下所消耗HCl的体积（V1）。然后加一滴甲基橙指示剂，继续滴定至溶液由黄色变为橙色积（V2），平行测定三次。 含量及精密度。

，记下第二次用去HCl的标准溶液体

根据所消耗HCl标准溶液的体积V1与V2来判断试样的组成，并计算各组分的

五、思考题

（1）如欲测定混合碱液的总碱度，应采用何种指示剂？试拟出测定步骤以及以Na2O（g²L）表示的总碱度的计算公式。

（2）采用双指示剂法测定混合碱，在同一份溶液中测定，试判断下列5种情况下混合碱中存在的成分是什么？

①V1=0 ②V2=0 ③V1＞V2 ④V1＜V2 ⑤V1=V2

（3）用HCl标准溶液测定混合碱时，取完一份试液就要立即滴定，若在空气中放置一段时间后再滴定，将会给测定结果带来什么影响？

（4）测定混合碱滴定达到第一个化学计量点前，由于滴定速度过快，摇动不均匀，对混合碱组分含量的测定结果将会带来什么影响？

-1

六、注释

[注1]甲酚红和百里酚蓝混合指示剂是按照0.1%甲酚红 + 0.1%百里酚蓝 = (1+6)的比例混合配制成的。甲酚红的变色范围为6.7（黄）～ 8.4（红），百里酚蓝的变色范围为8.0（黄）～ 9.6（蓝），混合后变色点的PH=8.3，酸色呈黄色，碱色呈紫色。PH=8.2时为玫瑰色，PH=8.4时为紫色，终点时的颜色变化为由紫色变为玫瑰色，变色敏锐。

[注2]配制混合碱时，可放入一定量的惰性物质，以避免因操作不当造成各组分质量分数积累数超过100%。

[注3] 近终点时，一定要充分摇动，以防止形成CO2的过饱和溶液而使终点提前到达。

21

实验九 五水合硫酸铜的制备

一、实验目的

1. 学习以废铜和工业硫酸为主要原料制备CuSO4²5H2O的原理和方法； 2. 掌握并巩固无机制备过程中灼烧、水浴加热、减压过滤、结晶等基本操作； 3. 巩固托盘天平的使用方法。

二、实验原理

CuSO4·5H2O俗称蓝矾、胆矾或孔雀石。是蓝色透明三斜晶体。在空气中缓慢风化。易溶于水，难溶于无水乙醇。加热时失水，当加热至258℃失去全部结晶水而成为白色无水CuSO4。无水CuSO4 易吸水变蓝，利用此特性来检验某些液态有机物中微量的水。

CuSO4·5H2O用途广泛，如用于棉及丝织品印染的媒染剂、农业的杀虫剂、水的杀菌剂、木材防腐剂、铜的电镀等。同时，还大量用于有色金属选矿（浮选）工业、船舶油漆工业及其他化工原料的制造。

CuSO4·5H2O的生产方法有多种，如电解液法、废铜法、氧化铜法、白冰铜法、二氧化硫法。工业上常用电解液法，方法是将电解液与铜粉作用后，经冷却结晶分离，干燥而制得。本实验选择以废铜和工业硫酸为主要原料制备CuSO4·5H2O的方法，先将铜粉灼烧成氧化铜，然后再将氧化铜溶于适当浓度的硫酸中。反应如下：

2Cu + O2 2CuO（黑色）

CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O

由于废铜及工业硫酸不纯，制得的溶液中除生成硫酸铜外，还含有其他一些可溶性或不溶性的杂质。不溶性杂质在过滤时可除去，可溶性杂质Fe和Fe，一般需用氧化剂（如H2O2）将Fe2+氧化为Fe3+，然后调节PH值，并控制至3（注意不要使溶液的PH ≥4，若PH值过大，会析出碱式硫酸铜的沉淀，影响产品的质量和产量），再加热煮沸，使Fe水解成为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：

2Fe2++2H++H2O2 2Fe3++2H2O

PH=3

Fe3++3H2O Fe(OH)3↓+3H+

3+

2+

3+

灼烧

Δ

将除去杂质的CuSO4溶液进行蒸发,冷却结晶,减压过滤后得到蓝色CuSO4·5H2O。

三、仪器、药品和材料

仪器：托盘天平、煤气灯、瓷坩埚、坩埚钳、泥三角、铁架台、布氏漏斗、吸滤瓶、烧杯、点滴板、量筒、蒸发皿、玻璃棒、滤纸、剪刀。

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药品：Cu粉、H2SO4(3mol²LCuCO3(C.P.)、PH试纸。

－1

)、H2O2(3%)、K3[Fe(CN)6](0.1mol²L)、

－1

四、实验步骤

1．氧化铜的制备

把洗净的瓷坩埚经充分灼烧干燥并冷却后，在托盘天平上称取3.0克废铜粉放入其内。将坩埚置于泥三角上，用煤气灯氧化焰小火微热，使坩埚均匀受热，待铜粉干燥后，加大火焰用高温灼烧，并不断搅拌，搅拌时必须用坩埚钳夹住坩埚，以免打翻坩埚或使坩埚从泥三角上掉落。灼烧至铜粉完全转化为黑色的氧化铜（约20min），停止加热并冷却至室温。

2．粗CuSO4溶液的制备

将冷却后的CuO倒入100mL小烧杯中，加入18mL3mol²L－1H2SO4(工业纯)，微热使之溶解。

3．CuSO4溶液的精制

在粗硫酸铜溶液中,滴加2mL3%H2O2，将溶液加热，检验溶液中是否还存在Fe2+(如何检验)。当Fe2+完全氧化后，慢慢加入CuCO3粉末，同时不断搅拌直到PH=3，在此过程中要不断地用PH试纸测试溶液的PH值，控制溶液PH=3，再加热至沸（为什么？）趁热减压过滤，将滤液转移至洁净的烧杯中。

4．CuSO4·5H2O晶体的制备

在精制后的CuSO4溶液中，滴加3mol²L－1H2SO4酸化，调节溶液至PH=1后，转移至洁净的蒸发皿中，水浴加热蒸发至液面出现晶膜时停止。在室温下冷却至晶体析出。然后减压过滤，晶体用滤纸吸干后，称重。计算产率。

五、思考题

1. 在粗CuSO4溶液中Fe杂质为什么要氧化为Fe后再除去？为什么要调节溶液的PH=3？PH值太大或太小有何影响？

2. 为什么要在精制后的CuSO4溶液中调节PH=1使溶液呈强酸性？

3. 蒸发、结晶制备CuSO4·5H2O时，为什么刚出现晶膜即停止加热而不能将溶液蒸干？

4. 如何清洗坩埚中的残余物Cu和CuO等？

5. 固液分离有哪些方法？根据什么情况选择固液分离的方法？

2+

3+

23

实验十 硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定

一、实验目的

1. 掌握间接碘法的测定原理；

2. 掌握硫代硫酸钠标准溶液的配制、保存和标定方法； 3. 熟悉应用淀粉指示剂标准地判断滴定终点。

二、实验原理

结晶的Na2S2O3·5H2O一般均含有少量S、Na2SO3、Na2SO4、Na2CO3、NaCl等杂质，同时还容易风化和潮解，需采用间接法配制。

Na2S2O3溶液易受空气中的O2，溶解在水中的CO2,微生物和光照等作用而分解。它在微碱性介质中稳定。配制溶液时，为了减少溶解在水中的CO2和杀死水中的微生物，应用新煮沸的冷蒸馏水配溶液，并加入少量Na2CO3, 其浓度约为0.02%，维持溶液的微碱性，以防止Na2S2O3的分解。日光能促使Na2S2O3溶液分解，所以Na2S2O3溶液应贮于棕色瓶中，放置暗处，经8～14天后再标定。长期保存的溶液 ，应每隔一定时期重新加以标定。如果发现溶液变浑（表示有S析出）时，就应该过滤后再标定，或重新另配溶液。若保存得好，可两个月标定一次。

标定Na2S2O3溶液，常选用强氧化剂如KIO3、KBrO3或K2CrO7等作基准物，这些物质均能与KI反应析出定量的I2,反应是： IO3- + 5I- + 6H+ BrO3- + 6I- + 6H+ CrO72- + 6I- + 14H+ 用Na2S2O3溶液滴定析出的I2：

2-

3I2 + 3H2O

3I2 + 3H2O + Br- 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O

2-

-

I2 + 2S2O3 S4O6+ 2I

以淀粉为指示剂,蓝色消失即为终点。

三、仪器、药品和材料

仪器：分析天平、台秤、碱式滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶、烧杯 药品：固体Na2S2O3·5H2O(A.R.)、固体Na2CO3(A.R.)、固体K2Cr2O7(A.R.)、固体KI(A.R.)、HCl(6mol²L-1)、0.5％淀粉溶液（称取可溶性淀粉0.5g，加入少量水搅拌成悬浮状，然后在搅拌下，将此悬浮液逐渐滴加到100mL沸水中，继续煮沸１～２min至透明为止，冷却后使用。淀粉溶液易，可加入少量的防腐剂如HgI2,ZnCl2等）

四、实验步骤

１．0.1mol·Ｌ-1Na2S2O3 溶液的配制

称取计算好的Na2S2O3·5H2O(固体)，溶于500mL新煮沸的冷蒸馏水中，加入约

24

0.1g (米粒大小) Na2CO3行标定。

-1

[注１]

,摇匀后保存于棕色瓶中，在暗处放置７～１４天后进

２．0.1mol²ＬNa2S2O3²5H2O溶液的标定

准确称取已计算好的K2Cr2O7基准物，置于500mL锥形瓶［注２］，加水25mL使之溶解，再加入1.8g固体KI和６mol/ＬHCl 5mL，盖上表面皿，在暗处放置５min

［注３］

。加入100mL水，立即用0.1mol/ＬNa2S2O3溶液滴定到呈浅黄绿色。加入0.5％淀粉溶液５mL［注５］，并用尽量少的蒸馏水冲洗内壁（为什么？）后，继续滴定至蓝色恰好变为绿色，即为终点［注６］。平行测定三次，计算Na2S2O3溶液的准确浓度。

［注４］

五、思考题

1. 如何配制和保存Na2S2O3溶液？

2. 在配制Na2S2O3标准溶液时，所用的蒸馏水为何要先煮沸并冷却后才能使用？

3. 以K2Cr2O7标定Na2S2O3溶液的浓度时为何要加入KI?为何要在暗处放置５min？

4. 滴定前为何要稀释？淀粉指示剂为何要在接近终点时加入？

六、注释

［注１］空气中的ＣO2溶解于溶液中，可使Na2S2O3分解；

Na2S2O3+H2CO3→NaHCO3+NaHSO3+S↓

这分解作用一般在配制成溶液最初几天内进行；Na2CO3后,生成的NaHCO3使Na2S2O3分解受到抑制.

［注２］因I2容易挥发损失,在碘量法实验中,最好使用碘量瓶. ［注３］K2Cr2O7与KI的反应需在足够浓度、适当的酸度和一定的反应时间条件下才能进行得较完全。过量的KI与K2Cr2O7在上述条件下大约５min才能完成反应。

［注４］生成的Cr呈蓝绿色，妨碍终点观察，滴定前预先将溶液稀释 ，可使Cr3+浓度减低，蓝绿色变浅，以利于观察终点颜色的变化；同时稀释也使溶液的酸度减低，避免因酸度过大时，I-易被空气中的O2氧化。

［注５］淀粉指示剂不宜过早地加入，应尽量在接近终点前加入，否则大量的I2将与淀粉结合成蓝色物质，这一部分被结合的I2不易与Na2S2O3反应，因而使滴定发生误差。

［注６］滴定不可超过终点，因为过量Na2S2O3在酸性溶液中会分解，无法返滴定。滴定结束后溶液因放置会变蓝色，如果不是很快变蓝（5～10min），那是由于空气氧化所至；如果很快变蓝，说明K2Cr2O7与KI作用不完全，溶液稀释过早，遇此情况，实验应重做。

25

3+

实验十一 硫酸铜中铜含量、结晶水及其脱水温度的测定

一、实验目的

1. 掌握间接碘法测定铜的原理和方法；

2. 进一步了解氧化还原滴定法的特点。

3. 了解化合物中结晶水含量测定的原理和方法；

4. 进一步熟悉分析天平的使用，掌握研钵、干燥器的使用及砂浴加热、恒重等基本操作；

5. 初步了解热重、差热分析的原理和方法，学习使用微机差热天平； 6. 利用差热天平测定硫酸铜中的结晶水。了解硫酸铜中五个结晶水热稳定性的差异与空间结构的关系。

二、实验原理

1. 硫酸铜中铜含量的测定

Cu2+在微酸性溶液中（PH=3～4），可以被I-还原为难溶性的CuI沉淀，同时析出I2，其定量反应式为： 2Cu2+ + 4I- 2CuI↓+ I2

生成的I2用Na2S2O3标准溶液滴定，以淀粉溶液为指示剂，滴定至溶液的蓝色刚好消失即为终点。

反应必须在弱酸性溶液中才能定量进行。在强酸性溶液中，I-易被空气氧化，产生过多的I2，Na2S2O3也会被分解：

S2O32- + 2H+ SO2 ↑+ S↓+ H2O

在碱性溶液中，I2会发生歧化反应，Cu2+也可能水解，S2O32-也可能有如下的副反应发生：

S2O32- +4I2 + 10OH-2SO42- + 8I- + 5H2O

因此一般将溶液的酸度控制在PH=3～4。

由于CuI易吸附少量的I2，使分析结果偏低，为此可在滴定接近终点时，加入KSCN使CuI沉淀（Ksp=1.1³10-12）转化为溶解度更小的CuSCN沉淀(Ksp=4.8³10-15)，从而把吸附的碘释放出来，提高了测定结果的准确度。

2. 硫酸铜中结晶水及其脱水温度的测定

硫酸铜结晶水的测定方法很多，本实验介绍两种方法即重量法和热重及差热分析法。

（1）重量法

很多离子型的盐类从水溶液中析出时，常含有一定量的结晶水（或称水合水）。结晶水与盐类结合得较牢固，但受热到一定温度时，会脱去结晶水的一部分或全部。CuSO4²5H2O晶体在不同温度下可逐步脱水，颜色随着水的含量不同由蓝色变为浅蓝色，最后为白色或灰白色。CuSO4²5H2O晶体按下列反应逐步脱水[注1]：

26

CuSO4²5H2O CuSO4²3H2O+2H2O

CuSO4²3H2O CuSO4²H2O+2H2O

CuSO4²H2O CuSO4+H2O

本实验是采取把一定量的结晶水合物（不含吸附水）置于已灼烧至恒重的坩埚中加热到较高温度（以不超过被测定物质的分解温度为限），脱水后将坩埚移入干

218℃ 99℃

48℃

燥器中冷却到室温，取出称重。由结晶水合物高温加热后的失重值计算出水合硫酸铜中含结晶水的百分率，由加热前后的重量变化求得每摩尔硫酸铜晶体中所含结晶水的物质的量，从而确定结晶水合物的化学式。

（2）热重及差热分析法

本实验使用微机差热天平,同时进行热重、差热、微分热重数据采集,分别进行数据处理.在进行数据处理时,利用每步失重的毫克数,失重百分数计算出每步失水的个数及所含结晶水的总数,最后直接进行多功能绘图,将热重曲线、差热曲线、微分热重曲线绘制在同一张图上,以便相互对照进行综合分析,得到比较准确的实验结果。但应当注意的是：当样品的升温速率不同，或样品的粒度不同时，会得到不同的热重曲线，不同的失水温度。

硫酸铜中失去结晶水的过程分三个阶段，与其结构有关。由CuSO4²5H2O的空间结构图12-1所示：四个水分子以平面四边形配位在Cu2+的周围，第五个水分子以氢键与硫酸根结合，SO42-在平面四边形的上和下，形成不规则的八面体。四个与Cu2+配位的水分子中，有两个与第五个水分子也形成一个氢键。

图1-17-1 CuSO4²5H2O的结构

结合实验可分析硫酸铜中五个结晶水失去的难易程度及先后次序。

三、仪器、药品和材料

仪器：分析天平、碱式滴定管、锥形瓶、量筒；微机差热天平、分析天平、托盘天平、煤气灯、坩埚及盖、坩埚钳、泥三角、研钵、干燥器、砂浴、温度计、碎滤纸

药品：Na2S2O3（0.1mol²L）标准溶液、固体KI（A.R.）、固体CuSO4·5H2O(C.P.或自制的)、KSCN溶液（10%）、H2SO4(1mol²L-1)、淀粉溶液（0.5%）。

27

-1

四、实验步骤

1. 硫酸铜中铜含量的测定

准确称取CuSO4试样若干克置于250mL锥形瓶中，加入5mL 1mol·L H2SO4

和100mL水使之完全溶解（或吸取相当量的CuSO4试液于锥形瓶，加水25mL），加入1.2g固体KI,立即用Na2S2O3标准溶液滴定至呈浅黄色。然后再加入5mL0.5%淀粉溶液，继续滴至呈浅蓝色。再加入10%KSCN溶液10mL，振摇数秒后，溶液又转为深蓝色，再用Na2S2O3标准溶液滴至蓝色恰好消失即为终点，此时溶液为浅灰色或白色悬浮液[注2]，平行测定三次，计算试样的含铜量。

2. 硫酸铜中结晶水及其脱水温度的测定

（1）重量法

① 恒重坩埚

将一洗净的坩埚及盖置于泥三角上，用小火烘干，然后用氧化焰灼烧至红热。将坩埚冷却至红热消失后，再用坩埚钳将其移入干燥器中，冷却至室温（注意：热坩埚放入干燥器以后，一定要在短时间将干燥器的盖子打开1～2次，以免造成负压难以打开）。用分析天平称重、重复灼烧、冷却、称重、直至恒重。

② 水合硫酸铜的脱水

a. 用托盘天平称取1.5克自制水合硫酸铜晶体，放入研钵中研细后用牛角勺

将其转移至已恒重的坩埚中，均匀铺一层，用分析天平准确称量坩埚及水合硫酸铜的总质量，减去已恒重坩埚的质量，即为水合硫酸铜的质量。

b.将已称量的内装水合硫酸铜晶体的坩埚置于砂浴中，使其3/4体积埋入砂内，再在靠近坩埚的砂中插入一支温度计，其末端与坩埚底部大致处于同一水平。 c.加热砂浴至210℃，然后慢慢升温至280℃左右。当坩埚内粉末由蓝色全部

变为白色时，停止加热（约需15～20min）。用干净的坩埚钳将坩埚移入干燥器内，冷却至室温。

d. 用干净滤纸碎片将坩埚外壁擦干净后，在分析天平上称量坩埚及脱水硫酸

铜的总质量（注意称量时间不宜过长，否则无水硫酸铜会吸收空气中的水分使称量不准）。重复砂浴加热、冷却、称重，直至“恒重”（本实验要求两次称重之差≤1mg）。实验后将无水硫酸铜倒入回收瓶中。

将实验数据填入下表中。

空坩埚质量/g 第1次称量 第2次 称量 平均值 空坩埚+硫酸铜样品的质量/g 加热后坩埚+失水样品质量/g 第1次 称量 第2次 称量 平均值 CuSO4²5H2O 样品质量/g 样品中结晶水的质量/g -1

28

③ 数据处理

由实验所得数据，计算每摩尔硫酸铜结晶水的物质的量（计算出结果后，四舍五入取整数）。确定水合硫酸铜的化学式。

每摩尔硫酸铜中结晶水的质的量：＿＿。

水合硫酸铜的化学式：＿＿。

(2) 热重差热分析法

① 仪器通电预热 先检查测量（电控）箱，TG量程选择开关应在500mg档，DTA、DTG输入短路开关（zero）均置零（即按下状态），温控箱的电炉加热开关

（heating）必须处于关的位置（未按下状态，指示灯不亮）。然后按下测量箱和温控箱的电源开关，预热30min。

② 样品称量 在分析天平上准确称量空坩埚，用镊子将坩埚夹取到天平箱

外，用试样勺装5～10mg已研细的样品（坩埚装样后，可轻墩几下）再放回天平上准确称量，记下数据。

③ 放置样品坩埚 凡是从天平样品座上取下或装上坩埚时，TG量程一定旋

到500mg档，DTG开关（zero）置零（按下状态）。在放置坩埚前，先起升高温炉，双手托住高温炉下部两侧的左右托板，慢慢向上抬起，待副导柱脱离上隔板后，以主导柱为旋转中心，逆时针旋转炉体90°，轻放后使炉子停在此位置上。此时可看到天平样品座组件（注意保护好！），及顶部的热偶板，其中一侧已放置装好参比物的坩埚（参比物是在试温区内对热高度稳定的物质，如α－Al2O3），另一侧为试样热偶板，将装好试样的坩埚用镊子夹住，手不要抖动，轻轻放在上面（以免损坏天平吊带！）。装好坩埚后，用双手托住高温炉下部的左右托板，顺时针旋转回原位置，待副导柱对准上隔板的柱孔时，再轻轻放下高温炉，样品及高温炉即装好。

④ 开冷却水；选择测量箱各量程开关。将TG的“mg”按钮按下，TG量程

选择开关旋至10mg档，TG显示开关处于按下状态，用电调零电位器调解使显示表为零或附近正值，DTA量程开关选择100μV档。天平稳定后DTG量程开关旋转至10mV/min档。最后按下DTA、DTG测量开关。

⑤ 打开微机，输入参数先按下显示器开关，再开主机电源。进入热分析数据

采集程序，根据程序进行操作。当提示是否减空白时，我们选择不减空白的方法，键入“N”。当进入设置操作者、操作日期和实验参数菜单时，按要求输入各种参数和DTA量程、TG量程、DTG量程、样品重量等等，试样序号可向教师询问。当进入温度设置菜单后，键入起始温度（T0=15℃）；r为升温速率输入“5”（5℃/min），u（upper temperature controlled）为最高升温温度，输入350。h（holding time）保持时间。我们不需要保持时间。根据提示操作，即进入数据采集的提示：按键“1”可重新输入，按“2”键继续，显示当前炉温，并提示下一步：如按空格键则采样开始（注意先不要按空格键！）。

⑥ 电炉升温 观察温控仪偏差表的指针，用下方的旋钮将其调到中线左侧附

近，再按下电炉开关“Heating”键，最后按下微机键盘的空格键，电炉开始升温。

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微机屏幕显示出由四个坐标轴组成的框图，每隔0.25℃或0.5℃采集一次数据，随着采样点的增加，在屏幕上形成四条曲线，从上至下依次为TG、DTA、DTG、T曲线。 ⑦ 停止升温 升温达到设定的最高温度时，会自动停止采样。未达到时可进行人为干预（停止采样），方法是按“C”键，采样停止后即转入数据存贮程序。本实验当炉温到达二百多度，第三步失水完成后（TG已出现明显的平台）即可人为停止采样（按“C”键）。即刻按电炉加热键，指示灯灭，停止加热。将其他键复原：TG量程开关转到500mg档，DTG、DTA输入开关（zero）置零，最后关上测量箱、温控箱的电源。

