关闭好友动态王小珍1500663776@.com编辑往来邮件正在加载...窗体顶端HCl–NH4Cl混合溶液中各组分浓度的测定李小琴（化学系，应用化学，103班，学号2010122109）摘要 通过用NaOH溶液测定盐酸-氯化铵混合溶液中各组分的含量掌握配制NaOH标准溶液的方法，学会用甲醛法进行弱酸的强化，掌握分步滴定的原理与条件其中HCl为一元强酸，NH4Cl为强酸弱碱盐，两者Ｋa之比大于10５，固可分步滴定根据混合酸连续滴定的原理，盐酸是强酸，第一步可直接对其滴定，用NaOH滴定，以甲基红为指示剂氯化铵是弱酸，其Cka≤10-8，但可用甲醛将其强化，加入酚酞指示剂，再用NaOH标准溶液滴定通过两次滴定可分别求出HCl与NH4Cl的浓度该方法简便易行且准确度高，基本符合实验要求关键词 盐酸-氯化铵混合溶液，甲醛法，酸碱滴定法，指示剂 1引言目前国内外测定盐酸-氯化铵混合溶液中各组分含量的方法有三种：第一种方案是蒸汽法：即取一份混合溶液往其中加入适量的NaOH溶液加热使NH4+全部转化为氨气，用2%硼酸溶液吸收，用氢氧化钠标准溶液滴定NH3的体积，再用酸碱滴定法测定HCl的含量，这种方法实验误差较小[1] 。
第二种方案：先测总氯离子的浓度，可用已知浓度的AgNO3溶液滴定待测液，至溶液中出现砖红色沉淀停止，记录所用AgNO3溶液的体积然后用甲醛法测定NH4＋离子的浓度，最后根据计算得盐酸的浓度[2]﹙若对相对误差要求较高，可做空白实验以减小蒸馏水中氯离子带来的系统误差﹚第三种方案：先用甲基红作指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴至混合溶液呈黄色，即为盐酸的终点加中性甲醛试剂，充分摇动并放置1分钟，加酚酞指示剂，仍用氢氧化钠滴至溶液由黄色变为金黄色即为氯化铵的终点根据所消耗NaOH的体积计算各组分的含量，这种方法简便易行，且准确度较高[3]本实验采用第三种方案进行盐酸-氯化铵混合溶液中各组分含量的测定﹙本方法的相对误差约为0.1%，在误差要求范围之内﹚二、实验原理1、0.10mol·L-1NaOH标准溶液的配制和溶度的标定NaOH溶液浓度的标定：邻苯二甲酸氢钾（KHP）,易制得纯品，空气中不吸水，，容易保存，摩尔质量大，是较好的基准物质KHP+NaOH≒KNaP+H2O反应产物为KNaP,是二元弱碱，，其水溶液显微碱性，可以选用酚酞作指示剂2、混合溶液的测定原理HCl–NH4Cl溶液可视为强酸和弱酸的混合溶液，溶液显酸性，所以选择NaOH溶液为滴定剂。
由于NH3的Kb=1.8×10-5，则NH4+的Ka=5.6×10-10，所以cka（5.6×10-11）＜10-8，所以NH4CI不能直接滴定，只能先滴定HCl，反应的第一个计量点为NaCl和NH4Cl的混合溶液（显NH4+的弱酸性，因为NH4+的cka=0.05×0.56×10-9＞20Kw，c／Ka＞400，所以此时溶液的〔H+〕=(cka)1／2=5.3×10-6,PH=5.28,可以选用甲基红作指示剂）由于NH4+的酸性太弱，所以采用甲醛法增强其酸度，反应为：4 NH4++ 6HCHO≒（CH2）6N4H+ +3H++6H2O生成的H+和(CH2)6NH4+（ka=7.1×10-5）可以用NaOH标准溶液直接滴定其中的（CH2）6N4H+然后再用NaOH进行滴定计量点产物为（CH2）6N4，其水溶液显碱性计量点时溶液的PH值：因为Csp Kb＞20Kw, Csp/Kb＞400所以〔OH-〕= 3.4×10-5所以反应到第二计量点时溶液的pH=14-pOH=8.53，故选择酚酞作指示剂滴定过程中溶液颜色的变化情况为：红色（MR）→橙色（MR, pH≈5.28）→ 亮黄色（MR） →橙黄色（MR+PP, pH≈8.53）计算公式：标定NaOH溶液：CNaOH=mKHP÷MKHP÷(VNaOH×10-3)标定HCl溶液浓度：CHCl=(CV1)NaOH÷VS标定NH4Cl溶液浓度：CNH4Cl=(CV2)NaOH÷VS三、试剂仪器1、仪器分析天平(万分之一)， 称量瓶 ，玻璃棒，洗瓶，药匙，烧杯（100mL，500mL），试剂瓶（500mL），滴定台架，碱式滴定管（50mL） ， 移液管（25mL）,锥形瓶（250mL，3个）,吸耳球等。