⑧ 数据存贮 停止采样后，屏幕提示B磁盘是否准备好？按“Y”键，后又提示按“S”键准备存贮；再按任何键存贮开始，存贮时屏幕显示磁盘正在存贮操作，B驱动器灯亮。当灯来后来表示数据存贮完毕并提示“转入菜单吗？”，按“Y”回到采样主菜单。

⑨ 数据处理 返回采样主菜单后，键入“6”则进入热分析数据处理菜单。

分别按“1”、“2”、“3”键，依次进行TG数据处理，DTG数据处理，温度处理。当进入TG处理时，因本样品分三个阶段失水，所以需要依次进行三次处理，分别选择三个处理区间，即失水前后的四个平台。由于第一阶段失水的滞后与第二段失水有些交叉，所以平台不明显，只能看到曲线的拐点（参考DTA、DTG曲线现象较明显），应当以此拐点作为第二个平台进行数据处理。每次处理时都将放大系数键入“1”倍，处理后会显示出起始温度Ti、外推起始温度Te和终止温度Tc、失重量、失重百分率（记录下来）。在DTG的数据处理中，我们只测一个点即失水速率最大的那点（峰值最高点）。为此可将左光标定在基线上，右光标定在峰值最高处。温度的处理是针对DTA曲线的，因分三段失水所以需要依次进行三次处理，每次处理都将处理区间定在各段的左右基线上。当数据处理结束后，再返回到采样主菜单。

⑩ 多功能绘图 打开绘图仪电源开关，放置好记录笔、绘图纸（A4复印纸）。当返回采样主菜单后键入“8”，进入多功能绘图菜单，再键入“1”，即进入TG

－DTG－DTA绘图程序。输入图形放大倍数“1”倍，绘图仪自动绘图，打印出数据。绘图结束后，收好记录笔，归位。先关闭微机主机，再关闭显示器，再将绘图仪关闭。

待温度降至室温关闭冷却水。

五、思考题

（１）溶解CuSO4时，为什么要加H2SO4？可以用HNO3或HCl吗？ （２）碘量法测定Cu时，为什么要在弱酸性介质中进行？

（３）本实验加人KSCN的目的是什么？为什么不能过早加人？

六、注释

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［注1］在不同无机化学教科书和有关手册中，CuSO4²5H2O逐步脱水的温度数据相差较大。本数据取自刘建民、马泰儒“CuSO4²5H2O加热过程中的行为”一文（《大学化学研究会论文集》，北京大学出版社，1990年10月：128～129）。

［注2］加KSCN溶液不能过早，加入后要剧烈摇动，有利于沉淀的转化和释放出吸附的碘，接近终点时滴定剂要一滴或半滴加入。

实验十二 I3-

I- + I2平衡常数的测定

一、实验目的

1. 学习滴定法测定I3-

I- + I2平衡常数的原理和方法；

2. 加强对化学平衡、平衡常数的理解并了解化学平衡和平衡移动的原理； 3. 巩固练习滴定操作。

二、实验原理

碘溶于碘化钾溶液中形成I3-离子，并建立下列平衡。

I3- I- + I2 (1-12-1)

在一定温度条件下其平衡常数：

KII2I3II[I][I2] （1-12-2） I[I3]23 式中α为活度，γ活度系数， [I]、[I2]、[I3]为平衡时的浓度。由于在离子

强度不大的溶液中 所以:

—-

II2I1

3KII2I3[I][I2] (1-12-3) [I3] 为了测定平衡时的[I-] [I2]、[I3-]，可用过量固体碘与已知浓度的碘化钾溶液一起摇荡，达到平衡后，取上层清液，用标准硫代硫酸钠溶液进行滴定：

31

由于溶液中存在I3

-

I + I2的平衡，所以用硫代硫酸钠溶液滴定，最终

-

测到的是平衡时I2和I3-的总浓度。设这个总浓度为c，则：

c = [I2] + [I3-] (1-12-4)

碘的浓度[I2]可通过在相同温度条件下,测定过量固体碘与水处于平衡时，溶液中碘的浓度来代替。设这个浓度为c’，则： [I2]c'

 故有 [I3]c[I2]cc'

从(1-12-1)式可以看出，形成一个[I3]就需要一个I，所以平衡时[I]的浓度为

 [I][I]0[I3]

---

式中[I-]0为碘化钾的起始浓度。

将[I-]、[I2]和[I3—]代人(1-12-3)式即可求得在此温度条件下的平衡常数K。

三、仪器、药品和材料

仪器：量筒(10mL、100m1)、吸管(10mL，50mL)、滴定管(碱式)、碘量瓶(100mL、250mL)、锥形瓶(250mL)、洗耳球

药品：碘、KI(0.0100mol²L、0.02000m01²L)、Na2S203标准液(0.0050mol²L)、淀粉溶液

-1

-1

-1

四、实验步骤

1. 取两只干燥的100mL碘量瓶和一只250mL碘量瓶，分别标上1、2、3号。用量筒分别取60mL 0.0100mol²L-l碘化钾溶液注入1号瓶，取60mL0.0200mol²L-1碘化钾溶液注入2号瓶，取60mL蒸馏水注入3号瓶。然后在每个瓶内各加入0.5 g研细的碘，盖好瓶塞。

2. 将3只碘量瓶在室温下振荡或者在磁力搅拌器上搅拌30分钟，然后静置10分钟，待过量固体碘完全沉于瓶底后，取上层清液进行滴定。

3. 用10mL吸量管取1号瓶上层清液两份，分别注入250mL锥形瓶中，再各注

-1

入40mL蒸馏水．用0.050mo1²L标准硫代硫酸钠溶液滴定，滴至呈淡黄色时(注意不要滴过量)，注入4mL0.2％淀粉溶液，此时溶液应呈蓝色，继续滴定，至蓝色刚好消失。记下所消耗的硫代硫酸钠溶液的体积数。

同样方法滴定2号瓶上层的清液。

4. 用50mL移液管取3号瓶上层清液两份，用0.0050mol²L-1标准硫代硫酸钠溶液滴定，方法同上.数据记入下表1-12-1。

32

表1-12-1 数据记录与处理 室温： ℃ 瓶号 取样体积V/mL Na2S2O3溶液的用量/mL Ⅰ Ⅱ 平均 1 2 3 Na2S2O3溶液的浓度/ mol²L-1 [I2]与[I3-]的总浓度c/mol/L 水溶液中碘的平衡浓度c’ /mol/L [I2] /mol/L [I3-]/mol/L [I]/mol/L K K平均 - 5. 数据记录和处理

用Na2S203标准溶液滴定碘时，相应的碘的浓度计算方法如下： 1、 2号瓶 ccNa2S2O3VNa2S2O32VKII22VH2OI2

3号瓶 c,cNa2S2O3VNa2S2O3

式中c(Na2S2O3)为Na2S2O3物质的量浓度

本实验测定K值在1.0X10—3-2.0X10-3范围内合格(文献值K：1.5X10—3)。

五、思考题

1．为什么本实验中量取标准溶液，可用量筒?

2. 进行滴定分析，仪器要做哪些准备?由于碘易挥发，所以在取溶液和滴定时操作上要注意什么?

3. 在实验中以固体碘与水的平衡浓度代替碘与I—离子的平衡浓度，会引起怎样的误差?为什么可以用？

4. 如果3只碘量瓶没有充分振荡，对实验结果有何影响?

5．已知I2(g)=2I在1000K时，K=3.76X10。实验开始时，将1.00mol碘注入2.00L、1000K的容器中，使之达到平衡。平衡时体系中碘和I—离子的浓度各是多少?

33

—

—5

实验十三 醋酸电离度和电离常数的测定

一、实验目的

1. 学习测定醋酸的电离度和电离常数的原理和方法。 2. 加深对弱电解质解离平衡等概念的理解。 3. 学习使用pH计。

二、实验原理:

醋酸(CH3COOH或HAc)是弱电解质，在水溶液中存在以下电离平衡：

HAc

其解离平衡常数表达式为：

H+ + Ac-

c(H)c(Ac) （1-13-1） K(HAc)c(HAc)a若c为醋酸的起始浓度（严格地说，离子浓度应该用活度来表示，但在醋酸的稀溶液中，离子浓度和活度近似相等）， [H]、[Ac]、[HAc]分别为H、Ac、HAc的平

衡浓度,α为电离度，Ka为电离常数。在醋酸溶液中[H]=[Ac]，[HAc] =c(1-α),

+

—

+

-+

-

则:

[H]100% （1-13-2）

c[H][Ac] （1-13-3） K(HAc)c[H]a[H]2当α< 5%时， K(HAc) （1-13-4）

ca所以测定了已知浓度的醋酸溶液的pH值，就可以计算它的电离度和电离常数。

配制一系列已知浓度的醋酸溶液，在一定温度下，用pH计测定其pH值，求得溶液中H+的有效浓度，即H＋的活度值（在本实验中忽略这种差别）。将[H+]代入（1-13-3）式中，即可求得一系列Ka值，其平均值即为该温度下的电离常数。



三、仪器、药品和材料

仪器：滴定管(碱式)、吸量管(10mL)、移液管（25mL)、锥形瓶、容量瓶(50mL)、烧杯(50mL)、pH计

34

药品：HAc(0.20mol²L)、NaOH标准液(0.2000mol²L)、酚酞指示剂

—1-1

四、实验步骤

1. 醋酸溶液浓度的测定

以酚酞为指示剂，用已知浓度的氢氧化钠溶液测定醋酸的浓度，把结果填人表1-13-1：

表1-13-1 醋酸溶液浓度的测定表

滴定序号 NOH溶液浓度/mol²L-1 HAc溶液用量/mol²L-1 NaOH溶液用量/mL HAc溶液浓度 /mol²L-1 测定值 平均值 Ⅰ Ⅱ Ⅲ

2. 配制不同浓度的醋酸溶液

用移液管分别取25.00mL、5.00mL、2.50mL已测得准确浓度的醋酸溶液，把它们分别加入三个50mL的 量瓶中。再用蒸馏水稀释到刻度，摇匀，并计算出这3瓶醋酸溶液的准确浓度。

3. 测定醋酸溶液的pH值，并计算醋酸的电离度和电离常数

把以上四种不同浓度的醋酸溶液分别加入4只洁净干燥的50mL烧杯中，按由稀到浓的次序在PH计上分别测定它们的pH值（酸度计的使用见附录2），记录数据和室温。计算电离度和电离常数(表1-13-2)。

表1-13-2 醋酸溶液浓度的测定表2 温度： ℃ 溶液编号 1 2 3 4 C /mol²L-1 PH [H+] /mol²L-1 α 电离常数K 测定值 平均值 本实验测定K值在1.0³10—5～2.0³10—5范围内合格(文献值1.7³10—5)。

五、思考题

1. 烧杯是否必须烘干?还可以作怎样处理?

2. 测定PH值时，为什么要按从稀到浓的次序进行?

3．若所用的醋酸浓度极稀，是否还能用上述近似公式计算电离常数?为什么?

35

4．实验中[Ac]离子浓度是怎样测得的?

5. 同温下不同浓度的醋酸溶液的电离度是否相同？电离平衡常数是否相同？ 6. 改变所测醋酸溶液的浓度或温度，则电离度和电离常数有无变化?若有变化，会有怎样变化?

7. 做好本实验的操作关键是什么?

8. 用pH计测定溶液的pH值应如何正确操作?

-

实验十四 银氨配离子配位数的测定

一、实验目的

1．应用已学过的关于配合平衡和多相离子平衡原理，测定[Ag (NH3)]的配位n

数n；

2．练习滴定操作。

二、实验原理

将过量的氨水加入到银溶液中，生成银氨配离子[Ag (NH3

时存在两种平衡，即配合平衡：

Ag+ + nNH3

)n ]。往此溶液

中加入溴化钾溶液，直到刚出现的溴化银不消失(混浊)为止。这时，在混合溶液中间

[Ag (NH3)n]+

[Ag (NH3) n ] = K稳 （1-14-1） n[Ag ][NH3]和沉淀－溶解平衡：

AgBr(s)

 Ag + Br

+ [Ag+ ][Br] = Ksp （1-14-2）

两反应式求和得到

AgBr(s) + nNH3

该反应的平衡常数

Ag (NH3)+ Br n 36

[Ag(NH3)n][Br]K = = K稳²Ksp （1-14-3） n[NH3]整理以后得

K[NH3]n [Br] = （1-14-4） [Ag(NH3)n]式（1-14-4）中的[Br似地计算如下：

]、[NH3]及[Ag (NH3)n ]均为平衡时的浓度，它们可以近

设每份混合溶液最初取用的AgNO3溶液的体积为VAg+，(每份相同)，其浓度为[Ag]0。每份加入的氨水(大量过量)和溴化钾溶液的体积分别为VNH3和VBr，它们的浓度分别为[NH3]0和[Br]0；混合溶液的总体积为V总，则混合后达到平衡时[Br]、[NH3]和[Ag (NH3)n]+可根据公式M1V1＝M2V2 计算：

[Br] = [Br]0²

+

VBrV总 （1-14-5）

由于[NH3] [Ag+ ]，所以VAg+中的Ag+可以认为全部被NH3配合为[Ag (NH3) n ]+，故

[Ag (NH3) n ] = [Ag ]0 ²

+

+

VAgV总 （1-14-6）

[NH3] = [NH3] 0²

VNH3V总 （1-14-7）

将上三式代入（1-14-4）式并整理得

[NH3]0nn)VBr= VNH3²K²(V总n[Br]0[Ag]0VAg² （1-14-8）

V总V总上式等号右边除VNH3外，其他皆为常数，故式(4．99)可写

VBr＝VNH3²K′ （1-14-9） 将式(4．100)两边取对数，得直线方程：

lg(VBr/mL)＝nlg(VNH3/mL)十1g K′ （1-14-4）

37

n

以lg(VBr/mL)为纵坐标，lg(VNH3/mL)为横坐标，作图，求出直线的斜率n，即为[Ag (NH3) n ]的配位数。

+

三、仪器、药品和材料

酸式、碱式滴定管(50mL)各1支，锥形瓶(250mL)3个，移液管(20mL)1支；氨水(2.0mol²L-1)，KBr(0.010 mol²L-1)，AgNO3(0.010 mol²L-1)；洗耳球，直角坐标纸(自备)。

四、实验步骤

用20mL的移液管量取20.0mL 0.010 mol²L-1 AgNO3溶液，放到250mL锥形瓶

-1

中。用碱式滴定管加入30.0mI 2.0mol²L氨水，用量筒量取50.0mL蒸馏水放入该瓶中，然后在不断摇动下,从酸式滴定管逐滴加入0.010 mol²L-1KBr，直至开始产生AgBr沉淀，使整个溶液呈现很浅乳浊色不再消失为止。记下加人的KBr溶液的体积(VBr)和溶液的总体积(V总)。再用25、20、15、10mL2.0 mol²L-1氨水溶液，重复上述的操作。在进行重复操作中，当接近终点后应补加适量的蒸馏水(补加水体积等于第一次消耗的KBr溶液的体积减去这次快近终点所消耗的KBr溶液的体积)，使溶液的总体积(V总)与第一个滴定的V总相同。 将滴定终点时所用去的KBr溶液的体积(VBr)及所补加入的蒸馏水的体积记录下来。

以lg(VBr/mL)为纵坐标，lg(VNH3/mL)为横坐标，作图，求出直线的斜率n，从而求出[Ag (NH3) n ]+的配位数(取最接近的整数)。

根据直线在纵坐标上的截距lgK，求算K′。并利用已求出的配位数n和式(1-14-8)，计算K值。然后利用式(1-14-3)，求出银氨配离子的K稳值。 记录和结果见下页附表。

五、思考题

1．在计算平衡浓度[Br]、 [Ag (NH3

)n ]及[NH3]时，为什么不考虑进入AgBr

沉淀中的Br、进入AgBr及配离子离解出来的Ag、以及生成配离子时消耗掉的

38

+

NH3等浓度?

2．在重复滴定操作过程中，为什么要补加一定量的蒸馏水使溶液的总体积(V总)

与第一个滴定的V总相同。

3．所测定的K稳与银的浓度、氨水的浓度及温度各有怎样的关系?

附表：记录与结果

室温 ℃ 混合溶液 编号 1 2 3 4 5 VAg+/mL (0.010 mol²L-1) 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 VNH/mL 3VH2O VBr lg(VV总 NH3lg(V Br(2.0 mol²L-1) 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 /mL 50 +55 +60 +65 +70 (0.010 mol²L-1) /mL /mL) /mL)

实验十五 有机酸摩尔质量的测定

一、实验目的

1. 进一步熟悉差减称量法的基本要点；

2. 了解以滴定分析法测定酸碱物质摩尔质量的基本方法； 3. 巩固用误差理论处理分析结果的课堂理论知识。

二、实验原理

有机弱酸与NaOH的反应方程式为：

39

nNaOH ＋ HnA

下述公式计算其摩尔质量：

其中

NanA ＋ nH2O

当多元有机酸的逐级解离常数均符合准确滴定的要求时，可以用酸碱滴定法，根据

MAacBvBbmAa1为滴定反应的化学计算数比，本实验应为， cB及 VB 分别为 NaOH 的bn物质的量的浓度及滴定所消耗的体积，mA为称取的有机酸的质量。测定时， n值须为己知。滴定突跃范围及指示剂的选择与实验5类同。

三、试剂和仪器

NaOH溶液0.1mol·L-1 配制方法见实验5；酚酞指示剂 2g ·L-1 乙醇溶液；邻苯二甲酸氢甲( KHC8H4O4 )基准物质，在105～110℃干燥1h后，置于燥器中备用；有机酸试样，如草酸、酒石酸、柠檬酸、乙酰水杨酸、苯甲酸等。

四、实验步骤

1. 0.1mo ·L-1 NaOH溶液的标定

标定步骤与实验5相同，但平行测定7次，求得 NaOH溶液的平均浓度cNaOH，并计算各项分析结果的相对偏差及平均相对偏差，若平均相对偏差大于0.2%，应征得教师的同意并找出原因后，重新标定。

2. 有机酸摩尔质量的测定

用指定质量称量法准确称取有机酸试样1份于50mL烧杯中，加水溶解，定量转入100mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。用25.00mL移液管平行移取3份，分别放入25mL锥形瓶中，加酚酞指示剂2滴，用NaOH 标准溶液滴定至由无色变为微红色，30s内不褪即为终点。根据公式计算有机酸摩尔质量M有机酸。

五、思考题

1. 在用NaOH溶液滴定有机酸时能否使用甲机橙作为指示剂？为什么？ 2. 草酸、柠檬酸、酒石酸等多元有机酸能否用NaOH溶液分步滴定？ 3. Na2C2O4能否作为酸碱滴定的基准物质？为什么？

4. 称取 0.4g KHC8H4O4溶于50mL水中，问此时溶液pH为多少？

5. 分别以4d 法则和Q检验法对 NaOH 溶液浓度的7次标定结果进行检验，并剔除离群结果。

40

实验十六 碘化铅溶度积常数的测定

一、实验目的

1. 进一步了解离子交换法的原理和使用离子交换树脂的基本方法；

2. 利用离子交换法原理测定难溶物碘化铅的溶度积，从而掌握用离子交换法测定溶度积的原理；

3. 进一步练习滴定操作。

二、实验原理

在难溶电解质溶液中，存在着沉淀平衡，例如：某难溶电解质的沉淀平衡为：

AnBm nAm+ + mBn- 其溶度积常数KSP为： KSP[Am]nB[n] m 由于溶度积常数KSP在固定温度下为一常数，因此可以通过测定沉淀－溶解平衡时溶液中的离子浓度来测定其溶度积常数。

本实验采用阳离子交换树脂与碘化铅饱和溶液中的铅离子进行交换，其交换反应可以用下式表示：

2R-H+ + Pb2+ R2-Pb2+ + 2H+

将一定体积的碘化铅饱和溶液通过阳离子交换树脂，树脂

上的氢离子即与铅离子进行交换，氢离子随流动液流出，然后 图1-16-1 离子交换柱 用标准氢氧化钠溶液滴定，可求出氢离子的含量。根据流出液中氢离子的数量，可计算出通过离子交换树脂的碘化铅饱和液中的铅离子浓度，从而得到碘化铅饱和溶液的浓度，然后求出碘化铅的溶度积。

三、仪器、药品和材料

仪器：离子交换柱(见图1-16-1，可用一支直径约为2cm、下口较细的玻璃管代替。下端细口处填少许玻璃棉，并连接一段乳胶管．夹上螺旋夹)、吸管(25mL)、碱式滴定管(50mL)、滴定管架、锥形瓶(100 和250 mL)、温度计(0—50℃)，烧杯、移液管。 材料：玻璃棉、pH试纸、溴化百里酚蓝指示剂 固体药品：碘化铅、强酸型离子交换树脂

液体药品：NaOH标准溶液(0.005mo1²L)、HN03(1 mol²L)

-1

-1

四、实验步骤

41

1．碘化铅饱和溶液的配制

将过量的碘化铅固体溶于经煮沸除去二氧化碳的蒸馏水中，充分搅动并放置过夜，使其溶解并达到沉淀溶解平衡。

若无试剂碘化铅，可用铅溶液与过量的碘化钾溶液反应而制得。制成的碘化铅沉淀需用蒸馏水反复洗涤，以防过量的铅离子存在。过滤，得到碘化铅固体，再配成饱和溶液。 2．装柱

首先将阳离子交换树脂用蒸馏水浸泡24—48 h。

装柱前，在交换柱下端填入少许玻璃棉，以防止离子交换树脂随流出液流出，然后将浸泡过的阳离子交换树脂约40g随同蒸馏水一齐注人交换柱中。为防止离子交换树脂中有气泡，可用长玻璃棒插入交换柱的树脂内搅动，以赶走树脂中的气泡。在装柱和以后树脂的转型和交换的整个过程中，要注意液面始终要高出树脂，避免空气进入树脂层，影响交换结果。 3．转型

在进行离子交换前，须将钠型树脂完全转变成氢型。可用100mL 1 mol²L-1以每分钟30-40滴的流速流过树脂。然后用蒸馏水淋洗树脂，至淋洗液呈中性(可用pH试纸检验)。

4．交换和洗涤

将碘化铅饱和溶液过滤到一个干净的干燥的锥形瓶中(注意:过滤时用的漏斗，玻璃棒等必须是干净的，干燥的。滤纸可用碘化铅饱和溶液润湿)。测量并记录饱和溶液的温度，然后用移液管准确量取25.00mL该饱和溶液，放入一小烧杯中，分几次将其转移至离子交换柱内。

用一个250mL洁净的锥形瓶盛接流出液。待碘化铅饱和溶液沉出后，再用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性。将洗涤液一并放入锥形瓶中。注意在交换和洗涤过程中．流出液不要损失。

5．滴定

将锥形瓶中的流出液用0.005mol²L-1的氢氧化钠标准溶液滴定，用溴化百里酚蓝作指示剂，在pH＝6.5～7时，溶液由黄色转变为鲜明的蓝色时，到达滴定终点。记录数据。

6．离子交换树脂的后处理

用过的离子交换树脂，经蒸馏水洗涤后，再用约100mL 1 mol²L-1洗涤至流出液为中性后，即可重新使用。

7．数据处理：

碘化铅饱和溶液的温度／℃_________

通过交换柱的碘化铅饱和溶液的体积／mL _____________ 氢氧化钠标准溶液的浓度／( mol²L)_____________ 消耗氢氧化钠标准溶液的体积／mL ______________ 流出液中H+的量／mol ___________

42

-1

饱和溶液中铅离子浓度/( mol²L)_________ 碘化铅的KSP________________

-1

五.思考题:

1. 在离子交换树脂的转型中，如果加入的量不够，树脂没完全转变成氢型，会对实验结果造成什么影响?

2. 已知碘化铅在0℃、25℃、50℃时的溶解度分别为0.044g/100gH2O、0.076 g/100gH2O、0.17 g/100gH2O。试用作图法求出碘化铅溶解过程的ΔH和ΔS。

实验十七 离子交换法制备去离子水

一、实验目的

1．了解离子交换法的原理和步骤。 2．学习电导率仪的使用方法。

3. 掌握水中无机杂质离子的定性鉴定方法。

二、实验原理

用一种能进行离子交换的材料(如无机物或树脂等)作为固定相，利用它在与溶液接触时能与溶液中某些离子进行交换的性质，来分离离子型化合物的方法称为离子交换色谱法。简称为离子交换法。离子交换法在化学上常用于分离和提纯物质。

离子交换常在离子交换树脂柱上进行。离子交换树脂是人工合成的不溶性高分子聚合物，含有可供离子交换的活性基团。阳离子交换树脂带有酸性交换基团(如：磺酸基－S03H，羧基—COOH等)，酸性基团上的H可以和水溶液中的其它阳离子进行交换，称为氢型阳离子交换树脂。因为磺酸是强酸，所以含磺酸基的树脂又称为强酸性阳离子交换树脂，可用R-SO3H表示，其中R代表树脂的网状骨架部分。R-COOH和R-OH均为弱酸性阳离子树脂。

带有碱性交换基团(如：—NX，—NH3等)能进行阴离子交换的树脂叫做阴离子交换树脂。阴离子交换树脂包括含有季胺基－N(CH3)3+的强碱性阴离子交换树脂R－N(CH3)3+OH-，和含有叔胺基－N(CH3)2、仲胺基－N(CH3)、氨基－NH2等的弱碱性阴离子交换树脂两类。它们含有的OH均可与水溶液中的其它阴离子进行交换，称为氢氧型阴离子交换树脂。

天然水或自来水常含有Na+、Ca2+、Mg2+、Mg2+、SO42-、HC03-、Cl-等杂质离子，为了除去这些离子制备一定纯度的水，常采用蒸馏法和离子交换法。离子交换法制

43

-+

备的纯水称为去离子水。

通常，离子交换法制备去离子水既要使用强酸性阳离子树脂，又要使用强碱性阴离子树脂，并将它们预先处理成氢型和氢氧型。制备去离子水时，一般先将水通过氢型阳离子交换树脂柱，水中的阳离子如Na+、Ca2+、Mg2+等便与树脂上的H+发生交换，Na+、Ca2+、Mg+等阳离子被树脂吸附：

R-SO3H ＋ Na2R-SO3－H＋ ＋ Ca2+

－

＋

+

R-SO3Na ＋ H

(R-SO3－)2Ca2+ ＋ 2H＋

－＋＋

2R-SO3－H＋ ＋ Mg2+ (R-SO3－)2Mg2+ ＋ 2H＋ 交换后，树脂变成“钠型”、“钙型”或“镁型”，而H+进入水中，水具有了弱酸性。然后再经过氢氧型阴离子交换树脂柱，水中的阴离子如C1、SO4、HCO3等与OH—交换后被吸附在树脂上： RN(CH3)3+OH- ＋ Cl- RN(CH3)3+Cl- ＋ OH-

2RN(CH3)3+OH- ＋ SO42- [RN(CH3)3+]2 SO42- ＋ 2OH-

—+

交换后，树脂变成“氯型”等，交换下来的OH进入水中，并与交换下来的H结合生成H2O，最后再经过一个装有阴阳离子交换树脂的混合柱，除去残余的阴阳离子，得到纯度很高的去离子水。

实际工作中也可只采用一个装有阴离子交换树脂和阳离子交换树脂相混合的交换柱来制备去离子水。

去离子水的纯度指标是指水中含盐量的大小。可以通过测定水的电导率和化学分析的方法进行检查。交换后水质的纯度高低于所用树脂的量的多少及流经树脂时水的流速等因素有关。一般，树脂的量越多，流速越慢，得到的水的纯度越高 树脂使用一段时间后，活性基团上的H+、OH-分别被水中的阳、阴离子交换，从而失去了原先的交换能力，称之为“失效”利用交换反应的可逆性使树脂重新复原，恢复其交换能力的过程称为“洗脱”或“再生”。

图1-17-1树脂再生装置 图1-17-2 树脂交换装置

44

—

2-

—

阳离子交换树脂的再生是加入适当浓度的酸（一般为5％－10％的盐酸；阴离子交换树脂的再生是加入适当浓度的碱（一般为5％的NaOH）。经再生后的树脂可重新使用。混合离子交换树脂用饱和食盐水充分浸泡，由于密度的原因，阴离子树脂浮在上面，阳离子树脂沉在下面。从而将其分离，然后再分别进行再生。树脂再生装置如图1-17-1所示。

本实验可采用一步法，即只采用混合离子交换树脂一步制备去离子水；也可采用三步法，即经过阳离子交换、阴离子交换、混合离子交换三步制备去离子水。三步法的装置图如图1-17-2所示，一步法只需取用一根离子交换柱即可。

三、仪器、药品和材料

仪器： 离子交换柱1支、电导率仪1台、电导电极1支、烧杯(100ml)4个

药品：混合的阴（717＃）、阳（732＃）离子交换树脂(重量比为1：1)、HCl2mol·L-1、NaOH2 mol·L-1、NaOH6 mol·L-1、HNO32 mol·L-1、BaCl20.1 mol·L-1、AgNO30.1 mol·L-1、

-1

镁指示剂、钙指示剂或HAc2 mol·L、(NH4)2C2O4（饱和溶液）

四、实验步骤

1. 一步法

（1）装柱

在一支离子交换柱底部填上少量玻璃纤维丝，拧紧下端的螺丝夹。将质量比为1：1的混合阴、阳离子交换树脂(树脂由实验预备室处理)与水搅匀，连水通过漏斗一并转入离子交换树脂柱中，使树脂高度达25cm（2／3体积）左右。若一次不够，可从下端放出多余的水后再次加入，直至树脂的高度为25cm左右为止，最后将多余的水自下端放出，但必须保证水面高于树脂面。拧紧螺丝，装柱完毕。离子交换柱见图1-7-1。(注：装柱时若树脂间隙中有气泡，将不能使水与树脂充分接触，影响交换效果，可用玻璃捧搅动树脂让气泡排出。当无法排出应将树脂倒出后重新装柱)

（2）去离子水的制备

用烧杯取约60ml自来水，分多次注入已装好的离子交换树脂柱中，同时调松下端的螺丝夹，使流出水先以每分钟25～30滴的流速通过交换柱，开始流出的约30ml水应回收于原装树脂的烧杯中。然后重新控制流速为每分钟约15－20滴。用干净烧杯收集水样约40ml，即为经交换后制备的去离子水供下步水的纯度检查用。

2. 三步法

（1） 装柱

按图1-7-1将离子交换柱装好并串联起来。阳离子交换柱装入约1/2体积的树脂，阴离子交换柱装入约2/3体积的树脂，装混合离子交换柱时，应先将阴、阳离子按体积比2:1混合均匀，再装入约2/3体积的树脂。装柱和连接过程中，应注意树脂层和两柱间的连接管内不得留有气泡，以免液体流动不畅。

多取的树脂不要倒回原瓶，应分别倒入各种树脂回收瓶中。

45

（2）去离子水的制备

依次使自来水水样流经阳离子树脂交换柱、阴离子树脂交换柱和混合离子树脂交换柱，控制流速约为2－3秒1滴。弃去前面所接收的约20mL后开始接受水样，依次接收流经阳离子、阴离子及混合离子交换柱流出的水，流经阳离子、阴离子交换柱流出水，流经阳离子交换柱流出水，以及自来水四个水样，进行测试。

3. 去离子水的水质检验 （1）电导率的测定

电导率仪的使用和电导率的测定见教材附录3的相关内容或使用说明书。所制备的去离子水的电导率应在5μS²cm-1以下，而自来水的电导率常在100μS²cm-1以上．二者进行对比。

（2）Ca2+离子的定性检验 取1mL水，加入1滴6 mol·L-1NaOH和1滴钙指示剂［注1］，溶液显红色，表示有Ca2+；或者取1mL水，加入2滴2 mol·L-1HAc和3－4滴饱和(NH4)2C2O4溶液，

2+

产生白色沉淀，表示有Ca。

（3）Mg2+离子的定性检验

取1mL水，加入1滴6 mol·L-1NaOH和1滴镁指示剂［注2］，有天蓝色沉淀，表示有Mg。

（4）Cl－离子的定性检验

取1mL自制水，各加入2滴使之酸化，再各加入2滴AgNO3溶液，若出现浑浊，表示有Cl－。

（5）SO42—离子的检验

取2ml水，各加入2滴0.1 mol·L-1BaCl2，若出现白色沉淀，表示有SO42—。 根据试验检测结果作出结论。

2+

五、思考题

1．离子交换法制备去离子水过程为何需控制水的流速?

2．若制备的去离子水显酸性，说明何种离子(阴或阳离子)交换不完全? 3．哪些因素影响所制去离子水的纯度？

六、注释

1. 游离的钙指示剂呈蓝色，在pH>12的碱性溶液中，它与Ca2+结合呈红色。在此pH值下，Mg2+因形成每个Mg(OH)2沉淀而不干扰Ca2+的检验。

2. 镁指示剂是一种染料，在酸性溶液中呈黄色，碱性溶液中呈红紫色，被氢氧化镁吸附后呈天蓝色。因此该反应必须在碱性溶液中进行。

46

实验十八 十二钨磷酸的制备

一、实验目的

1.了解杂多酸的形成条件，学习制备十二钨磷酸的方法； 2.学习萃取分离等基本操作。

二、实验原理

元素周期表中第ⅤB、ⅥB族元素在酸性条件下易形成多酸和多酸盐。多酸可以看作是由两个或两个以上酸酐和若干水分子组成的酸。含有相同酸酐的多酸称同多酸(例如三钼酸：H2Mo3O10或H2O•3MoO3)，含有不同酸酐的多酸称杂多酸(例如十二钨磷酸：H3[PW12O40])，其相应的盐称为同多酸盐和杂多酸盐。

由于杂多化合物在催化、离子交换以及抗病毒、抗癌等方面具有良好的作用，近几十年研究工作十分活跃。目前人们己经研究出了许多独特的制备杂多化合物的方法，主要方法介绍如下：

1. 酸化法 在加热条件下，酸论钨酸盐(或钼酸盐)的溶液和含杂原子的杂酸盐溶液，便可制得杂多化合物。例如酸化磷酸盐和钼酸盐的混合物，可制得十二钼磷酸：

32PO412MoO427HH3[PMo12O40]12H2O

为了造成平稳均匀的酸化条件，酸化法又可分为：①经典酸化：此法是先酸化

钨酸盐(或钼酸盐)溶液至一定pH值，之后滴加含杂原子的盐溶液；②回流酸化：在装置中装有冷凝器和自动加酸装置，将原料液混合后，加热至沸，逐滴加酸。回流起到了酸化均匀的作用。

2.乙醚萃取法 其基本原理是杂多酸在酸性条件下，可与乙醚生成一种油状物质。分出油状物，赶走乙醚，即得所欲制备的杂多酸。

3.离子交换法 对于不能用乙醚萃取的杂多酸，先制得其盐溶液后，再采用氢型阳离子交换树脂进行交换便可得其酸。

此外还有降解法、电解法、高温高压法和用游离的含氧酸与金属氧化物直接作用等方法制备的杂多酸。

本实验采用酸化-乙醚萃取联合法来制备十二钨磷酸。

先将钨酸钠和磷酸氢二钠混合溶液酸化并加热，生成十二钨磷酸根离子：

2212WO4HPO423H[PW12O40]312H2O

再根据十二钨磷酸在强酸性条件下，可与乙醚生成油状醚合物的原理，向上述

含有十二钨磷酸根离子的酸性溶液中加入乙醚，便可萃取十二钨磷酸，分出水相后，赶走乙醚，则得H3[PW12O40]•xH2O 。

47

三、仪器、药品和材料

烧杯，分液漏斗，蒸发皿，水浴锅。

Na2HPO4(s)， Na2WO4(s)， 乙醚， H2O2(3%)， HCl(浓, 6mol•L)

-1

四、实验步骤

称取2g磷酸氢二钠和12g钨酸钠放入100mL小烧杯中，加50mL去离子水，边加热边搅拌，待固体溶解后，以细流状加入10mL浓盐酸，继续加热1min(如果W(Ⅵ)被部分还原，则溶液呈蓝色，此时可滴加3% H2O2至蓝色褪去)。冷却至室温。 向分液漏斗中加入25mL乙醚和10mL 6mol•L-1 HCl，再将上述烧杯中的溶液(一定要完全冷却)和析出的少量固体一并转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，按照萃取操作方法振荡分液漏斗并及时慢慢开启旋塞排放乙醚蒸气，以解除超压。振荡和放气重复4～5次，使乙醚与水相充分接触，然后将漏斗固定，静止10min后液体分三层：上层是醚；中层是氯化钠、盐酸和其它物质的水溶液；下层油状物是十二钨磷酸醚合物。将下层油状物放入干燥洁净的蒸发皿中，用80～90℃的热水浴加热，小心将乙醚蒸发(注意：醚易燃，实验时严禁明火！)，直至液体表面出现大量晶膜时，将蒸发皿移出水浴，放在通风处，使乙醚在空气中慢慢挥发掉，即可得白色或浅黄色的十二钨磷酸固体(约7～8g)，称重。分液漏斗中上层乙醚回收在指定瓶中。

五、思考题

1. 乙醚沸点低、易挥发、易燃并有毒，并实验操作中应如何注意安全？ 2. 通过实验总结制备多酸的方法。

实验十九 纸色谱法分离与鉴定Fe3+，Co2+，Ni2+，Cu2+离子

一、实验目的

1、掌握用纸色谱分离Fe3+，Co2+，Ni2+，Cu2+离子的基本原理及操作技术。 2、掌握相对比移值Rf值的计算及其应用。

二、实验原理

色谱分离也称层析分离，一般用于气相、液相的分离。色谱分离中，待分离的混合物以流动的方式（称为流动相）通过能与其发生某种物理、化学作用的另一相（称为固定相）。利用混合物中各组分在物理、化学性质上的差异（如吸附的强弱、

48

溶解度的大小或选择性的离子交换等），在固定相上产生不同的迁移流动速度，从而达到分离的目的。色谱分离的效率远远高于萃取、分馏、重结晶等一般方法，且适用于微量物质的分离和性质极其相似组分的分离。因此广泛用于无机物、有机物分子及离子、生命基本物质的分离与分析。

色谱分离按分离操作方式可分为柱色谱（含毛细管色谱）、薄层色谱和纸色谱三类。

纸色谱又称纸上色谱，简称P.C。纸色谱属平面色谱，是基于分配色谱原理建立的，在滤纸上进行的色层分析。在滤纸的下端滴上Fe3+，Co2+，Ni2+，Cu2+的混合液，将滤纸放入盛有适量盐酸和丙酮的容器中。滤纸纤维素所吸附的水是固定相，盐酸丙酮溶液是流动相，又称展开剂。由于毛细作用展开沿着滤纸上升，当它经过所点的试液时，试液的每个组分向上移动。由于Fe3+，Co2+，Ni2+，Cu2+各组分在固定相和流动相中具有不同的分配系数，即在两相中具有不同的溶解度，在水中溶解度较大的组分倾向于滞留在某个位置，向上移动的速度缓慢，在盐酸丙酮溶剂中溶解度较大的组分倾向于随展开剂向上流动，向上流动的速度较快，通过足够长的时间后所有组分可以得到分离。然后，分别用氨水和硫化钠溶液喷雾。氨与盐酸反应生成氯化铵。

硫化钠与各组分生成黑色硫化物（Fe2S3，CoS，NiS，CuS） 应用各组分在纸层中的相对比移值Rf

Rf=

斑点中心移动距离h

=

溶剂前沿移动距离H

Rf值与溶质在固定相和流动相间的分配系数有关，当色谱纸、固定相、流动相和温度一定时，每种物质的Rf值为一定值。但由于影响Rf值的因素较多，要严格控制比较困难，在作定性鉴定时，可用纯组分Fe3+，Co2+，Ni2+，Cu2+作对照试验。

三、仪器、药品和材料

仪器：800mL烧杯、毛细滴管、喷雾瓶、直尺、13cm³16cm滤纸

药品：0.03mol²L-1 CoCl2、0.03mol²L-1CuCl2、0.03mol²L-1FeCl3、0.03mol²LNiCl2、上述四种溶液的混合液、浓氨水、0.5mol²L硫化钠

-1

-1

四、实验步骤

1、取一张13cm³16cm的滤纸作色谱纸。以16cm长的边为底边，距离底边2cm处用铅笔画一条与其底边平行的基线，按图（1-29-1）将纸折叠成8片，除左右最外两片以外，在每片铅笔线的中心位置上依次写上Co2+，Ni2+，Cu2+，Fe3+混和物和未知样品。

2、分别配制浓度为0.03mol²LCoCl2，NiCl2，CuCl2，FeCl3溶液和它们的混合液，用干净的专用毛细管分别在色谱纸上按上述指定的位置上点样，最后用专用毛细管点未知样品，每试液的斑点直径应小于0.5cm。自然干燥色谱纸上试液的斑。

49

-1

图1-19-1 滤纸折叠示意图 图1-19-2 纸色谱简易装置示意图

3、在800mL烧杯中加丙酮35mL，6mol²L盐酸10mL，盖上塑料纸轻轻振摇烧杯，充分混合展开剂，揭开塑料纸，按图（1-29-2）所示把层析纸放入烧杯内，展开剂液面应略低于色谱纸上铅笔线，盖上塑料纸用橡皮筋固定。

4、仔细观察与记录在层析过程中产生的现象。当展开剂前沿上升离色谱纸顶部2cm处停止色谱，取出色谱纸，及时用铅笔画下展开剂前沿位置。

5、在通风橱内自然干燥色谱纸，干燥后用浓氨水喷雾，使之润湿，再喷0.5mol²L

—1

—1

硫化钠溶液，自然干燥色谱纸。

6、数据处理

（1） 记录各组分在层析时显示的颜色；

（2） 用铅笔画下各黑斑点的轮廓，测量斑点中心位置与基线的垂直距离h；测量展开剂前沿至基线垂直距离H（精确至0.1cm），记录测量结果；

（3） 计算Rf值；

（4） 根据对照试验（颜色、Rf值）试判断未知组分中是何种物质。

实验现象记录和数据处理 色谱物质名称 色谱时颜色 喷雾氨水显色 喷雾硫化钠显色 h/cm H/cm Rf值 CoCl2 NiCl2 CuCl2 FeCl3 混合物 未知物 五、思考题

1、CoCl2在丙酮溶液中应显示何种颜色？

—1

2、若在展开剂中改用12mol²L的盐酸5mL，试估计各组分Rf值的变化。

六、注释

1、在本实验条件下，组分浓度太高或点样斑点>0.5cm，混合物的分离效果不好。

50

2、展开剂为易燃有机溶剂，实验应在无火源的环境中进行。

3、喷雾氨水Na2S溶液时，雾点要细密，喷雾的量应控制使滤纸润湿为适中。

实验二十 硫酸铝钾的制备

一、实验目的

l、了解从Al制备硫酸铝钾的原理及过程。 2、进一步认识Al及Al(OH)3的两性。 3、熟练掌握称量、抽滤等基本操作。

二、实验原理

硫酸铝同碱金属的硫酸盐(K2SO4)生成硫酸铝钾复盐KAl(SO4)2²l2H2O（俗称明矾）。它是一种无色晶体。易溶于水并水解生成Al（OH）3胶状沉淀，具有强的吸附性能。它是工业上重要的铝盐。可作为净水剂、媒染剂、造纸充填齐等。

本实验利用金属铝溶于氢氧化钠溶液，生成可溶性的四羟基铝酸钠： 2Al+2NaOH+6H2O2NaAl(OH)4+3H2

金属铝中的其他杂质不溶。随后用 H2SO4调节此溶液的pH值为8～9，即有Al（OH）3沉淀产生，分离后在沉淀中加入H2SO4至使Al（OH）3转化为Al2（SO4）3：

2Al(OH)3+3H2SO4Al2(SO4)3 + 6H2O

在Al2（SO4）3溶液中加入等量的K2SO4，即可制得硫酸铝钾。 Al2（SO4）3 + K2SO4 + 24H2O

2KAl（SO4）2²12H2O

三、仪器、药品和材料

药品：Al屑，K2SO4（s）,H2SO4（3mol·L－１，1:1），ＮaOH（s）。 仪器：烧杯，托盘天平，抽滤瓶，布氏漏斗。

四、实验步骤

1. Al（OH）置于250mL烧杯中。加入60mL3的生成 称取4.5gNaOH固体，去离子水溶解。称2g铝屑，分批放入溶液中（反应激烈，防止溅出，应在通风橱内进行）。至不再有气泡产生，说明反应完毕，然后再加入去离子水，使体积约为80mL，趁热抽滤。

将滤液转入250mL烧杯中，加热至沸，在不断搅拌下，滴加3mol·L-lH2SO4，使

51

溶液的 pH值为8～9，继续搅拌煮沸数分钟，然后抽滤，并用沸水洗涤沉淀，直到洗涤液pH值降至7左右，抽干。

2. Al2(SO4)3的制备 将制得的Al（OH）3沉淀转入烧杯中，加入约l6mLl:lH2SO4，并不断搅拌，小火加热使沉淀溶解，得Al2（SO4）3溶液。

3. 明矾的制备 将Al2(SO4)3溶液与6.5gK2SO4配成的饱和溶液相混合。搅拌均匀，充分冷却后，减压抽滤，尽量抽干，产品称重，计算产率。

保留产品，待用（制备KAl(SO4)2·l2H2O大晶体）。

4. 性质实验 用实验证实硫酸铝钾溶液中存在的Al3+，K+，SO42-离子，并写出有关反应的方程式。

五、思考题

l. 预习思考

（l）为什么用碱溶解Al？

（2）Al屑中的杂质是如何除去的？

（3）为什么要称6.5gK2SO4与Al（SO4）2溶液相混合？ 2. 如何制得Kal(SO4)2²12H2O大晶体？

实验二十一 配位滴定法回滴定明钒的含量

一、实验目的

初步掌握配位滴定法中回滴定法的原理和计算。

二、实验原理

由于Al3+与EDTA反应速度很慢，并对指示剂有封闭作用，故采用加热回滴定法。即在含Al3+试液中加入过量EDTA标准溶液，在pH＝5～6时加热使充分反应，然后用二甲酚橙作指示剂，用Zn2+标准溶液回滴定剩余的EDTA，反应过程如下： 滴定前： Al3+ 十H2Y2-(过量)

A1Y- 十2H+

滴定开始至计量点前： H2Y2-(余)十Zn2+ ZnY2- 十2H+ 计量点： Zn2+十H3In4- (黄色) ZnH3In2- (紫红)

终点颜色为橙色。

三、仪器、药品和材料

0.02mol²L-1EDTA标准溶液，基准锌，1:1HCl，0.2%二甲酚橙溶液，1:1氨水，

52

20%六次甲基四胺溶液，pH=10的氨性缓冲液

四、实验步骤

1．0.02mol²L-1 锌标准溶液的配制 准确称取含锌99.9%以上的纯锌0.3～0.4g

于烧杯中，盖上表面皿，沿杯咀滴加1:1HCI，溶解后，定量转移至250mL容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀。

2．明矾的测定 精密称取明矾[KAL(SO4)2²12H2O](Mr＝474.4)样品0.2g，加水25mL［注1］，准确移取0.02 mol²L-1EDTA标准溶液25.00mL于样品溶液中，在沸水浴中加热10min，冷却至室温；再加水50mL及六次甲基四胺溶液5mL、二甲酚橙指示剂4～5滴，用Zn标准溶液滴定至橙色，即为终点次。

2+

［注2］

。平行测定2～3

五、思考题

1．用EDTA测定铝盐的含量，为什么不能用直接滴定法?

2．用回滴定法测定A13+时，为什么要用六次甲基四胺控制溶液pH＝5～6? 3． A13+对二甲酚橙有封闭作用，为什么在用EDTA法测定A13+ 时，还能采

用二甲酚橙作指示剂？

六、注释

1. 样品溶于水后，会因缓慢溶解而显浑浊，在加入过量EDTA并加热后，即可溶解，不影响滴定。

2. pH＜6时，游离的二甲酚橙呈黄色，滴定至Zn2+稍微过量时，Zn2+与部分二甲酚橙生成紫色红色配合物，黄色与紫红色混合呈橙色，较终点颜色为橙色。

实验二十二 磺基水杨酸铜配合物组成

和稳定常数的测定

一、实验目的

1. 了解分光光度法测定溶液中配合物的组成和稳定常数的原理。 2. 练习分光光度计的使用。

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二、实验原理

本实验是用等摩尔系列法进行测定，即由M溶液和L溶液配制一系列溶液，其中M和L总的物质的量不变，但两者的摩尔分数连续变化，测定它们的吸光度并作出吸光度组成图，与吸光度极大值相对应的溶液便是该配合物的组成。

利用等摩尔系列法还可以求算配合物的稳定常数。由图1-22-1可见，当M浓度较低，L浓度较高，或M浓度较高，L

图1-22-1 吸光度－组成图

浓度较低时，吸光度A与配合物浓度几乎成直线关系，当M和L浓度之比接近配合物组成时，吸光度A与配合物浓度之间的关系出现了近于平坦状况(为什么？)。图中E为曲线两侧直线部分的延长线交点，它相当于假定配合物在溶液中完全不电离时的吸光度的极大值(A1)，B为实验测得的吸光度极大值(A2)。显然配合物的电离度越大，A1与A2的差值就越大，所以对于配位平衡：

M ＋ L ML

其电离度为

其表观稳定常数Kf为

A1A2 A1Kf[ML]12

[M][L]c式中c为与E点相对应的溶液中M离子的总浓度。

三、仪器、药品和材料

仪器：721、723型分光光度计，pH计，电磁搅拌器，容量瓶(50mL)，酸式滴定管(50mL)；

药品：HNO3(0.1mol·L-1)，磺基水杨酸(0.05mol·L-1)，NaOH (0.05 mol·L-1、1mol·L-1)，Cu(NO3)2 (0.05mol·L-1)，KNO3 (0.1mol·L-1)

四、实验步骤

1. 在13个50mL烧杯中按步骤5的要求配制系列混合溶液。 2. 使用电磁搅拌器和pH计调节溶液pH值在4.5～4.8之间。

3. 调好pH的溶液分别转移到50mL容量瓶中，用pH值4.5～4.8 的0.1 mol·LKNO3溶液稀释至刻度。

-1

4. 在波长为440nm的条件下用分光光度计(或光电比色计)分别测定每号混合溶

液的吸光度。分光光度计的使用见附录5。

5. 记录和结果填于表1-22-1

表1-22-1 实验结果记录 室温： ℃ 溶液编号 VH3L/mL Vcu(NO3)2／mL 1 0.0 24 2 3 4 5 6 7 8 9 16 10 18 11 20 12 22 13 24 2.0 4.0 22 20 6.0 8.0 10 18 16 14 12 14 12 10 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 VLxLVLVM吸光度A 以吸光度A为纵坐标，磺基水杨酸摩尔分数xL为横坐标，作吸光度组成图，求出配合物CuL的组成和稳定常数Kf 。

五、思考题

1. 如果溶液中同时有几种不同组成的有色配合物存在，能否用本实验方法测定它们的组成和稳定常数？为什么？

2. 本实验测定的每份溶液的pH值是否需要一致？如果不一致对结果有何影响？

3. 实验中用pH值4.5～4.8 的0.1mol·L-1 KNO3溶液稀释调好pH的溶液至刻度，KNO3在这里有何用途？如不KNO3溶液而直接用蒸馏水稀释，对实验结果有何影响？

六、注释

1. 实验关键：准确配制系列混合溶液；调准溶液pH值。

2. 预备知识：根据朗伯-比耳定律，溶液中有色物质对光的吸收程度(吸光度A)与液层的厚度和有色物质的浓度成正比。当液层厚度不变时，吸光度便只与有色物质的浓度成正比。

为了测定配合物的组成和稳定常数，被测的配离子MLn (省去电荷)中的中心离子M与配位体L在溶液中本身最好是无色的，如果有色，也必须在选定的波长下不吸收，而且在一定条件下它们只生成一种配合物。

COOHCu与磺基水杨酸(

2+

HOSO3H 简式为H3L) 在pH为5左右形成1:1配离子，

显亮绿色，pH 8.5以上形成1:2配离子，显深绿色。巳知在pH 4.5～4.8的溶液中选用波长为440nm的单色光，H3L不吸收，Cu2+离子对光也几乎不吸收，而它们的配合物有强吸收。

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实验二十三 邻菲罗啉分光光度法测定

微量铁和配合物的稳定常数

一、实验目的

1、巩固使用721、723型分光光度计。

2、了解和掌握分光光度法测定原理，并用邻菲罗啉法测定试样中微量铁含量。 3、学会测定邻菲罗啉配合物的摩尔比，并计算摩尔吸光系数和配合稳定常数。

二、实验原理

邻菲罗啉（又称邻二氮杂菲）是测定微量铁的一种较好的试剂。在pH值在2－9的条件下，Fe2+与邻菲罗啉生成稳定的橙红色配合物，反应式如下：

3NNN+Fe2+NFe该配合物的lgK稳＝21.3（20℃），摩尔吸收系数ε

在显色前，首先用盐酸羟胺把Fe3+还原成Fe，其反应式如下：

4Fe3++2NH2·OH 4Fe2++H2O+4H++N2O

显色时溶液的酸度过高（pH<2），反应进行较慢；酸度太低，则Fe2+离子水解，影响显色。

Bi3+，Ni2+，Hg2+，Ag2+和Zn2+与显色剂生成沉淀，Co2+，Cu2+，Ni2+则形成有色结合物。当以上离子共存时，应注意消除它们的干扰。

510=11000。 2+

三、仪器、药品和材料

仪器：721、723型分光光度计。

药品：铁标准溶液（准确称取0.216g分析纯的铁铵钒，NH4Fe(SO4)2·12H2O，溶于水，加6mol·L—1HCl5mL酸化后转移到250mL容量瓶中，稀释到刻度。所得溶液每毫升含铁0.100mg；然后吸取上述溶液25.00mL于250mL容量瓶中，加6mol·L-1HCl5mL，用水稀释至刻度，摇匀。所得溶液每毫升含铁0.010mg，约为1.79³10mol²L）。

0.1%邻菲罗啉溶液，1.79³10mol²L邻菲罗啉溶液（作测定摩尔比用，称取0.355g邻菲罗啉于小烧杯中，加入2－5mL95%乙醇溶液，再用水稀释至1L）。

1%盐酸羟胺水溶液，醋酸-醋酸钠缓冲溶液（pH=4.6）（称取136g分析纯醋酸钠，

56

—3

—1

—4

—1

加120mL冰醋酸，加水溶解后，稀释至500mL）。

四、实验步骤

1.邻菲罗啉亚铁吸收曲线的绘制

用吸量管吸取铁标准溶液4.0mL于50mL容量瓶中，加盐酸羟胺溶液2.5mL，HAc-NaAc溶液5mL，0.1%邻菲罗啉溶液5mL，用蒸馏水稀释至刻度、摇匀。放置十分钟后用3cm比色皿，以显色剂作参比溶液，在分光光度计中从波长550～450nm分别测定其光密度（吸光度）。

以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制邻菲罗啉铁（II）的吸收曲线，求出最大吸收峰的波长。

2. 标准曲线的绘制

用吸量管分别吸取铁标准溶液0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0mL于6只50mL容量瓶中，依次分别加入盐酸羟胺2.5mL，HAc-NaAc5mL，0.1%邻菲罗啉5mL，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。放置十分钟，用3cm比色皿，以显色剂溶液作参比，用分光光度计在其最大吸收的波长处，分别测定光密度A。

以光密度A为纵坐标，铁含量（mg/50mL）为横坐标，绘制标准曲线。 3. 试样中铁含量的测定

准确称取试样若干于小烧杯中，加少量蒸馏水使之湿润，滴加3mol²L—1HCl至试样完全溶解，转移试样溶液于50mL容量瓶中，按绘制标准曲线的操作，加入各种试剂使之显色，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。放置十分钟，以显色剂溶液作参比，用3cm比色皿，用分光光度计测定其光密度。然后由标准曲线求出相应的铁含量，并计算试样中的含量。

4. 摩尔比法测定摩尔吸收系数和配合物稳定常数

图 1-23-1 光密度A-cR/cM曲线

取50mL容量瓶10只，吸取铁标准溶液10.0mL于容量瓶中，分别加入盐酸羟氨2.5mL，HAc-NaAc5mL，然后依次加入1.79³10—3mol²L—1邻菲罗啉0（0号），1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，4.5，和5.0mL，用水稀释至刻度，摇匀。放置10min后在510nm用3cm比色皿，以0号溶液为参比液，测定各浓度的光密度。

（1）以光密度A对сR/сM作图，根据曲线上前后两部分延长线的交点位置，确定反应的配合比（图1-23-1）；

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（2）由饱和法求配合物的摩尔吸收系数； （3）在A～сR／с

Ｍ

曲线的ＯＣ段直线部分，取５点计算，相应的配合物稳定

常数Ｋ，和它们的平均值Ｋ。

由饱和法求出配合物的摩尔吸收系统ε的方法如下：

ε＝

式中b为比色皿厚度（3cm）

1.79³10—4³10сＭ＝ 50

根据所求得的ε值，可求出每份溶液中金属离子与显色剂络合达到平衡时各物质的浓度。

Ai

[MR3]= εb

[R]=сR－3[MR3]

1.79³10—5—1

cR ＝ ³V（V为加入1.79³10mol²L邻菲罗啉的体积）

50[M]＝сM－[MR3]

根据以上平衡浓度，可以计算出该点稳定常数Ki。即

Ki＝

[MR3]

[M] [R]3

—3

Ａmax

сM²b

求出各份溶液的Ki后取平均值，即为测定结果。应该注意，在图1-23-1中CD段呈曲线，此时络合物离解度较大，上述计算结果误差很大，实际计算时只能使用OC段直线部分的数据。

五、思考题

1.邻菲罗啉比色测铁的作用原理如何？用该法测得的铁含量是否为试样中的亚铁含量？为什么？

2.为什么绘制工作曲线和测定试样应在相同的条件下进行？这里主要指哪些条件？

3.样品称太多或太少有什么不好？可以从哪些方面进行调节以适应比色的测定？

4.本实验测得的n，ε，K值的准确度如何？与文献值比较有无差异？为什么？

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实验二十四 硫酸四氨合铜（II）的制备及组成分析

一、实验目的

1. 了解硫酸四氨合铜（II）的制备步骤并掌握其组成的测定方法。 2. 掌握蒸馏法测定氨的技术。

二、实验原理

络合物中铜离子的含量可通过吸光光度计法测定。在络合物溶液中加入强碱，并加热破坏络合物，氨就能挥发出来，用标准酸吸收，再用标准碱滴定剩余的酸，即可测得氨的含量。硫酸根含量的确定用重量法。这样，就能确定络合物的化学式。

三、仪器和试剂

1. 仪器：测定氨蒸馏装置，723型分光光度计，布氏漏斗，电热鼓风干燥箱。 2. HCl标准溶液0.5mol·L-1。 3. NaOH标准溶液0.5mol·L-1。

4. CuSO4标准溶液0.2mol·L。

-1

5. 甲基红1g·L，60%乙醇溶液。 6. 其它试剂 CuSO4·5H2O（固体）； NaOH 100g·L-1；浓氨水，HCl 2mol·L-1，H2SO4 6mol·L； HCl2mol·L-1；HNO36mol·L-1；BaCl2100g·L-1；无水乙醇；96%乙醚。

四、实验步骤

1. 硫酸四氨合铜的制备

取10gCuSO4·5H2O溶于14mL水中，加入20mL 浓氨水，沿烧杯壁慢慢滴加35mL95%的乙醇，然后盖上表面皿。静止析出晶体后，减压过滤，晶体用1:2 的乙醇与浓氨水的混合液洗涤，再用乙醇与乙醚的混合液淋洗，然后将其在60℃ 左右烘干，称量，保存待用。

2. 硫酸四氨合铜的组成测定

（1） NH3的测定 称取0.25～0.30g（称准至0.0002g）试样，放入250mL锥形瓶中，加80mL水溶解，再加入10mLNaOH 溶液（此时要防止NH3逸出）。在另一锥形瓶中，准确加入30～35mL0.5 mol·L-1HCl 标准溶液，放入冰浴中冷却。 按图10-1装配好仪器，从安全漏斗中加3～5mLNaOH 溶液于小试管中，漏斗下端插入液面下2～3cm，整个操作过程中漏斗下端的出口不能露在液面上。小试管口的胶塞要切去一个缺口，使试管内与锥形瓶相通。加热试样，先用大火加热，当溶液接近沸腾时，改用小火，保持微沸状态，蒸馏 1h左右，即可将氨全部蒸出。蒸馏完毕后，取出插入HCl溶液中的导管，用蒸馏水冲洗导管内外，洗涤液收集在氨吸收瓶中，从冰浴中取出吸收瓶，加2滴甲基红溶液，用 0.5mol·L-1NaOH标准溶

59

-1

液滴定剩余的HCl溶液。此过程中反应式如下： Cu(NH3)4SO4＋2NaOH 按下式计算NH3 含量： wNH3 CuO＋4NH3＋Na2SO4＋H2O

(c1V1c2V2)17.04gmol1ms

式中 c1V：HCl标准溶液的浓度和体积； c1V2：NaOH 标准溶液的浓度和体积；

ms：试样质量；

17.04g·mol：NH3的摩尔质量。

（2）SO42- 的测定 用重量法分析 SO42-含量。

(3)Cu2+的测定

-1

① 绘制工作曲线 取0.2mol·LCuSO4 标准溶液配制 100mL浓度分别为 0.0100mol·L-1，0.00800mol·L-1，0.00500mol·L-，0.00200mol·L-1的CuSO4 溶液。取上面配制的四种浓度的CuSO4 溶液各10.00mL，分别加入10.00mL2mol·L-1 氨水溶液，混合后，用2cm 比色皿在波长为 610nm 的条件下，用分光光度计测量溶液吸光度A，以A-cCu2+作图。

② Cu2+含量测定 称取0.34～0.37g（称准至 0.0002g）试样，用 5mL水溶解后，滴加6mol·L-1H2SO4 至溶液从深蓝色变至刻度，摇匀。取出10.00mL，加入10.00mL1mol·L-1氨水，混合均匀后，在与测定工作曲线相同的条件下测量吸光度。 根据测得的吸光度，从工作曲线上找出相应的Cu2+ 浓度，并按下式计算 Cu2+ 含量：

wCu2c63.gmol1 4ms式中 c：工作曲线上查出的Cu2+ 浓度；

ms：试样质量； 63.g·mol-1：Cu的摩尔质量。

3. 实验结果

根据组成分析的实验结果，计算所测试样中Cu2+，NH3，SO42-和 H2O的含量，并确定试样的实验式。

五 思考题

1. 试拟出测定硫酸四氨合铜中 SO4 含量的实验步骤。 2. 硫酸四氨合铜中Cu，NH3和SO4还可用哪些方法测定？

60

2+

2-2-

实验二十五 吸光光度法测定水和废水中总磷

一、实验目的

1. 学习用过硫酸钾消解水样的方法； 2. 掌握水和总磷的吸光光度测定方法。

二、实验原理

在天然水和废水中，磷几乎都以各种磷酸盐的形式存在。它们分别为正磷酸盐，缩合磷酸盐（焦磷酸盐、偏磷酸盐和多磷酸盐）和有机结合的磷酸盐，存在于溶液和悬浮物中。在淡水和海水中合成的平均含量分别为0.02mg·L-1 和0.088 mg·L-1。化肥、冶炼、合成洗涤剂等行业的工业废水及生活污水中常含有较大量磷。

磷是生物生长的必需的元素之一，但水体中磷含量过高（如超过0.2 mg·L-1 ），可造成藻类的过度繁殖，直至数量上达到有害的程度（称为富营养化），造成湖泊、河流透明度降低，水质变坏。为了保护水质，控制危害，在环境监测中，总磷已列入正式的监测项目。

总磷分析方法由两个步骤组成：第一步可用氧化剂过硫酸钾、-高氯酸或-硫酸等，将水样中不同形式的磷转化成正磷酸盐。第二步测定正磷酸（常用钼锑抗钼蓝光度法、氯化亚锡钼蓝光度法以及离子色谱法等），从而求得总磷含量。

本实验采用过硫酸钾氧化-钼锑抗钼蓝光度法测定总磷。在微沸（最好在高压釜内经120℃加热）条件下，过硫酸钾将试样中不同形态的磷氧化为磷酸根。磷酸根在硫酸介质中同钼酸铵生成磷钼杂多酸。反应式如下：

K2S2O8 ＋ H2O

2KHSO4 ＋

1O2 23-

P（缩合磷酸盐或有机磷中的林磷）＋ 2O2 PO4 PO43-＋MoO42＋24H+＋3NH4+ (NH4)3PO4·12MoO3 ＋12H2O

生成的磷钼杂多酸立即被抗坏血酸还原，生成蓝色的低价钼的氧化物即钼蓝，生成钼蓝的多少与磷含量成正相关，以此测定水样中总磷。

过硫酸钾消解法具有操作简单，结果稳定的优点，适用于绝大多数的地表水和一部分工业废水，对于严重污染的工业废水和贫氧水，则要采用更强的氧化剂HNO3-HCIO4或HNO3-H2SO4等才能消解完全。

钼锑抗钼蓝光度法灵敏度高，采用中等强度还原剂抗坏血酸，可避免还原游离的钼酸铵，因而显色稳定，重现性好。酒石酸锑钾可催化钼蓝反应，在室温下可显色较快完成。本法最低检出浓度为0.01 mg·L-1，测定上限为 0.6 mg·L-1。砷大于2 mg·L干扰测定通过氮气可以去除。

三、主要试剂和仪器

分光光度计；过硫酸钾溶液50 g·L-1；H2SO4 (3+7，1+1)；H2SO41mol·L-1；NaOH1

61

-1

mol·L 、6 mol·L；酚酞10g·L 95%的乙醇溶液；

抗坏血酸溶100g·L-1 溶解10g抗坏血酸于水中，并稀释至100mL，贮于棕色玻璃瓶中，在冷处可稳定几周，如颜色变黄，应弃去重配；钼酸盐溶液 13g 溶解钼酸铵 [(NH4)6Mo7O24·4H2O]于100mL水中。溶解0.35g 酒石酸锑钾[KSbC4H4O7·H2O]于100mL水中。在不断搅拌下将钼酸铵溶液徐徐加到300mL （1+1）硫酸中，再加入酒石酸锑钼溶液，混匀。贮于棕色瓶中，于冷处保存，至少稳定2个月。

9.磷标准贮备溶液 称取(0.21970.001)g 于110℃干燥2h 并在干燥器中放冷的磷酸二氢钾(KH2PO4)，用水溶解后转移至1000mL容量瓶中，加入800mL 水，再加入5Ml(1+1)H2SO4 ，用水稀释至标线并混匀。

10.磷标准操作溶液 吸取10.00mL磷标准贮备溶液于250mL 容量瓶中，用水稀释至标线并混匀。1.00mL此标准溶液含2.0µg磷。使用当天配置。

四 实验步骤 1. 水样预处理

从水样瓶中吸取适量混匀水样（含磷不超过30µg）于150mL 锥形瓶中，加水至50mL ，

加数粒玻璃珠，加1Ml(3+7) H2SO4溶液5mL50g·L-1，过硫酸钾溶液。加热至沸，保持微沸 30～40min ，至体积约10mL止。放冷，加1滴酚酞指示剂，边摇边滴加氢氧化钠溶液至刚呈微红色，再滴加1mol·L-1 硫酸溶液使黑色刚好褪去。如溶液不澄清，则用滤纸过滤于50mL 比色管中，加水至标线，供分析用。

2. 标准曲线的制作

取7支 50mL比色管，分别加入磷标准溶液0 mL ，0.50 mL ,

1.00mL ，3.00 mL ，5.00 mL ，10.00 mL ,15.00 mL 加水至50 mL 。

（1）显色：向比色管中加入 1 mL 抗坏血酸溶液，混匀。 30s 后加2 mL 钼酸盐溶液，充分混匀。放置 15min 。

（2）测量：使光程为 30mm 比色皿，于700nm 波长处，以试剂空白溶液为参比，测量吸光度。绘制标准曲线。

3. 试样测定

将溶解后并稀释至标线的水样，按标准曲线制作步骤进行显色和测量。从标准曲线上

查出含磷量，计算水样中总磷的含量（P总以 mg·L-1 表示）。

五 思考题

1.考虑到一般教学实验室的条件，本实验制作标准曲线时，省略了预处理的步骤，这样对试样的测定结果可能会有什么影响？

2.本实验测量吸光度时，以零浓度溶液为参比，这同以水做参比时比较，在扣

62

-1-1-1

12

除试剂方面，做法有何不同？

3.如果只需测定水样中可溶性正磷酸盐，应如何进行？

实验二十六 氯离子选择性电极法测定试样中

氯含量及氯化铅的溶度积常数

一、实验目的

1. 掌握直接电位法测定氯离子含量及溶度积常数的原理和方法。 2. 巩固使用pHS-29A、pHS-2C型精密酸度计。

二、实验原理

以氯离子选择性电极为指示电极，双液接甘汞电极为参比电极，插入试液中组成工作电池(图1-26-1)。当氯离子浓度在l～10-4mol²L-1 范围内，在一定的条件下，电池电动势与氯离 子活度的对数成线性关系。

EK2.303RTlgαCl- nF分析工作中要求测定的是离子的浓度 ci，根据i=i²ci的关系，可以 在标准溶液和被测溶液中加入总离子 强度调节缓冲液(TISAB)，使溶液的 离子强度保持恒定，从而使活度系数为一常数，lgi可并入K项中以K＇表示，设T＝298K，则上式可变为：

图1-26-1 用氯离子选择性电极测定

αCl-的工作电池示意图

1一通用离子计；2一电磁搅拌器； 3—Cl-离子选择性电极；4一双液接甘汞电极

I

.059 E  K ' 0 lg cCl-

即电池电动势与被测离子浓度的对数

成线性关系。

一般的离子选择性电极都有其特

定的pH使用范围，本实验所用的30l型氯离子选择性电极的最佳pH范围为2～7，这个pH范围是通过加入总离子强度调节缓冲液(TISAB)来控制的。 在含有难溶盐PbCl2固体的饱和溶液中，存在着下列平衡反应：

63

PbCl2 (s)＝ Pb十2C1

2+-

[Cl]且：[Pb]＝

22+

按溶度积规则： KSP,PbCl2= [Pb][Cl]=

2+2

112 3[Cl] [Cl]= [Cl] 22PbCl2 由氯离子选择性电极测得饱和PbCl2溶液中的[Cl]后，即可求得KSP,。

三、仪器、药品和材料

仪器：pHS-29A、pHS-25C型酸度计、30l型氯离子选择性电极、217型双液接甘汞电极(内盐桥为饱和KCl溶液、外盐桥为0.1 mol²L-1KNO3溶液)、电磁搅拌器

-1

药品：1.00 mol²L氯化钠标准溶液，总离子强度调节缓冲液(TISAB)(由NaN03加HNO3组成pH值为2～3)。

四、实验步骤

1．标准曲线的制作

(1) 氯离子系列标准溶液的配制 吸取1.00 mol²L-1氯离子标准溶液10.00mL置于100mL容量瓶中，加入TISAB10mL，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，得pCl1＝l。 吸取pCl1＝l的溶液10.00mL置于另一100mL容量瓶中，加入TISAB 9mL，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，得PCl2＝2。

吸取PCl2＝2的溶液10.00mL置于100mL容量瓶中，加入TISAB 9mL，配得PCl3＝3，用同样的方法依次配制PCl4＝4，PCl5＝5。

(2) 氯离子系列标准溶液平衡电动势的测定 将标准溶液系列由稀到浓逐个转人小烧杯中，将指示电极和参比电极浸入被测溶液中，加入搅拌珠，开动电磁搅拌器，按下读数开关，这时指针所指位置即为被测液的电动势值。若指针超出读数刻度，可调节分档开关到适当的位置，使指针在可读范围内。待指针无明显变化即可读数。

pCl E/mV pCl1=1 pCl2=2 pCl3=3 pCl4=4 pCl5=5 2．试样中氯离子的测定 (1) 吸取试样10.00mL上置于100mL容量瓶中，加l0mLTISAB，加蒸馏水稀释至刻度，测定其电位值Eχ。

(2) 如欲测定自来水中的氯离子含量，可精确量取自来水50.00mL于100mL容量瓶中，加10mL TISAB，加蒸馏水稀释至刻度，摇匀，以上述同样方法测定其电位值。

3．饱和PbCl2溶液平衡电动势的测定

用移液管吸取10mLPbCl2饱和溶液至100mL容量瓶中，加入l0mLTISAB，用去离子水稀释至刻度，测定其电位值Eχ，计算PbCl2溶度积。

五、数据处理

1. 绘制工作曲线。按照氯离子系列标准溶液的数据，以电位值E为纵坐标，pCl为横坐标绘制标准曲线(可由HG软件绘图)。

2. 在标准曲线上找出Eχ值相应的pCl，求容量瓶中氯离子的浓度，换算出试样中氯离子的总含量，以mg²L表示，并求出饱和PbCl2中[Cl]，算出KSP,-1

PbCl2。

3. 可用微机编程，将工作曲线的回归方程算出，同时可得到相关系数，以检验工作曲线的线性(一般＞0.995)，将未知样的Eχ输入微机，即可计算得到试样中氯离子含量。

六、思考题

1．为什么要加入总离子强度调节缓冲液？

2．本实验中与电极响应的是氯离子的活度还是浓度?为什么? 3．氯离子选择性电极在使用前为什么要浸泡活化1h?

4．本实验中为什么要用双液接甘汞电极而不用一般的甘汞电极？使用双液接甘汞电极时应注意什么?

七、注意事项

1．氯离子选择性电极在使用前应在l0mol²L溶液中浸泡活化1h，再用去离子水反复清洗至空白电势值达-260mV以上方可使用，这样可缩短电极响应时间并改善线性关系；电极响应膜切勿用手指或尖硬的东西碰划，以免沾上油污或损坏，影响测定；使用后立即用去离子水反复冲洗，以延长电极使用寿命。

2．双液接甘汞电极在使用前应拔去加在K Cl溶液小孔处的橡皮塞，以保持足够的液压差，并检查K溶液是否足够；由于测定的是Cl，为防止电极中的Cl渗入被测液而影响测定，需要加0．I mol²LKN03溶液作为外盐桥。由于Cl不断渗入外盐桥，所以外盐桥内的KNO3溶液不能长期使用，应在每次实验后将其倒掉洗净、放干，在下次使用时重新加入01 mol²L-1KNO3溶液。

3．安装电极时，两支电极不要彼此接触，也不要碰到杯底或杯壁。

4．每次测定后，必须先将读数开关放开，再使电极离开被测液，以免指针剧烈摇摆。

5．每次测试前，需要少量被测液将电极与烧杯淋洗三次。 6．切勿把搅拌珠连同废液一起倒掉。

-1-3

-1



65

实验二十七 8-羟基喹啉合铜配合物的组成

和萃取常数的测定

一、目的要求

1.了解螯合萃取的原理和主要影响因素。

2.测定萃取曲线和pH1值，并利用萃取曲线和pH1值计算萃取常数和螯合阴离

22子数。

二、实验原理

大多数金属离子在水的介质中都形成水合离子，因此，在萃取过程中为了得到能够被有机溶剂所萃取的化合物，必须将其溶剂化的水分子全部或部分除去。在螯合萃取中，所用的萃取剂为螯合剂(如8-羟基喹啉Hox)。螯合剂以它特有的给电子基团，很容易除去溶剂化的水分子，并使金属离子与配位基团通过配位键组成螯合环，形成疏水性的具有电中性的螯合物而进入有机相。同时，螯合剂中酸性基团的H+被置换出来。螯合萃取平衡可用下列通式表示：

MnoMAnonHa anHA式中：Mn+为金属离子；HA为螯合剂；a代表水相；o代表有机相。

萃取平衡常数K

K[MAn]o[H]na[Mn]a[HA]no (1-27-1)

若MAn在水相中的浓度很小，可以忽略不计，则萃取分配比D为

D[MAn]o[Mn]a (1-27-2)

将(1-27-2)式代入(1-27-1)式可得

KD[H]na[HA]no (1-27-3)

+

由式(1-27-3)可以看出，当[HA](0)保持不变，萃取平衡常数K与H离子浓度的n次方成正比。因此，酸度的变化对蝥合萃取显得特别敏感。

在萃取过程中，实际上包括下列这些平衡：螯合剂在两相中的分配平衡、螯合剂在水相中的电离平衡，金属离子与螯合阴离子的配位平衡和螯合物在两相中的分

66

配平衡，其总的结果应该是

KPMAnKMAnKHAP (1-27-4) HAn式中：PMAn为螯合物在两相中的分配常数；KMAn为螯合物的稳定常数；KHA为螯合剂在水相中的电离常数；PHA为螯合剂在两相中的分配常数。

对于一定的金属离子-螯合剂-溶剂体系，在有机相中螯合剂浓度[HA](o)不变时，则[HA]o为一定值，式(1-27-3)可改写为

nK' (1-27-5) Dn[H]a对式(1-27-5)两边取对数得

lgDlgK'npH (1-27-6)

n式中： K'PMAnKMAnKHA[HA]nonPHA

由式(1-27-6)可知，对于一定的体系和固定的螯合剂浓度，分配比D只与溶液的酸度pH有关。若以lgD对pH作图，则所得直线的斜率就是螯合阴离子数n 。

当萃取后金属离子在有机相的平衡浓度等于它在水相的平衡浓度时，该萃取液的pH值就被称为pH1值，也就是与萃取率E=50%、D=1相对应的pH值。在相比

2Va/Vo为1，E为50%(D=1)时，lgD=0。以此式代入式(1-27-6)，得

pH11lgK' (1-27-7) n2c即

' lgKnpH1 (1-27-8)

2c 当Va/Vo≠1时，对一定的萃取体系，Va/Vo为一常数，则式(1-27-8)可改写为

lgK''npH1 (1-27-9) 2c 67

由于螯合剂浓度会影响pH1值，因此为便于区别，常用符号pH1来表示pH1222c值所对应的螯合剂浓度c 。

 由式(1-27-9)可知，当我们测得值pH1，并求得n值以后，就很容易求出萃2c取常数lgK” 。

由金属-Hox溶剂萃取的体系研究表明，对Be、Mg、La、Mn、Fe3+、Cu2+、Al3+等是作为MAn型螯合物被萃取，而Ca2+、Sc3+、Co2+则是作为MAn•HA型螯合物被萃

2+2+2+2+

取，Ba、Zn、Cd、Ni是以MAn(HA)2型螯合物被萃取。

对于同一价态的不同金属离子，在螯合萃取的过程中，若以萃取率E和与其相对应的pH值作图，可以得到一组形状相似而零点位置不同的S形曲线，此曲线称为萃取曲线，如图（1-27-1）所示。由图可知，在同一pH值下不同金属离子的萃取率不同。因此，我们可以利用萃取曲线，采用控制pH值的方法来提高选择性，实现金属离子间比较完全的分离。

从萃取曲线很容易找出各种金属离子被同一种相同浓度螯合剂萃取的pH1值。

22+

2+

3+

2+

图1-27-1 萃取曲线

从pH1值可以看出同一萃取剂对不同金属离子的萃取能力，也可用它判断两种金属

2离子之间的分离是否可以 进行。已有结果表明，假若要使第一种金属离子萃取99%，而第二种金属离子仅被萃取1%，则两种金属离子被萃

取的pH1值之差pH1应该达到一定值，否则分离无法实现。 2c2

三、仪器、药品和材料

仪器：pHS-29A型(或pHS-25C型)酸度计1台，723型分光光度计1台，容量瓶

68

(50mL，8只)，分液漏斗(125mL，8只)，比色管(50mL，12只)，烧杯(100mL，10只)，移液管(1mL，2支) ，刻度移液管(10mL，1支)，刻度移液管(5mL，4支) 药品：HCl(1mol • L)，铜标准溶液(0.500mg • mL)，Hox/CHCl3溶液(0.1mol • -1

L)，氯仿(A.R.)。

-1

-1

四、实验步骤

1. 铜标准曲线的绘制

用0.01 mol • L-1的溶液Hox/CHCl3溶液(即1mL 0.1mol • L-1 Hox/CHCl3溶液加9mL CHCl3) 萃取pH≈5时的不同浓度的标准硫酸铜溶液(该溶液应测定前临时配制，Cu离子浓度应在0.005～0.025mg • mL), 并直接测定8-羟基喹啉铜在氯仿中的吸光度，以Cu2+离子浓度对吸光度作图，得铜的标准曲线。

2. pH对萃取的影响

（1）用移液管分别准确吸取1mL硫酸铜溶液(Cu2+离子浓度应在0.500 mg • -1-1

mL)，注入8只50mL的容量瓶内。然后按顺序分别滴加1 mol • L的盐酸溶液(滴加滴数分别为0、5、10、15、20、30、40、50),最后用蒸馏水稀释至刻度。

（2）将上述溶液分别转移至8只125mL干燥的分液漏斗中，再在每个分液漏斗中准确注入1mL 0.1mol • L Hox/CHCl3溶液和9mL CHCl3(加入量必须准确，动作要快；加完后分液漏斗要盖好，以免氯仿挥发影响测定结果。气温高时，由于氯仿的挥发，使实验结果较差，故应避免在高温季节安排本实验) 。

（3）塞紧分液漏斗顶上的塞子，振荡2min，静置2min，再振荡1min，然后静置到溶液分层为止。在振荡过程中要注意放气，防止滴漏。

（4）仔细分离下层有机相(不得有水相混入)，并进行有机相直接比色，其中由于在有机相内的浓度太高而超过比色范围的前面4份萃取后的有机相，应先存放在50mL带磨口塞的试管(或比色管)内，然后按比例用氯仿稀释后再进行比色(可取4mL萃取后的有机相，注入6mL氯仿稀释2.5倍，然后将所得结果换算)。

（5）在光度计上进行比色，以1mL 0.1mol • L-1 Hox/CHCl3溶液和9mL CHCl3的混合液作空白，用1cm比色皿在波长450nm测定其吸光度。

（6）pHS-29A型(或pHS-25C型)酸度计准确测定萃取后水相的pH值。 3. 实验结果和处理

⑪ Cu2+标准曲线的绘制 测得不同浓度Cu2+的吸光度A，然后以Cu2+浓度对吸光度A作图，即得的Cu2+ 的标准曲线。

⑫ 萃取曲线的绘制 在不同的酸度萃取后，测出有机相中Cu2+的吸光度A，并在标准曲线上找出Cu2+含量，由此计算萃取率A/%。把各项结果填入下表：

-1

起始铜溶液浓度 mg · mL， 室温 ℃

萃取剂浓度 mol • L-1， 相比Va/Vo

69

-1

2+

-1

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 滴入HCl滴数 萃取后水相pH值 萃取后有机相吸光度A 有机相中Cu2+含量/mg 萃取率A/%

以萃取率A/%对水相的pH值作图，即得萃取曲线。

⑬螯合阴离子数n及萃取常数lgK ” 的计算 在萃取曲线的线性部分找出A%等于40、50、55、60、65、70时所对应的pH值，并按式(1-25-2)计算出分配比D，然后分别填入下表： 萃取率A/% 40 50 55 60 65 70

以lgD对pH作图，图中直线的斜率即为n，n= 。 根据式(1-25-9)，由n值即可计算出lgK ” ，lgK ”= 。

分配比D lgD pH

五、思考题

1. 指出影响本实验的主要因素是什么？说明导致本实验误差的可能原因。

2. 在相比Va/Vo≠1时，实验结果将符合公式lgKnpH1，试推导。 2c''3. 若所用萃取剂对酸度存在竞争萃取，那么对实验结果有没有影响？

六、实验关键及预备知识

实验关键：准确配制溶液，防止CH3Cl挥发。

预备知识：萃取是利用不同物质在选定溶液中溶解度的不同分离混合物中的组

70

分的方法。利用溶剂分离液体混合物中的组分，称做液液萃取，又称为溶剂萃取。利用溶剂分离固体混合物中的组分，称做浸取，又称为固液萃取。萃取所用的溶剂要求对液体或固体混合物中的组分具有选择性的溶解能力，如果是液液萃取，还要求不溶或仅稍溶于被萃取的溶液中。

实验二十八 三氯化六氨合钴（III）的合成

和组成的测定

一、实验目的

1．合成三氯化六氨合钴(III)并测定其组成，加深关于配合物的形成对本价钴稳定性的影响的理解。

2．制备三氯化六氨合钴(III)并测定其组成，加深关于配合物的形成对三价钴稳定性的影响的理解。

二、实验原理

根据有关电对的标准电极电势可以知道，在通常情况下，2价钴盐较 3价钴盐稳定得多，而在许多场合下它们的配合物却正相反，3价钴反而比2价钴稳定。因此，通常采用空气或过氧化氢氧化2价钴的配合物的方法来制备3价钴的配合物。CoCl2是常用的钴盐，它随所含水分子数的不同而呈现不同的颜色。CoCl2是蓝色的，它在潮湿空气中由于水合作用会转变为粉红色的CoCl2·6H2O。

氯化钴(III)的氨合物有许多种，主要有三氯化六氨合钴(III)[Co(NH3)6](橙黄色晶体)、三氯化一水五氨合钴（III）[Co(NH3)5H2O]Cl3（砖红色晶体）、二氯化一氯五氨合钴（III）[Co(NH3)5Cl]Cl2（紫红色晶体）等。它们的制备条件各不相同，例如，在没有活性炭存在下制得的是二氯化一氯五氨合钴（III），有活性炭存在下制得的主要是三氯化六氨合钴（III）。本实验就是用活性炭作催化剂，有过量氨和氯化铵存在下，用过氧化氢氧化氯化亚钴溶液来制备三氯化六氨合钴（III）的。其总反应式为

2CoCl2+2NH4Cl+l0NH3+H2O2→2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O (1-28-1)

得到的固体产物中混有大量活性炭，可以将其溶解在酸性溶液中，过滤掉活性炭以后，在高浓度的盐酸下令其结晶出来。

三氯化六氨钴（III）为橙黄色单斜晶体，20℃时在水中的溶解度为0.26mol·L—

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l

。固态的[Co(NH3)6]Cl3在488K转变为[Co(NH3)5Cl]Cl2，高于523K则被还原为CoCl2.

在[Co(NH3)6]3+溶液中存在如下的平衡：

[Co(NH3)6] Co6NH3 K不稳=2.2×l0 (1-28-2)

3+3+

[Co(NH3)6]+H2O [Co(NH3)5H2O]+NH3 （1-28-3） [Co(NH3)5H2O]3+ [Co(NH3)5OH]2++H+ （1-28-4）

3+

3+

-34

从K不稳值可以看出，[Co(NH3)6]离子是很稳定的，因此在强碱的作用下（冷时）或强酸的作用下基本上不被分解，只有加入强碱并在沸热的条件下才分解：

2[Co(NH3)6]Cl3+6NaOH

沸热3+

2Co(OH)3+l2NH3+6NaCl (1-28-5)

三、仪器、药品和材料

仪器：托盘天平，分析天平，烘箱，锥形瓶（250、l00mL），吸滤瓶，布氏漏斗，量筒（l00、l0mL），烧杯（400，l00mL），烧杯（400、l00mL），试管，酸式滴定管（50mL），碱式滴定管（50mL），普通漏斗，研钵，玻璃管

药品：CoCl2·6H2O(s)，NH4Cl(s)，KI(s)，HCl（浓，6mol²L—l，标准溶液0.5mol²L

—l—l

），NaOH(l0%，标准溶液0.5mol²L—l)，氨水（浓）：Na2S2O3（标准溶液0.lmol²L

—l

），AgNO3（标准溶液0.lmol·L），K2CrO4(5%)，H2O2（6%），冰，活性炭，乙醇，甲基红（l%）

材料：胶塞

四、实验步骤

l．制备三氯化六氨合钴（III） 在l00mL锥形瓶内加入6g研细的氯化亚钴CoCl2·6H2O、4g氯化铵和7mL水。加热溶解后加入0.3g活性炭。冷却，加l4mL浓氨水，进一步冷至l0℃以下，缓慢加入l4mL6%的过氧化氢。在水浴上加热至60℃左右，并维持此温度约20min（适当摇动锥形瓶），用自来水冷却扣，再以冰水冷却。用布氏漏斗抽滤。将沉淀溶于含有2mL浓盐酸的50mL 沸水中，趁热过滤。慢慢加入7mL浓盐酸于滤液中，以冰水冷却，即有晶体析出。过滤，用少量乙醇洗涤，抽干。将固体置真空干燥器中干燥或在l05℃以下烘干。称其质量，计算产率。

2．三氯化六氨合钴（III）组成的测定 （l）氨的测定 三氯化六氨合钴（III）在煮沸时可被强碱所分解，放出氨来（反应式5）。逸出的氨用过量的标准HCl溶液吸收，剩余的酸用标准NaOH溶液回滴，便可测定出氨的含量。为此，准确称取0.2g左右的三氯化六氨合钴（III）晶体，放入250mL锥形瓶中，加80mL水溶解。然后加入l0mLl0%NaOH 溶液。在另一锥形瓶中准确加入30～35mL0.5mol·L—l标准HCl溶液，锥形瓶浸在冰水浴中。整个装置如图1-28-1所示。

按图1-28-1装好，安全漏斗下端固定于一小试管中，试管内注入3～5mLl0%NaOH溶液，使漏斗柄插入小试管内液面下约2～3cm，整个操作过程中漏斗下端的出口不能露在液面之上。小试管口的胶塞要切去一个缺口，使试管内与锥形

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瓶相通。加热样品溶液，开始时大火加热，溶液开始沸腾时改用小火，始终保持微沸状态。蒸出的氨气过导管为标准HCl溶液所吸收。约lh左右可将氨全部蒸出。取出并拔掉插入HCl溶液中的导管，用少量蒸溜水将导管内外可能沾附的溶液冲洗入锥形瓶内。以甲基红（l%）为指示剂，用0.5mol²L—l标准NaOH溶液滴定剩余的盐酸，计算被蒸出的氨量，从而计算出样品中氨的百分含量。

图1-28-1 水蒸汽蒸馏测NH3装置

1.样品；2.10％NaOH溶液；3.切口橡皮塞；4.冰浴；5. 6mol²L—l HCl溶液

（2）钴的测定 待上面蒸出氨后的样品溶液冷却后，取下漏斗（连胶塞）及小试管，用少量蒸馏水将试管外沾附的溶液冲洗回锥形瓶内。加入lg固体KI，摇荡使其溶解，再加入l2mL左右的6mol²L—lHCl酸化，于暗处放置约l0min，此时便发生如下反应：

2Co3++2I—

2Co2++I2 （1-28-6）

加入60～70mL蒸馏水，用0.lmol²L—l标准Na2S2O3溶液滴定析出的I2，从反应式（6）的计量比例关系便可计算出钻的量以及它在样品中的百分含量。

（3）氯的测定 准确称取样品0.2g于锥形瓶内，用适量水溶解，以5%K2CrO4为指示剂，用标准0.lmol·L—lAgNO3滴定其中的Cl—离子，从而计算出样品中的氯的百分含量。

根据上述分析结果，求出产品的实验式。

五、 思考题

l．在制备过程中在水浴上加热20min的目的是什么？可否加热至沸？ 2．在加入H2O2和浓HCl时都要求慢慢加入，为什么？它们在制备三氯化六氨合钴（III）过程中各起什么作用？

3．在测定氨的装置中小试管口的胶塞没有切掉一个缺口，或漏斗柄没有插入试

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管内碱液中，将各有何影响？

4．碘量法测量金属离子钴（III）时需注意什么问题？

实验二十九 含锌药物的制备及含量测定

一、实验目的

1、学会根据不同的制备要求选择工艺路线。

2、掌握制备含Zn药物的原理和方法。

3、进一点熟悉过滤、蒸发、结晶、灼烧、滴定等基本操作。

二、实验原理

1、ZnSO4·7H2O的性质及制备原理ZnSO4·7H2O

Zn的化合物ZnSO4·7H2O，ZnO，Zn（Ac）2等均具有药物作用。ZnSO4·7H2O系无色透明、结晶状粉末，晶型为棱柱状或细针状或颗粒状，易溶于水（1g/0.6mL），或甘油（1g/2.5mL），不溶于酒精。

医学上ZnSO4·7H2O内服为催吐剂，外用可配制滴眼液（0.1%～1%）利用其收敛性可防止沙眼的发展。在制药工业上，硫酸锌是制备其他含锌药物的原料。

ZnSO4·7H2O的制备方法很多。工业上可用闪锌矿为原料，在空气中煅烧氧化成硫酸锌，然后热水提取而得，在制药业上考虑药用的特点，可由粗ZnO（或闪锌矿焙烧的矿粉）与H2SO4作用制得硫酸锌溶液：

ZnO+H2SO4→ZnSO4+H2O

此时ZnSO4溶液含Fe2+，Mn2+，Cd2+，Ni2+等杂质，须除杂。 （1）KMnO4氧化法除Fe2+，Mn2+：

MnO4—+3Fe2++7H2O→3Fe（OH）3↓+MnO2+5H+ 2MnO4+3Mn+2H2O→5MnO2↓+4H （2）Zn粉置换法除Cd2+，Ni2+ CdSO4+Zn→ZnSO4+Cd

NiSO4+Zn→ZnSO4+Ni

除杂后的精制ZnSO4溶液经浓缩、结晶得ZnSO4²7H2O晶体，可作药用。 2、ZnO的性质及制备原理

ZnO系白色或淡黄色、无日体柔软的细微粉末，在潮湿空气中能缓缓吸收水分及二氧化碳变为碱式碳酸锌。它不溶于水或酒精，但易溶于稀酸、氢氧化钠溶液。 ZnO系一缓和的收敛消毒药，其粉剂、洗剂、糊剂或软膏等，广泛用于湿疹、癣等皮肤病的治疗治疗。

工业用的ZnO是在强热时使锌蒸气进入耐火砖室中并与空气混合，即燃烧成氧化锌：

2Zn+O2→2ZnO

其产品常含铅、砷等杂质，不得供药用。

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—

2++

药用ZnO的制备是硫酸锌溶液中加入Na2Co3溶液碱化产生碱式碳酸锌沉淀。经250～300℃灼烧即得细粉状ZnO，其反应式如下：

3ZnSO4+3NaCO3+4H2O→ZnCO3²2Zn（OH）2²2H2O↓+3Na2SO4+2CO2↑ ZnCO3²2Zn（OH）2²2H2O

250~300℃

3ZnO+CO2↑+4H2O↑

————→

3、（CH3COO）2Zn²2H2O的性质及制备原理

醋酸锌（CH3COO）2Zn²2H2O，系白色六边单斜片状晶体，有珠光，微具醋本臭气。它溶于水（1g/2.5mL）、沸水（1g/1.6mL）及沸醇（1g/1mL），其水溶液对石蕊试纸呈中性或微酸性。

0.1%～0.5%的醋酸锌溶液可作洗眼剂，外用为收敛及缓和的消毒药。醋酸锌的可制备可由纯氧化锌与稀醋酸加热至沸过滤结晶而得：

2CH3COOH+ZnO→（CH3COO）2Zn+H2O

三、仪器、药品和材料

粗ZnO，纯锌粉，铬黑T，2 mol²L-1H2SO4，3 mol²L-1H2SO4，6 mol²L-1HCl，3 mol²L-1HAc，6mol²L-1NH3²H2O，0.5 mol²L-1KMnO4，0.5 mol²L-1Na2CO3，饱和H2S。

四、实验步骤

1、ZnSO4²7H2O的制备

（1）ZnSO4溶液制备 称取市售粗ZnO（或闪锌矿焙烧所得的矿粉）30g放在200mL烧杯中，加入2mol²L-1H2SO4150～180ML，在不断搅拌下，加热至90℃，并保持该温度下使之溶解，同时用ZnO调节溶液的pH≈4，趁热减压过滤，滤液置于200mL烧杯中。

（2） 氧化除Fe，Mn杂质 将上面滤液加热至80～90℃后，滴加0.5 mol²L—1KMnO4至呈微红色时停止加入，继续加热至溶液为无色，并控制溶液pH=4, 趁热减压过滤，弃去残渣。滤液置于200mL烧杯中。

（3）置换除Ni，Cd杂质 将除去Fe，Mn杂质的滤液加热至80℃左右，在不断搅拌下分批加入1g纯锌粉，反应10min后，检查溶液中Cd2+，Ni2+是否除尽（如何检查？），如未除尽，可补加少量锌粉，直至Cd2+，Ni2+等杂质除尽为止，冷却减压过滤，滤液置于200mL烧杯中。

（4）ZnSO4²7H2O结晶量取精制后的ZnSO4母液于1/3于100mL烧杯中，滴加3mol²L-1H2SO4调节至溶液pH≈1，将溶液转移至洁净的蒸发皿中，水浴加热蒸发至液面出现晶膜后，停止加热，冷却结晶，减压过滤，晶体用滤纸吸干后称量，计算产率。

2、ZnO的制备

量取剩余精制ZnSO4母液于150mL烧杯中，慢慢加入0.5mol·L—1Na2CO3溶液，边加边搅拌，并使pH≈6.8为止，随后加热煮沸15min，使沉淀呈颗粒状析出，倾

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2+

2+

2+

2+

2+

2+

去上层溶液，并反复用热水洗涤至无SO24 后，滤干沉淀，并于50℃烘干。

—

将上述碱式碳酸锌沉淀放置坩埚（或蒸发皿）中，于250～300℃煅烧并不断搅拌，至取出反应物少许，投入稀酸中而无气泡发生时，停止加热，放置冷却，得细粉状白色ZnO产品，称量，计算产率。

3、（CH3COO）2Zn²2H2O的制备

称取粗ZnO（商业品）3g于100mL烧杯中，加入3mol²L—1Hac溶液20mL，搅拌均匀后，加热至沸，趁热至沸，趁热过滤，静置、结晶、得粗制品。粗制品加水少量使其溶解后再结晶，得精制品，吸干后称量计算产率。

4、ZnO含量测定

称取ZnO试样（产品）0.15～0.2g于250mL烧杯中，加6mol²L—1HCl溶液3mL，微热溶解后，定量转移入250mL容量瓶中，加水稀释至刻度，用移液管吸取锌标准溶液25mL于250mL锥形瓶中，滴加氨水至开始出现白色沉淀物，再加10mLpH=10的NH3²H2O～NH4Cl缓冲溶液，加水20mL，加入铬黑T指示剂少许，用0.01mol·L—1

EDTA标准溶液滴定于溶液由酒红色恰变为蓝色，即达终点。根据消耗的EDTA标准溶液的体积，计算ZnO的含量。

五、思考题

1、预习思考 （1）在精制ZnSO4溶液过程中，为什么要把可能存在的Fe2+氧化成为Fe3+？为什么选用KMnO4作氧化剂，还可选用什么氧化剂?

（2）在氧化除Fe3+过程中为什么要控制溶液的pH≈4？如何调节溶液的pH值？pH值过高、过低对本实验有何影响？

（3）在氧化除铁和用锌粉除重金属离子的操作过程中为什么要加热至80～90℃，温度过高、过低对本实验有何影响？

（4）煅烧碱式碳酸锌沉淀至取出少许投入稀酸中无气泡发生，说明了什么？

（5）在ZnSO4溶液中加入Na2CO3使共沉淀呈颗粒状析出后，为什么反复洗涤该沉淀至无SO4 ？SO4 的存在会有什么影响？

2、进一步思考

（1）试设计用其他方法分析ZnO的含量。

（2）试设计利用闪锌矿与重晶石（BaSO4）为原料制取常用涂料（油漆）填充剂锌钡白（BaSO4²ZnS）。

（3）谈谈你对整个综合实验的认识和体会。

2—

2—

六、注释

1、粗ZnO（商业品）中常含有硫酸铅等杂质，由于硫酸铅不溶于稀H2SO4，故要稀H2SO4以除去硫酸铅。

76

2、碱式碳酸锌沉淀开始加热时，呈熔融状，不断搅拌至粉状后，逐渐升高湿度，但不要超过300℃，否则ZnO分子粘结后，不易再分散，冷却后呈黄白色细粉，并夹有吵砾状的颗粒。

3、醋酸锌溶液受热后，易部分水解并析出碱式醋酸锌（白色沉淀）：

2（CH3COO）Zn+2H2O→Zn（OH）2²（CH3COO）2Zn+2CH3COOH 为了防止上述反应的产生，加入的Hac应适当过量，保持滤液呈酸性pH≈4。 4、干燥（CH3COO）2Zn²2H2O成品时，不宜加热，以免部分产品失去结晶水。

实验三十 恒电流电解法测定铜含量

一、实验目的

（1） 掌握恒电流电解法的理论知识；

（2） 学会应用恒电流电解法测定铜的分析方法。

二、实验原理

在硫酸酸性介质中，当有恒电流通过惰性Pt电极时，两电极上发生电极反应： 阴极 Cu2++2e-→Cu↓ 阳极 H2O-4e-→O2+4H+

铜在阴极网上析出，通过称量阴极网电解前后的重量，便可得知Cu的含量。

三、仪器、药品和材料

仪器:44B型双联电解分析器、铂阴极网、铂螺旋状阳极各一支、250mL烧杯4只、电磁搅拌棒一粒、电子天平一台、电吹风一个、表面皿一片、烘箱一台。

试剂：工业CuSO4²5H2O、1﹕1H2SO、1﹕1HNO3、无水乙醇、蒸馏水。

四、实验步骤

1. 电极的准备

将铂网阴极及螺旋状铂阳极用温热的1﹕1HNO3溶液及蒸馏水浸洗，再用无水乙醇洗一次，然后置于洁净的小烧杯内，放入105～110℃烘箱中干燥并使其恒重，记下电极的重量。若只测量Cu含量不必称量阳极。

2. 硫酸铜式样的溶解

称取CuSO4²5H2O4～6g，加约100mL蒸馏水溶解后，再加10mL1﹕1H2SO用水稀释至150mL，供电解用（注意：只有完全溶解后才能做电解实验）。

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3. 仪器的准备

⑪ 电解仪上的电流调节纽旋到起始位置，搅拌开关置于“停”处，直流电源开关拨至“断”处，接好直流电源，插上交流电源插头。

⑫ 电极的安装 将阳极（螺旋状铂电极）安放在“（+）极”架上旋紧固定螺钉，然后再将阴极（铂网电极）状“（-）极” 架上旋紧固定螺钉。

4. 电解操作

⑪ 烧杯置于带有加热电炉的托盘上，烧杯内放入搅拌子，将电极浸入试液至网状电极露出液面1cm处。

⑫ 打开直流电源开关，将电解仪上的电源极性闸刀拨至“正电流”位置。

⑬ 开启搅拌开关。

⑭ 旋转电流调节电钮至电流表读数为2A左右（电压约为2～4V）。

⑮ 在电解过程中，随时观察电流表，电流应保持在2A左右。若有变动，应作调节；在电解过程中，温度应保持在40℃（用加热系统控制）。

2+

⑯ 当溶液中Cu的淡蓝色全部小时后（约1h）将烧杯向上移动少许或注入少量蒸馏水使部分裸露的电极表面进入溶液。继续电解10min，观察阴极表面上是否有铜析出，若无铜析出，则示电解完全。否则应继续电解，直至电解完全为止。 ⑰ 电解完全后，关闭搅拌器，在不切断直流电源的情况下，取下盛装试液的烧杯，并以盛有蒸馏水的烧杯浸洗电极2～3次，或用蒸馏水冲洗电极。

⑱ 将电源极性闸刀开关拨至“断”位置，关闭直流电源开关和交流电源开关。 ⑲ 依次小心取下阴极和阳极，用蒸馏水洗净后并用无水乙醇浸洗一次，用吹风机吹干，将阴极和电解铜置于洁净的表面皿上，放入烘箱内于110℃烘5min，称重，再放入烘箱内烘2min，烘至恒重，记下数据。

⑳ 测定完毕后，将阴极浸入1:1HNO3溶液中加热使铜溶解完全，然后用蒸馏水清洗干净，烘干并称重，其重量应与使用前完全相同。

五、数据处理

试样含铜量%=(m2－m1)/m样³100

式中，m2为电解完成后，阴极的质量，g；m1为电解前阴极的质量，g；m样 为分析试样的质量，g。

六、附注

⑪ 电解时电解温度不超过40℃，温度高会产生海绵状含有氧化铜的黑色物沉淀。

⑫ 若需要特别精确结果，电解后的试液可用原子吸收分光光度法测定残余铜含量，测出铜量加上电解析出的铜量，即为试液中的总铜量。 ⑬ 洗带铜的铂网电极应采用新的乙醇溶液。

⑭ 称量电解后带铜铂网电极应放在已称重的小烧杯内，以防铂网电极上的铜末

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掉下，使测定结果偏低。

⑮ 用1:1HNO3 浸洗带铜网电极应在通风厨内进行，因有大量的NO2气体产生。

七、思考题

⑪ 要想得到牢固、致密、纯净的分析物，在实验中应注意哪些实验条件？ ⑫ 电解铜实验是否可用HCl或HNO3？ 第二部分 79

附录

附录1：不同温度下水的饱和蒸气压(Pa)

温度／℃ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 0.0 601.5 656.8 705.8 757.9 813.4 872.3 935.0 1001.7 1072.6 1147.8 1227.8 1312.4 1402.3 1497.3 1598.1 1704.9 1817.7 1937.2 2063.4 2196.8 2337.8 2486.5 23.4 2808.8 2983.4 3167.2 3360.9 35.9 3779.6 4005.4 4242.9 4492.3 0.2 619.5 666.3 715.9 768.7 824.9 884.6 948.1 1015.5 1087.2 1163.5 1244.3 1330.0 1421.0 1517.1 1619.1 1726.9 1841.1 1961.8 20.6 2224.5 2366.9 2571.1 2675.8 2843.8 3019.5 3204.9 3400.9 3607.0 3823.7 4051.9 4286.1 43.9 0.4 628.6 675.9 726.2 779.7 836.5 7.0 961.1 1029.5 1102.2 1179.2 1261.0 1347.8 1439.7 1536.9 10.1 1749.3 18.8 1986.9 2116.0 2252.3 2396.3 2550.5 2708.6 2877.5 3056.0 3243.2 3441.3 36.0 3858.3 4099.0 4314.1 4595.8 0.6 637.9 685.8 736.6 790.7 848.3 909.5 974.5 1043.6 1117.2 1195.2 1277.9 1365.8 1458.7 1557.2 1661.5 1771.9 1888.6 2012.1 2142.6 2280.5 2426.1 2579.7 2741.8 2913.6 3092.8 3282.0 3482.0 3692.5 3913.5 4146.6 4390.3 48.2 0.8 7.3 695.8 747.3 801.9 860.3 922.2 988.1 1058.0 1132.4 1211.4 1295.1 1383.9 1477.6 1577.6 1683.1 1794.7 1912.8 2037.7 2169.4 2309.0 2456.1 2611.4 2775.1 2947.8 3129.9 3321.3 3523.2 3735.8 3959.3 4194.5 4441.2 4701.0 80

32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 60 70 80 90 100 47.7 5030.1 5319.2 5622.9 5941.2 6275.1 6625.1 6991.7 7375.9 7778.0 8199.3 8639.3 9100.6 9583.2 10086 10612 11160 11735 12334 19916 31157 47343 70096 101325 4808.9 5086.9 5378.8 5685.4 6006.7 6343.7 6696.6 7067.3 74.1 7860.7 81284.7 8729.9 9195.2 9681.9 10190 10720 11274 11852 12466 4863.2 5144.1 39.0 5748.5 6072.7 13.1 6769.3 7143.4 7534.0 7943.3 8372.6 8820.6 9291.2 9780.5 10293 10830 11388 11971 12586 4918.4 5202.0 99.7 5812.2 6139.5 83.1 6842.5 7220.2 7614.0 8028.7 8460.6 13.9 9387.2 9881.9 10399 10939 11503 12091 12706 4974.0 5260.5 5560.9 5876.6 6207.0 6553.7 6916.6 7297.7 7695.4 8114.0 88.6 9007.3 9484.6 9983.2 10506 11048 11618 12211 12839

附录2： 酸度计的使用

一、pHS-29A酸度计

1、用途

pHS-29A酸度计适用于测量水溶液的酸度（pH值），也可以用来测量电极电位（mV值），如配上适当的离子选择电极，则亦可作为电位滴定分析的终点指示器。

2、结构

仪器主要可分为电极部分和电计部分。分述如下： a. 电极部分

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电极部分包括两个电极，即测量电极和参比电极。测量电极一般采用玻璃电极，而参比电极则可以是甘汞电极或银－氯化银。仪器采用玻璃电极和银－氯化银电极，并将这两个电极装在两个同心的玻璃管中，因此，从外表来看好像是一个电极，这种电极称为复合电极。

复合电极的主要部分是电极下端的一个玻璃球泡和比它略高的一个直径约2mm的陶瓷芯液界。陶瓷芯是多孔的，当电极插入溶液中之后，它把溶液和银－氯化银电极的饱和氯化钾溶液接通成为盐桥，玻璃电极内部也有一个银－氯化银电极，称为内参比电极。内参比电极通过玻璃球泡和溶液接触。两个银－氯化银电极通过导线分别与电极的插头接通，内参比电极与插头的端部接通，是负端。参比电极和插头的根部接通，是正端。二端的电势由于玻璃球泡的作用，随着溶液pH值的变化而变化。

b. 电计部分

电计部分实际上是一个高输入阻抗的毫伏计。在测量毫伏时，满度值是1000mV。由于电极把pH值变为毫伏值是与被测溶液的温度有关的，因此电计附带有一个温度补偿器。当溶液温度为20℃时，温度补偿器应指向20℃，而此时电计pH档的毫伏值为581.6mV。在其它温度时，则通过温度补偿器可以使电计得到相应的满度值。

3、仪器的使用方法

a. 开箱的仪器应按装箱单逐件点清。装上电极夹并按需要位置固定，如电极架不够长，则可以接上接长杆。电极架接妥后，把电极夹装在电极架上。把“选择”开关扳在“关”的位置，插上电源插。交流电源插口的位置在仪器的左侧面。把电源线另一端的三芯插头插在220V交流电源上。如需直流供电，则可以把仪器反面的盖板螺丝松开，按内部的标志装上干电池，注意不要倒接。并事先转动电极上的“选择”开关到“关”的位置。

b. 电计的检查：电计的指示电表有两个刻度，上刻度为2～12，下刻度为0～4。上刻度指示pH值，下刻度为mV³100。插电极接续器在电极插口中，并用一根短导线把接续器和电计的外界正段短接。放开“读数”开关，并把注有“mV－pH”的拨动开关拨向“pH”处。“读数”开关是一个按钮开关，按有一个销钉，当扳下之后并转动一定角度，即可自行锁住；当旋转回来后即可重新弹出，恢复到放开位置。转动“选择”开关使在AC（交流）或DC（直流）位置。此时电源已接通。电源接通后，调节“零点”电位器，电计指针应可以从pH=2调节到pH=4，而且左右都可以保持调节余量。放开“读数”开关。

把拨动开关从“pH”拨向“mV”处。调节“零点”电位器，电计的指针应可调节到0mV处。而当“读数”开关扳下后，调节“定位”调节器时，对电计指针应无影响。以上检查可以说明仪器处在正常状态。检查完毕，把“选择”开关转至“关”的位置。

c. 电极的安装：先把复合玻璃电极从闸内取出，为了保护电极，在出厂时玻

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璃球泡原先是套在橡皮套内，套内放有一些蒸馏水。玻璃球泡由特殊玻璃制成，比较薄，拆装时要特别小心，不要和硬物撞击。拆橡皮套时要注意不能拉，要先把橡皮套向下推，直到剩下最后一部分，才能将橡皮套拉出。

把电极上端的胶木帽装在电极夹内，电极在电极支架上可以上下升降。为了防止电极过低而与硬物接触，在装电极的时候电极支架上可以先装一个固定圈，固定圈的高度可按需要确定。

把电极插头插入电计的电极插口内，并用插口上的小螺丝紧固。

d. 仪器的标定：仪器在使用之前，即测未知溶液之前，先要标定。但这不是说每次使用之前都要标定，一般来说，每天标定一次即可达到要求。

仪器标定步骤：

（1） 选择开关从“关”转到AC或DC位置，拨动开关拨向“pH”处。 （2） 调节“零点”电位器使电计指在pH＝2处（上刻度）。 （3） 把电极用蒸馏水清洗，然后把电极插在一已知pH值的缓冲溶液中，调

节“温度”调节器时所指示的温度与溶液温度相同，稍稍摇动烧杯使温度均匀。 （4） 揿下“读数”开关，调节“定位”电位器使电计指示该缓冲溶液的pH值（如pH=4）。

（5） 放开读数开关，如电计不指pH＝2，则应用“零点”调节器调节到pH

＝2后，重复本节步骤（4）。

仪器的标定已告完成，经标定后的仪器，“定位”电位器不应再有变动。仪器不用时，电极的球泡最好泡在蒸馏水中。在一般的情况下，24小时之内，无论电源是连续的开或间断的开，仪器不需再标定。但遇下列情况之一，则仪器最好事先标定。 （1） 溶液温度与标定时的温度有较大的变化； （2） 干燥较久的电极；

（3） 换过了的新电极；

（4） “定位”电位器有变动，或可能有变动时；

（5） 测量过含有氟化物且pH<7的溶液后，或较浓的有机溶剂后； （6） 测量过浓酸（pH<2）或浓碱（pH>12）后。 e. 测量未知溶液的pH值：

以经标定过的仪器，即可以用来测量未知pH值的溶液。步骤如下： （1） 选择开关从“关”转到AC或DC位置；

（2） 调节“零点”调节器使电计指针pH=2（上刻度）； （3） 把电极插在未知溶液内，稍稍摇动烧杯，使均匀； （4） 调节“温度”电位器使等于溶液的温度；

（5） 揿下读数开关，电计所指的pH值，即是未知溶液的pH值。如果需要

连续测定，则可把“读数”开关揿下后，转动一定角度使之保持在揿下的位置。

（6） 如未知溶液的pH值<2，则可在放开“读数”开关后，把“零点”调节

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器调节在下面刻度的pH＝2。重复本节步骤（5）。按下刻度读数读出未知溶液的pH值。如果未知溶液的pH值>12，则可在标定时可把“零点”调节器先调节在pH＝4（上刻度），然后按标定一节的步骤标定仪器。在测量未知溶液时，放开“读数”开关时，先把“零点”调节器调节在pH＝2（上刻度）。重复本节步骤（5），把电计所指pH值加2，即为未知溶液的pH值。使用其它电极时，电极插口插入电极接续器，测量电极接电极接续器，参比电极接外接电极正端。

f. 测量电动势：

仪器在测量电动势时，只要把电计的拨动开关拨向“mV”处，事先不需标定，“温度”电位器亦不起作用。操作步骤如下：

（1） 转动“选择”开关从“关”转到AC或DC位置；

（2） 调节“零点”电位器使电计指在0mV处（下刻度）；

（3） 接上待测电动势，电动势的正极接电计的外接正端，负极接在接续

器上，接续器插在电极插口内并紧固；

（4） 揿下“读数”开关，电计所指读数（下刻度）乘以100，即为待测

电动势的毫伏数（mV）；

（5） 如果电计指针反向偏转，说明电动势的极性接反了，可把原来的接法反过来，在重复步骤（4）。

g. 仪器的连续自动记录：

仪器附有（输出信号）插头一只，插头的中心头用导线与记录仪或外接指示器的正端连接，插头的外层用导线与负端连接，把插头插在0～10mV的输入插孔内，即可进行自动记录或外接指示。

4. 注意事项

a. 仪器在使用或储存时，仪器必须尽可能防止与酸雾、盐雾等吸潮性气体接

触； b. 一般情况下，仪器即使不使用也不要把电极插头从插口中拔出，以免影响其绝缘性能；

c. 仪器的电流计不耐强烈振动，在运输途中或携带至野外使用，应注意避振； d. 复合电极的敏感部分是下端的玻璃泡，不用时可以把橡皮套套上，套中放

一些蒸馏水，或把它浸在蒸馏水中； e. 复合电极的陶瓷芯液界不能与油脂等物质接触，以防堵塞；

f. 测量时电极引入的导线须保持静止，否则将引起测量不稳定；

g. 用缓冲溶液标定仪器时，要保证缓冲溶液的可靠性。如果缓冲溶液有错，

将导致测量误差。

缓冲溶液配制方法：

pH＝4.00缓冲溶液：10.21克邻苯二甲酸氢钾溶解于1000毫升蒸馏水中，添加百里酚防腐剂一小粒；

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pH＝6.68缓冲溶液：3.40克磷酸二氢钾和3.55克磷酸氢二钠溶解于1000毫升蒸馏水中，添加百里酚防腐剂一小粒；

pH=9.20缓冲溶液：3.81克四硼酸钠溶解于煮沸并冷却的1000毫升双蒸蒸馏水中，添加百里酚防腐剂一小粒，加盖，防止吸入二氧化碳。

二、pHS－25型pH计

pHS－25型pH计是一台数字显示pH计，它采用三位半进制LCD数字显示。 1、外形结构：

图2-2-1 pHS-25C型酸度计外形图

如图2-2-1所示，pHS－25型pH计的主机外壳主要有如下部分构成：1、补偿调节旋钮，2、温度斜率补偿调节旋钮，3、定位调节旋钮，4、选择开关旋钮（pH、mV），5、电极梗插座，6、电极梗，7、测量电极插座，8、参比电极接口，9、保险盒，10、电源插座，11、电源开关；

除主机外，仪器还包括一些附件：13、电极梗，14、电极夹，15、E-201-C-9型塑料壳可充式pH复合电极，16、电极套，17、电极短路夹，18、电极转换器，19、转换器插座，20、转换器插头。

2、操作步骤：

（1）开机准备

a. 电极梗（6）旋入电极梗插座（5），调节电极夹（4）到适当位置； b. 复合电极（15）夹在电机夹（14）上拉下电极（18）前端的电极套（16）； c. 拉下电极橡皮套，露出复合电极（15）上端小孔； d. 用蒸馏水清洗电极。

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（2）开机

a. 电源线（12）插入电源插座（10）； b. 按下电源开关（11），电源接通后，预热30分钟，接着进行标定。

（3）标定

仪器使用前先要进行标定。一般来说，仪器在连续使用时，每天要标定一次。 a. 在测量电极插座（7）处拔去短路插头（17）； b. 在测量电极插座（7）处插上复合电极（15）；

c. 如不用复合电极，则在测量电极插座（7）处插上电极转换器（18）上的插

头（20）；玻璃电极插头插入转换器插座（19），参比电极插入参比电极插

口；

d. 把选择开关旋钮（4）调到pH档； e. 调节温度补偿旋钮（1），使旋扭白线对准溶液温度值； f. 把斜率调节旋钮（2）顺时针到底；

g. 把用蒸馏水清洗过的电极插入pH＝6.86的缓冲溶液中；

h. 调节定位调节旋钮（3），使仪器显示读数与该缓冲溶液当时温度下的pH值

相一致（如用混合磷酸盐定位温度为10℃时，pH=6.92）； i. 取出电极，用蒸馏水清洗后，过滤纸吸干玻璃球泡上的水分；

j. 将电极插入pH=14溶液或pH＝9溶液中，显示值应是当时溶液的温度下的

pH值，否则调节斜率调节器，使其达到显示值即可； k. 重复g－j；

l. 将电极清洗，玻璃泡吸干后，即可测被测溶液的pH值。

（4）测量pH值

经标定过的仪器即可用来测定溶液pH值，被测溶液与标定溶液温度相同与否，测量步骤也有所不同。

A． 被测溶液与定位溶液温度相同时，测量步骤如下：

a. 用蒸馏水清洗电极头部，用被测溶液清洗一次；

b. 把电极浸入被测溶液中，用玻璃棒搅拌溶液，使溶液均匀，在显

示屏上读出溶液的pH值。

B. 被测溶液和定位溶液温度不同时，测量步骤如下：

a. 用蒸馏水清洗电极头部，用被测溶液清洗一次； b. 用温度计测出被测溶液的温度值；

c. 调节“温度”调节旋钮（1），使白线对准被测溶液的温度值； d. 把电极插入被测溶液内，用玻璃棒搅拌溶液，使溶液均匀后读出

该溶液的pH值。

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（5）测量电极电信值

a. 选择开关旋钮（4）置于mV位置；

b. 把离子选择电极或金属电极和参比电极夹在电极架上； c. 用蒸馏水清洗电极头部，用被测溶液清洗一次；

d. 把电极转换器的插头（20）插入仪器后部的测量电极插座（7）处；把离子电极的插头插入转换器的插座（19）处；

e. 把参比电极接入仪器后部的参比电极接口（8）处；

f. 把两种电极插在被测溶液内，将溶液搅拌均匀后，即可在显示屏上读出该

离子选择电极的电极电位（mV值），还可自动显示±极性； g. 如果被测信号超出仪器的测量范围，或测量端开路时，显示屏会不亮，作超载报警；

h. 使用金属电极测量电极电位时，用带夹子的Q9插头，Q9插头接入测量电

极插座（7）处，夹子与金属电极导线相接，参比电极接入参比电极接口（8）处。

3、使用注意事项

（1）经标定后，定位调节旋钮及斜率调节旋钮不应再有变动；

（2）定位的缓冲溶液应接近被测溶液pH值的缓冲溶液，其值愈接近被测值愈好；如被测溶液为酸性时，定位缓冲溶液应选pH＝4.00；如被测溶液为碱性时，则定位缓冲溶液应选pH＝9.18的缓冲溶液；

（3）一般情况下，在24小时内仪器不需再标定；

（4）取下电极套后，应避免电极的敏感玻璃泡与硬物接触，因为任何破损或擦毛都使电极失效；

（5）测量后，及时将电极保护套套上，电极套内应放少量参比补充液，以保持电极球泡的湿润。切忌浸泡在蒸馏水中；

（6）复合电极的外参比补充液为3mol²L-1氯化钾溶液，补充溶液可以从电极上端小孔加入，复合电极不使用时，拉上橡皮套，防止补充液干涸；

（7）电极的引出端必须保持清洁干燥，绝对防止输出两端短路，否则将导致测量失准或失效；

（8）电极应与输入阻抗较高的pH计（≥3³1011Ω）配套，以使其保持良好的特性；

（9）电极经长期使用后，如发现斜率略有降低，则可把电极下端浸泡在4％HF溶液中3～5秒钟，用蒸馏水洗净，然后在0.1 mol²L-1盐酸溶液中浸泡，使之复新。

（10）被测溶液中如含有易污染敏感球泡或堵塞液接界的物质而使电极钝化，会出现斜率降低现象，显示读数不准。如发生该现象，则应根据污染物质的性质，用适当溶液清洗，使电极复新；

（11）选用清洗剂时，不能用四氯化碳、三氯乙烯、四氢呋喃等能溶解聚碳酸树脂的清洗液，因为电极外壳是用聚碳酸树脂材料制成的，其溶解后极易污染敏感

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玻璃球泡，使电极失效。同时注意也不能用复合电极去测上述溶液。

附录3： DDS-11A型电导率仪的使用

一、用途

DDS-11A型电导率仪使实验室用电导率测量仪表。它除了能测定一般液体的电导率外，还能测定高纯水的电导率。讯号输出为0－10mV，可接自动电子电位差计进行连续记录。

二、结构

图2-3-1 DDS-11A型电导率仪外观结构

K3：高周、低周开关；K2校正、测量开关；RW3：校正调节器；RW2：电极常数补偿调节

器；K1：量程选择开关；RW1：电容补偿调节器；Kx：电极插口；

CKX2：10mV输出插口；K：电源插口；XE：电源指示灯

仪器的元件全部安装在面板上，电路元件集中安装在一块印刷板上，印刷板固定在面板的反面。仪器的外观如图2-3-1所示。

三、使用方法

1. 打开电源开关前，观察表针是否指零，如不指零，可调整表头上的螺丝，使表针指零。

2. 将校正、测量开关K2放在“校正”位置。

3. 插接电源线，打开电源开关，并预热数分钟（待指针完全稳定为止），调节“校正”调节器使电表指至满度。

4. 当使用1～8量程测量电导率低于300μS²cm-1的液体时，选用“低周”，这时将K3指向“低周”即可。当使用9～12量程测量电导率在300～105μS²cm-1范围内的液体时，即将K3指向“高周”。

5. 将量程选择开关K1直到所需要的测量范围，如预先不知被测液体电导率的大小，应先将其放在较大电导率测量档上，然后逐档下降，以防表针打弯。

6. 使用电极时用电极夹夹紧电极的胶木帽，并通过电极夹把电极固定在电极杆上。

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当被测液的电导率低于10μS²cm，使用DJS-1型光亮电极。这时应把RW2

调节在与所配套的电极的常数相对应的位置上。例如，若配套的电极的常数为0.95，则应把RW2调节在0.95处；若配套电极的常数为1.1，则应把RW2调节在1.1的位置上。

当被测液的电导率在10～104μS²cm-1，则使用DJS-1铂黑电极。把RW2调节在与所配套的电极常数相对应的位置。

当被测液的电导率大于104μS²cm-1，以至用DJS-1型铂黑电极测不出时，则选用DJS-10型铂黑电极。这时应把RW2调节在所配套的电极的常数的1／10位置上。例如：若电极的常数为9.8，则应把RW2指在0.98位置上，在将测得的读数乘以10，即为被测液的电导率。

7. 将电极插头插入电极插口内，旋紧插口上的紧固螺丝，再将电极浸在待测溶液中。

8. 校正（当用1～8量程测量时，校正时K3指在低周），将K2指在“校正”，

3-1

调节RW3指向正满度。注意：为了提高测量精度，当使用“³10”μS²cm，“³104”μS²cm-1两档时，校正必须在电导池接妥（电极插头插入插孔，电极浸入待测得溶液中）的情况下进行。

9. 此后，将K2指向测量，这时指示数乘以量程开关K1的倍率即为被测液的实际电导率。例如K1指在0～0.1μS²cm-1一档，指示针指向0.6，则被测液的电导率为0.06μS²cm-1；又如K1指在0～100μS²cm-1一档，指示针指向0.9，则被测液的电导率为90μS²cm-1；依此类推。

10. 当用0～0.1μS²cm-1或0～0.3μS²cm-1档测量高纯水时（10MΩ以上），先把电极引线插入插孔，在电极未浸入溶液之前，调节RW1使电表指示为最小值（此最小值为电极铂片间的漏电阻，由于此漏电阻的存在，使调RW1时电表指针不能达到零点），然后开始测量。 11. 当量程开关K1指在“³0.1”，K3指在低周，但电导池插口未插接电极时，电表就有指示，这是正常现象，因电极插口及接线有电容存在，只需待电极引线插入插口后，再将指示调至最小值即可。

12. 在使用量程选择开关的1，3，5，7，9，11各档时，应读取表头上行的数值（0～1.0）；使用2，4，6，8各档时，应读取表头下行的数值（0～3）。

四、注意事项

1. 电极的引线不能潮湿，否则将不准；盛被测溶液的容器必须清洁，无离子沾污。

2. 高纯水加入容器后应迅速测量，否则电导率增加很快（水的纯度越高，电导率越低），因为空气中的二氧化碳溶解在水里，生成CO3，影响水的电导率。

2-

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附录4： 微型化学实验简介

微型化学实验是以尽量少的化学试剂，在微型化的仪器装置中进行实验，来获取化学信息的实验方法。其确切定义和试剂用量的界限，目前国际上尚无公认的说法。一般来说，其试剂用量是常规实验的1/10～1/1000。

纵观化学发展史，化学实验试剂和样品的用量，随着科学技术的发展，实验仪器精确程度的提高而逐渐减少，在化学教学实验中也存在着这种趋势。在有机合成中通常按试剂用量的多少分为常量、半微量和微量三种。微型化学实验是20世纪80年代化学实验方法的重要变革之一。早在20世纪40年代，半微量有机合成，半微量定性分析在教学中的应用出现了一个高潮，1975年美籍华裔学者马祖胜（T.S.Ma）等总结有机实验小型化的经验，编著了《化学中的微型操作》一书，Mayo等自1982年先后在美国几所大学中探索采用微型化学实验的方法，1986年由他们编写的《微型有机化学实验》出版，其他作者也陆续出版了一些有关微型有机实验的书籍，微型化学实验仪器的研制也得以开展，至今美国已有数百所院校采用微型化学实验。我国自1988年开展了对微型实验的研究工作，被列入国家高教司高教研究中心的科研计划，立足国内教学实际，开展实验的研究和推广工作。

微型化学实验具有试剂用量少、仪器装置微小等特点，因此比常规实验有许多长处：由于节省试剂（一般可节约90%以上）可降低实验的成本；有毒试剂用量的减少，则减少了对环境的污染，降低了三废处理费用，增强了学生的环保意识；危险性实验试剂量的减少，使化学实验室安全程度提高了，火灾伤害等意外事故显著减少。此外微型化学实验还具有实验现象明显，操作简便，快速和节省时间等优点。可在有限的时间内完成更多的实验教学内容，利于加强对学生的训练和培养。当然它不能完全替代常规实验，有些基本操作的训练还要靠常规实验来进行；微型化学实验仪器的形状，尺寸与操作和实际生产工艺差距较大，通过微型化学实验方法制备物质产率偏低（由于仪器沾附等损耗相对于原料的比例较大）等，因此对微型化学实验的操作技巧要求较高。全面了解微型化学实验的优点和不足，有利于扬长避短，合理地运用微型化学实验。

附录5: 721、723分光光度计的使用

分光光度计的基本原理是物质在光的激发下，物质中的原子和分子所含的能量以多种方法与光相互作用，产生对光的吸收效应，物质对光的吸收有选择性，各种不同的物质都有各自不同的吸收光带。

721、723分光光度计都是根据相对测量原理工作的，即选定某一溶剂（蒸馏水、空气或试样）作为标准溶液，并设定它的透射比τ（即透过率T）为100.0％，而被

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测试样的透射比τ是相对于标准溶液而得到的，透射比τ的变化和被测物质的浓度有一定的函数关系，在一定范围内，它符合朗伯－比耳定律：

(T)I/I0

AKcLlgI I0其中：τ为透射比，A为吸光度，c为溶液浓度，K为溶液的吸光系数，L为液层在光路中的长度，I为光透过被测试样后照射到光电转换器上的强度，I0为光透过标准试样后照射到光电转换器上的强度。

一、721型分光光度计 1. 仪器结构

仪器内部分成光源灯部件、单色光器部件、入射与出射光调节部件、比色皿座不见、光电管暗盒（电子放大器）部件、稳定电压装置部件及电源变压器部件等几部分。

2. 仪器的使用

仪器经过运输和搬动等，其波长准确度可能会受到影响。使用前请根据仪器调校步骤进行调整，然后投入使用。

（1）仪器尚未接通电源时，电表的指针必须位于“0”刻度上，若不是这种情况，则可以用电表上的校正罗斯进行调节。

（2）将仪器的电源开关接通，打开比色皿暗箱盖，选择需用的单色波长，灵敏度选择请参照（3），调节“0”电位器使电表指“0”；然后将比色皿暗箱盖合上，比色皿座处于蒸馏水校正位置，使光电管受光，旋转调100％电位器使电表指针到满度附近。仪器预热约20分钟。

（3）放大器灵敏度有五档，每档逐步增加，“1”档最低。灵敏度的选择原则是保证能使空白档良好地调到“100”的情况下，尽可能采用灵敏度较低的档，这样仪器将有更高的稳定性。所以使用时一般置“1”，灵敏度不够时再逐渐升高，但改变灵敏度后必须按（2）重新校正“0”和“100％”。

（4）预热后，按（2）连续几次调整“0”和“100％”，仪器即可以进行测定工作。

（5）如果大幅度改变测试波长，在调整“0”和“100％”后稍等片刻（钨灯在急剧改变亮度后需要一段热平衡时间），当指针稳定后重新调整“0”和“100％”即可工作。

上述操作规程必须充分注意，这样，仪器才可获得满意的测试结果。

（6）空白档可以采用空气空白、蒸馏水空白或其它有色溶液或中性消光夜作陪村，空白调节于100％处，这样可以提高消光读数，以适应溶液的高含量测定。

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（7）根据溶液含量的不同，可酌情选用不同规格光径长度的比色皿，保证电表读数处于0.8消光值内。

二、723型分光光度计

1. 操作面板各键的功能介绍

a. “方式设定”键（MODE）：

该键用于设置测定方式。仪器可供选择的测试方式有：透射比方式、吸光度方式和浓度直读方式。使用功能键（FUNC），根据提示可将标准样品的浓度值或K因子（FACTOR）输入仪器。

b. “100％T／OABS”键：

该键用于自动调整100.0%T（100.0%透射比）或OABS（零吸光度）。波长被改变时，必须重新调整100.0%T或OABS。

c. “0%T”键：

该键用于自动调整0％透射比。仪器在开机后自检的过程中已经将0％T的参数保存在微处理器中。一般情况下，无需使用此键。仪器长时间使用的过程中，0％T可能会产生漂移。调整0％T可提高测试数据的精确度。

d. “波长设置”键：

该键用于设置测试波长。波长位置显示在显示器的左上角。 e. “功能”键（FUNC）： 按功能键一次，仪器显示：Std／OONC＝1000。当需要直读被测样品的浓度时，首先将标准样品的浓度值输入仪器中，仪器会根据标准样品的吸光度与输入的浓度值自动计算出标准样品的K因子。被测样品的浓度值符合公式：c=KA。 按功能键二次，仪器显示：Std／OONC＝1000。当需要直读被测样品的浓度时，首先将标准样品的浓度值输入仪器中，仪器自动将输入的K因子储存起来，被测样品的浓度值符合公式：c=KA。

f. “确认”键（ENT）：

该键用于确认所设置的各种参数或仪器功能。

g. “打印／清除”键（P/C）： “打印”键（PRINT）：当仪器处于测试状态时，使用改键，可将测试参数通过RS-232C串行口输送给外接的打印机。 “清除”键（CLEAR）：用于清除设置的参数或仪器功能。

h. 模拟信号输出接口：

用于连接记录仪。可记录模拟信号在一定时间内的变化量。此功能用于动力学测试。

i. 电源开关：

用于控制仪器电源开或关。 2．仪器的使用

开机前，先确认仪器样品室内是否有东西挡在光路上。光路上有东西将影响仪

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器自检甚至造成仪器故障。然后，打开电源开关，使仪器预热20分钟。仪器接通电源后，仪器即进入自检状态，自检结束后波长自动停在6nm处，测量方式自动设定在透射比方式（％T），并自动调100％T和0％T。

（1）测取样品的透射比参数（透射比方式）

a. 按“方式键”（MODE）将测试方式设置为透射比方式。显示器显示“XXXnm XXX％T”。 b. 按“波长设置键”（ρσ）设置想要的分析波长，如340nm。按“ρ”或“σ”直到显示器显示340nm为止，此时显示器显示“340nm XXX X%T”。波长被重新设置后，不要忘记调整100.0%T。

c. 将参比溶液和被测溶液分别倒入比色皿中。比色皿内的溶液高度不应低于25毫米，大约25毫升。否则会影响测试参数的精确度。被测溶液中不能有气泡和漂浮物，否则会影响被测试参数的精确度。

d. 打开样品室盖，将盛有溶液的比色皿分别插入比色皿槽中，盖上样品室盖。一般情况下，参比放在样品架的第一个槽位上。被测样品的测试波长在340nm～1000nm范围内时，建议使用玻璃比色皿，被测样品在190nm～340nm范围内时，建议使用石英比色皿。仪器所附的比色皿，其透射率是经过测试和匹配的，未经匹配处理的，比色皿将影响样品的测试精度。比色皿的透光部分表面不能有指印、溶液痕迹。否则，将影响样品的测试精度。

e. 将参比溶液推入或拉入光路中，按“100％T”键调整零ABS。仪器在自动调整100％T的过程中，显示器显示“340nm Blank„”，当100.0%T调整完成后，显示器显示“340nm 100.0％T”。

f. 将被测溶液推或拉入光路中，此时，显示器所显示的是被测样品的透射比参数。

（2）测试样品的吸光度参数（吸光度方式） a. 按“方式键”（MODE），将测试方式设置为吸光度方式。显示器显示“XXXnm X XXXAbs”。每当波长重新设置后，不要忘记调整零ABS。

b. 按“波长设置键”（ρσ）设置想要的分析波长，如340nm。按“ρ”或“σ”直到显示器显示340nm为止，此时显示器显示“340nm XXX X%T”。波长被重新设置后，不要忘记调整100.0%T。

c. 将参比溶液和被测溶液分别倒入比色皿中。比色皿内的溶液高度不应低于25毫米，大约25毫升。否则会影响测试参数的精确度。被测溶液中不能有气泡和漂浮物，否则会影响被测试参数的精确度。

d. 打开样品室盖，将盛有溶液的比色皿分别插入比色皿槽中，盖上样品室盖。一般情况下，参比放在样品架的第一个槽位上。被测样品的测试波长在340nm～1000nm范围内时，建议使用玻璃比色皿，被测样品在190nm～340nm范围内时，建议使用石英比色皿。仪器所附的比色皿，其透射率是经过测试和匹配的，未经匹配处理的，比色皿将影响样品的测试精度。比色皿的透光部分表面不能有指印、溶液

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痕迹。否则，将影响样品的测试精度。

e. 将参比溶液推入或拉入光路中，按“100％T”键调整零ABS。仪器在自动调整100％T的过程中，显示器显示“340nm Blank„”，当100.0%T调整完成后，显示器显示“340nm 100.0％T”。

f. 将被测溶液推或拉入光路中，此时，显示器上所显示的是被测样品的吸光度参数。

（3）测试样品的浓度值参数（浓度直读方式）： A. 已知标准样品的浓度值。

a. 按“方式键”（MODE）将测试方式设置为浓度直读方式。显示器显示“XXXnm XXXc”。 b. 按“波长设置键”（ρσ）设置想要的分析波长，如340nm。按“ρ”或“σ”直到显示器显示340nm为止，此时显示器显示“340nm XXX X%T”。波长被重新设置后，不要忘记调整零ABS。

c. 将参比溶液和被测溶液分别倒入比色皿中。比色皿内的溶液高度不应低于25毫米，大约25毫升。否则会影响测试参数的精确度。被测溶液中不能有气泡和漂浮物，否则会影响被测试参数的精确度。

d. 打开样品室盖，将盛有溶液的比色皿分别插入比色皿槽中，盖上样品室盖。一般情况下，参比放在样品架的第一个槽位上。被测样品的测试波长在340nm～1000nm范围内时，建议使用玻璃比色皿，被测样品在190nm～340nm范围内时，建议使用石英比色皿。仪器所附的比色皿，其透射率是经过测试和匹配的，未经匹配处理的，比色皿将影响样品的测试精度。比色皿的透光部分表面不能有指印、溶液痕迹。否则，将影响样品的测试精度。

e. 将参比溶液推入或拉入光路中，按“100％T”键调整零ABS。仪器在自动调整100％T的过程中，显示器显示“340nm Blank„”，当100.0%T调整完成后，显示器显示“340nm 0000c”。

f. 将标准样品推入光路，按“功能键”直至显示器上显示“STD/CONC=1000”。 g. 按参数设置键（“ρ”或“σ”），直至显示器上显示的参数与标准样品的浓度值相等，如标准样品浓度值为200。此时，显示器上显示“340nm 0000c” “STD/CONC=0200”。

h. 按确认键将设置的参数输入仪器。此时，显示器显示“340nm 0200c”。

i. 被测样品推或拉入光路中，此时，显示器上显示的即是被测样品的浓度值。

B. 已知标准样品K因子：

a. 按“方式键”（MODE）将测试方式设置为浓度直读方式。显示器显示“XXXnm XXXc”。 b. 按“波长设置键”（ρσ）设置想要的分析波长，如340nm。按“ρ”或“σ”直到显示器显示340nm为止，此时显示器显示“340nm XXX X%T”。波长被重新

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设置后，不要忘记调整零ABS。

c. 将参比溶液和被测溶液分别倒入比色皿中。比色皿内的溶液高度不应低于25毫米，大约25毫升。否则会影响测试参数的精确度。被测溶液中不能有气泡和漂浮物，否则会影响被测试参数的精确度。

d. 打开样品室盖，将盛有溶液的比色皿分别插入比色皿槽中，盖上样品室盖。一般情况下，参比放在样品架的第一个槽位上。被测样品的测试波长在340nm～1000nm范围内时，建议使用玻璃比色皿，被测样品在190nm～340nm范围内时，建议使用石英比色皿。仪器所附的比色皿，其透射率是经过测试和匹配的，未经匹配处理的，比色皿将影响样品的测试精度。比色皿的透光部分表面不能有指印、溶液痕迹。否则，将影响样品的测试精度。

e. 将参比溶液推入或拉入光路中，按“100％T”键调整零ABS。仪器在自动调整100％T的过程中，显示器显示“340nm Blank„”，当100.0%T调整完成后，显示器显示“340nm 0000c”。

f. 按“功能键”直至显示器上显示“STD/FACTOR＝1000”。 h. 按参数设置键（“ρ”或“σ”），直至显示器上显示的参数与已知K因子相等，如标准样品K因子为200。此时，显示器显示“340nm 0000c” “STD/FACTOR=1000”。

i. 按确认键将设置的参数输入仪器。

j. 被测样品推或拉入光路中，此时，显示器上所显示的是被测样品的浓度值。

（4）怎样连接计算机

a. 打开仪器电源开关，使仪器预热20分钟。仪器自检。

b. 打开计算机，并打开光谱应用软件，点击连接按钮。显示器上显示链接对话框，可根据计算机设置通讯口。

c. 按功能键直至仪器显示：“CONNECT PC”。 d. 按“确认键”，同时点击屏幕上对话框中的“连接”键。仪器与计算机连接时，仪器显示“PC CONNECTING”；仪器与计算机连接成功时。仪器显示“PC CONNECTED”；仪器与计算机联机操作时，仪器显示“PC CONN„”；仪器与计算机连接失败时，仪器显示“CONNECT PC？”（此时可重试）；仪器显示器上显示“PC CONN„”且计算机屏幕上出现光谱应用软件的工作界面时，可使用计算机操作仪器。

附录6 阿贝折射仪的原理和操作方法

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阿贝折射仪是能测定透明、半透明液体或固体的折射率nD和平均色散的nf-nc仪器（其中以测透明液体为主），如仪器接上恒温器，则可测定温度为0～70℃内的折射率nD。

折射率和平均色散是物质的重要光学常数之一，能借以了解物质的光学性能、 纯度、浓度及色散大小等。

一、工作原理

阿贝折射仪的基本原理即为折射定律：n1sinα1=n2sinα2 n1 、n2为交界面两侧的两种介质之折射率（图2-6-1a）α1为入射角 ， α2为折射角

若光线从光密介质进入光疏介质，入射角小于折射角，改变入射角可以使折射角达到900，此时的入射角称为临界角，本仪器测定折射率就是基于测定临界角的原理。

图2-6-1b中A、B、C、D为一折射棱镜，其折射率n2。AB面上面是被测物体。图2-6-1b中当不同的角度光线射入AB面时，其折射角都大于i，如果用一望远镜对射出光线观察，可以看到望远镜视场被分为明暗两部分，二者之间有明显的分界线。见图2-6-1c所示，明暗分界线为临界角的位置。

(a) (b) (c)

图2-6-1 光线折射示意图

（透明固体或液体）其折射率为n1，由折射定律得：

n1sin90℃=n2sinα （2-6-1）

n2sinβ=sini （2-6-2）

Ф=α+β

则α=Ф-β 代入（1）式得

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n1=n2sin（Ф-β）

=n2(sinФcosβ-cosФsinβ) (2-6-3) 由（2）式得：

2n2sin2β=sin2i 2 (1-cos2β) =sin2i n222-n2 cos2β=sin2i n2222cosβ=(n2sini)/n2

代入（3）式得：

2sin2i-cosФsini n1=sinФn2棱镜折射角Ф与折射率n2均已知。当测得临界角I时，即可换算得被测物体之折射

率n1。

二、仪器结构

图2-6-2 阿贝折光仪光学部分示意图

1、进光棱镜 2、折射棱镜3、摆动反光镜4消色散棱镜组 5、望远物镜组 6、平行棱镜 7、分划板 8、目镜 9、读数物镜 10、反光镜 11、刻度板 12、聚光镜

1. 光学部分

仪器的光学部分由望远系统与读数系统二个部分组成（见图2-6-2）。进光棱镜

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（1）与折射棱镜（2）之间有一微小均匀的间隙，被测液体就放在此空隙内。当光线（自然光或白炽光）射入进光棱镜（1）时便在其磨砂面上产生漫反射，使被测液层内有各种不同角度的入射光，经过折射镜（2）产生一束折射角均大于出射度i的光线。由摆动反射镜（3）将此束光线射入消色散棱镜组（4），此消色散棱镜组是由一对等色散阿米西棱镜组成，其作用是获得一可变色散来抵消由于折射棱镜对不同被测物体所的色散。再由望远镜（5）将此明暗分界线成象于分划板（7）上，分划板上有十字分划线，通过目镜（8）能看到如图五上半部所示的象。

光线经聚光镜（12）照明刻度板（11），刻度板与摆动反射镜（3）连成一体，同时绕刻度中心作回转运动。通过反射镜（10），读数物镜（9），平行棱镜（6）将刻度板上不同部位折射率示值成象于分划板（7）上（见图2-6-3下半部所示的象）。

图2-6-3 刻度板上不同部位折射率示值图

（二）结构部分：（图2-6-4）

(a) (b)

图2-6-4 阿贝折射仪结构示意图

底座（14）为仪器的支承座，壳体（17）固定在其上。除棱镜和目镜以外全部光学组件及主要结构密封于壳体内部。棱镜组固定于壳体上，由进光棱镜、折射棱

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镜以及棱镜座等结构组成，两只棱镜分别用特种粘合剂固定在棱镜座内。（5）为进光棱镜，（11）为折射标棱镜座，两棱镜座由转轴（2）连接。进光棱镜能打开和关闭，当两棱镜座密合并用手轮（10）锁紧时，二棱镜面之间保持一均匀的间隙，被测液体应充满此间隙。（3）为遮光板，（18）为四只恒温器接头，（4）为温度计，（13）为温度计底座，可用乳胶管与恒温器连接使用。（1）为反射镜，（8）为目镜，（9）为盖板，（15）为折射率刻度调节手轮（6）为色散调节手轮，（7）为色散值刻度圈，（12）为照明刻度盘聚光镜。

三、使用与操作方法

1. 准备工作

（1）在开始测定前，必须先用蒸馏水（按说明书附表）或用标准试样校对读数。如用标准试样则对折射棱镜的抛光面加1-2滴溴代萘，再贴上标准试样的抛光面，当读数视场指示于标准试样上之值时，观察望远镜内明暗分界线是否在十字线中间，若有偏差则用螺丝刀微量旋转图七上小孔（16）内的螺钉，带动物镜偏摆，使分界线象位移至十字线中心。通过反复地观察与校正。使示值的起始误差降至最小（包括操作者的瞄准误差）。校正完毕后，在以后的测定过程中不允许随意再动此部位。

在日常的测量工作中一般不需校正仪器，如对所测的折射率示值有所怀疑时，可按上述方法进行检验，是否有起始误差，如有误差应进行校正。

（2）每次测定工作之前及进行示值校准时必须将进光棱镜的毛面，折射棱镜的抛光面及标准试样的抛光面，用无水酒精与乙醚（1:1）的混合液合和脱脂棉花轻擦干净，以免留有其他物质，影响成象清晰度和测量准确度。

2. 测定工作

（1）测定透明、半透明液体：

将被测液体用干净滴管加在折射棱镜表面，并将进光棱镜盖上，用手轮（10）锁紧，要求液层均匀，充满视场，无气泡。打开遮光板(3)，合上反射镜(1)，调节目镜视度，使十字线成象清晰，此时旋转手轮(15)并在目镜视场中找到明暗分界线的位置，再旋转手轮(6)使分界线不带任何彩色，微调手轮(15)，使分界线位于十字线的中心，再适当转运聚光镜(12)，此时目镜视场下方显示的示值即为被测液体的折射率。

（2）测定透明固体：

被测物体上需有一个平整的抛光面。把进光棱镜打开，在折射棱镜的抛光面加1-2滴比被测物体折射率高的透明液体（如溴代萘），并将被测物体的抛光面擦干净放上去，使其接触良好，此时便可在目镜视场中寻找分界线，瞄准和读数的操作方法如前所述。

(3)测定半透明固体：

用上法将被测半透明固体上抛光面粘在折射棱镜上，打开反射镜(1)并调整角度利用反射光束测量，具体操作方法同上。

（4）测量蔗糖溶液质量分数（锺度Brix）：

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操作与测量液体折射率时相同，此时读数可直接从视场中示值上半部读出，即为蔗糖溶液质量分数。

（5）测定平均色散值：

基本操作方法与测量折射率时相同，只是以两个不同方向转动色散调节手轮(6)时，使视场中明暗分界线无彩色为止，此时需记下每次在色散值刻度圈（7）上指示的刻度值Z ，取其中平均值，再记下其折射率nD。根据折射率nD值，在阿贝折射仪色散表的同一横行中找出A和B值（若nD在表中二数值中间时用内插法求得）。再根据Z值在表中查出相应的α值，当Z>30时α值取负值。当Z<30时α取正值，按照所求出的A、B、α值代入色散值公式nf-nc=A+Bα就可以求出平均色散值。

（6）若需测量在不同温度时的折射率，将温度计旋入温度计座（13）中，接上恒温器的通水管，把恒温器的温度调节到所需测量温度，接通循环水，待温度稳定十分钟后，即可测量。

附录七：实验报告的撰写

实验报告是实验的总结，是将感性知识上升为理论知识的过程，同时也是培养学生思维能力、书写能力和总结能力的有效方法。实验报告要求字迹端正，清洁整齐，语句通顺，格式统一。

实验报告内容应包括以下几个方面： （1）实验目的：写明对本实验的要求；

（2）实验简明原理；简述实验的基本原理和反应方程式；

（3）实验仪器、药品和材料：写明实验采用仪器的厂家、型号、测量精度，写明所用药品的种类、数量及纯度等级，采用的实验装置可图表示；

（4）实验步骤：用箭头、方框、表格等形式简明扼要地表达实验进行的过程； （5）实验结果：采用作图或列表的形式如实记录实验原始数据、实验现象，并对实验结果进行分析处理。

处理实验数据时，宜用列表法、作图法、具有普遍意义的图形还可回归成经验公式，得出结果尽可能与文献数据比较。

（6）实验讨论：对实验进行小结，包括心得体会，做好实验的关键所在，实验结果的可靠程度与合理性评价，分析并解释实验现象。 实验报告示例： a. 制备实验示例

五水合硫酸铜的制备

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_________系_________专业__________年级__________班 学号__________姓名__________实验日期___________

一．实验目的

二．实验原理

三．仪器、药品和材料

四．实验步骤

称量

用托盘天平称取 废铜粉＿g →

减 .

减压 过滤 ———

五．实验结果 理论产量计算：

产量= ———； 产率计算：—————— 产品等级：————

101

灼烧（氧化）

在坩埚中灼烧Cu至黑色CuO（约20min，搅拌）

溶解

冷却后，在烧杯中用＿mL＿mol-1H2SO4溶解 精制除铁 压过滤 ———— 滤液 残渣（回收）

浓缩结晶

（调pH=1）

母液（回收） 晶体 吸干称重＿g

六．问题与讨论

联系本人实验结果，分析CuSO4·5H2O制备与纯化操作条件对产品纯度、产品回收率的影响等。

b. 滴定分析与重量分析示例

NaOH标准溶液浓度标定

_________系_________专业__________年级__________班 学号__________姓名__________实验日期___________

一. 实验目的

二. 实验原理

三. 仪器、药品和材料

四．实验步骤

0.4～0.6g (0.1mg) 锥形瓶 30～50mL 2滴

NaOH 滴定 称取邻苯二甲酸氢钾3份 + H2O + 酚酞

微 红（终点）

五. 实验结果（数据记录与数据处理）

邻苯二甲酸氢钾 ＋ 称量瓶m1 称量瓶m2 邻苯二甲酸氢钾质量／g NaOH体积（终） NaOH体积（初） NaOH体积／mL 计 算 式 cNaOH / (mol·L) cNaOH平均值 相对偏差

102

-1Ⅰ 19.2734 18.7391 0.5352 25.35 0.13 25.22 Ⅱ 18.7391 18.2036 0.5355 26.34 1.18 25.16 Ⅲ 18.2036 17.6748 0.5288 24.88 0.03 24.85 cNaOH = (m³1000) / (204.2³VNaOH) 0.1039 0.2％ 0.1042 0．1041 0.1% 0.1% 0.1042

六. 问题与讨论 c. 性质测定实验示例

电位滴定法测定HAc酸解离常数及HAc浓度

_________系_________专业__________年级__________班 学号__________姓名__________实验日期___________

一. 实验目的

二. 实验原理

三. 仪器、药品和材料

四．实验步骤

吸醋酸 + H2O 吸试液 容 10mL 量 瓶 稀释至100mL 10mL

1mol·L-1KCl + H2O 5.0mL 35mL 小烧杯 插入电极测定

五. 实验结果与数据处理 1. 数据记录与处理

2. pH～V图 （1） 作图

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（2） 由图求Ve值，Ve/2时pH = pKa = ?

3. ΔpH/ΔV～V图 （1） 作图 （2） 由图求Ve值

4. Δ2pH/Δ2V二次微商求Ve值

由表求得Δ2pH/Δ2V＝0时对应的V=Ve，用内插法求Ve

六. 问题与讨论

1. 分析与总结本次试验的成败因素。 2. 对实验方法提出新的建议等。

主要参考书目：

1. 大连理工大学无机化学教研室编：无机化学实验. 北京：高等教育出版社，1990

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2. 北京师范大学无机化学教研室等编：无机化学实验. 北京：高等教育出版社，2001 3. 北京大学无机化学教研室编：无机化学实验. 北京：北京大学出版社，1982年 4. 沈君朴主编：实验无机化学（第三版）. 天津：天津大学出版社，1992

5. 周其镇，方国女，樊行雪主编：大学基础化学实验（Ⅰ）. 北京：化学工业出版社，2000

6. 华东化工学院无机化学教研组编：无机化学实验（第二版）. 北京：高等教育出版社，1985 7. 胡满成，张昕主编：化学基础实验. 北京：科学出版社，2002 8. 蔡炳新，陈贻文主编：基础化学实验. 北京：科学出版社，2001

9. 古风才，肖衍繁，张明杰，刘炳泗主编：基础化学实验教程（第二版）. 北京：科学出版社，2005

10．北京大学化学系物理化学教研室编：物理化学实验. 北京：北京大学出版社，1995

11. 中南工业大学化学化工学院编：物理化学实验. 长沙：中南工业大学出版社，1999 12. 邹文樵等编：物理化学实验原理与技术. 上海：华东理工大学出版社，1990 13. 复旦大学等编：物理化学实验（第二版）. 北京：高等教育出版社，1999 14. 王伯康主编：综合化学实验. 南京：南京大学出版社，2000 15. 田宜灵主编：物理化学实验. 北京：化学工业出版社，1998 16. 成都科技大学、浙江大学分析化学组编：分析化学实验. 北京：高等教育出版社，19

17. 天津大学分析化学教研室编：实用分析化学. 天津：天津大学出版社，1995 18. 《分析化学手册》编写组编：分析化学手册（第1、2、4分册）第二版. 北京：化学工业出版社，1997-1998

19. 张剑英等编：仪器分析实验. 北京：科学出版社，1999 20. 朱明华编：仪器分析. 北京：高等教育出版社，2002

21. 王福来编著：有机化学实验. 武汉：武汉大学出版社，2003 22. 北京大学化学系编：有机化学实验. 北京：北京大学出版社，1990

23. 北京大学分析化学组编：基础分析化学实验. 北京：北京大学出版社，1998 24. 北京师范大学化学系有机化学教研室编：有机化学实验. 北京：北京师范大学出版社，1993

25. 古珉珉等编：有机化学实验. 上海：复旦大学出版社，1991

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