2、试剂NaOH（A.R.）(s)，HCl（A.R.）(s)，甲醛（40％，中性），甲基红溶液（2g/L），酚酞溶液（1g/L），试样溶液（HCl和NH4Cl的浓度均约0.10mol/L）， 去离子水四、实验方法1、0.10mol/LNaOH标准溶液的配制和标定（1）在电子秤上称取2.0-2.5g NaOH固体，在500mL烧杯中溶解，溶解后加蒸馏水至500mL刻度线并转入试剂瓶中，摇匀备用2）NaOH溶液浓度的标定准确称取4-5g邻苯二甲酸氢钾于小烧杯中，用蒸馏水溶解，转移到容量瓶中，加水到刻度线用移液管准确移取25.00mLKHP于锥形瓶中，滴加1-2滴酚酞，用NaOH滴定，当溶液由无色变为微红色，并保持30s不褪色即为终点，平行测定三次，并记录数据计算NaOH标准溶液的浓度2、混合溶液中各组分含量的测定（1）用移液管准确移取20.00mL混合溶液于锥形瓶中，滴加1～2滴甲基红，摇匀后，用NaOH标准溶液滴定，当溶液颜色变为橙色时（30s内不褪色）即为终点，停止滴定，记录体积数据V1mL，计算HCl的含量和相对平均偏差 (2)在上述溶液中继续加入8mL 40％的已中和的甲醛溶液，滴加1～2滴酚酞指示剂，摇匀，放置1分钟后，溶液呈红色，用NaOH标准溶液滴定至溶液颜色变为橙色（黄色与粉红色的混合色）并半分钟不褪色即为终点，记录体积数据V2mL，平行滴定三次，计算NH4Cl的含量和相对平均偏差。
3、整理及登记实验完毕后，仪器洗涤干净，废液倒回废液缸中，将各仪器放回相应位置，将实验台擦干净，登记数据，方可离开实验室五、实验记录及数据处理1、0.10mol·L-1NaOH溶液的标定m（kHp）=4.0785g M(khp)=204.2g/molC(khp)=m/M*V=0.0799mol/L 表1 0.10mol·L-1NaOH溶液的标定结果编号123VNaOH始/Ml0.000.000.00VNaOH终/mL19.9019.8019.80△VNaOH/mL19.9019.8019.80CNaOH/mol/L0.10040.10090.1009平均CNaOH/mol/L0.1007相对偏差/%-0.300.200.20相对平均偏差/%0.172、混合溶液中HCl含量的测定表2 混合溶液中HCl含量的测定结果 M(HCL)=36.461g/mol项目123CNaOHmol/mL0.1007VNaOH始/mL0.000.000.00VNaOH终/mL19.1019.0019.10△VNaOH/mL19.1019.0019.10HCl的含量（g/L）3.503.483.50HCl含量平均值3.49相对偏差/%0.29-0.290.29相对平均偏差/%0.283、混合溶液中NH4Cl含量的测定表3 混合溶液中NH4Cl含量的测定结果 M(NH4Cl)=53.491g/mol项目123CNaOHmol/ mol/L0.1007VNaOH始/mL0.000.000.00VNaOH终/mL19.0019.1019.20△VNaOH/mL19.0019.1019.20NH4Cl的含量（g/L）5.115.145.16NH4Cl含量的平均值5.14相对偏差/%-0.5800.39相对平均偏差/%0.33六、结果与讨论1、结论混合溶液中，HCl的含量为3.49g/L，NH4+的含量为5.14g/L2、误差分析NaOH溶液滴定混合液中NH4Cl浓度时因对溶液临近终点时溶液颜色变化把握不准而使滴定的量过多或多少，导致相对偏差超过了允许的偏差范围。
3、试验中遇到的问题及处理（1）在混合溶液中NH4Cl浓度和HCl浓度的滴定时临近滴定终点时不能准确把握，而使滴定过量处理办法：重新移取溶液进行滴定4、注意事项，（1）滴定前将滴定管内的气泡排尽2）加入的指示剂不应过多，以免影响滴定终点的判断;（3）甲醛有毒，注意量取时在通风处；（4）确定滴定终点时，要注意滴定过程中溶液颜色的变化，正确判断终点的达到，从而减小实验误差颜色半分钟内不褪色即可读数5）整个实验过程中用到了分析天平和滴定管，这两种仪器都属于较精密的仪器，因此，要注意分析天平的操作步骤，减小误差到最小另外，要熟练掌握滴定操作的三步走，即：渐滴成线，逐滴加入，半滴加入5、心得体会分析化学是一门严密的课程，需要我们认真操作好每一步，认真读取数据并准确计算我们应以严谨的态度对待这门学科然而滴定分析又是分析化学的基础，需要我们好好掌握滴定方法，滴定终点的判断以及指示剂的使用等通过实验我懂得了弱酸强化的基本原理，熟练掌握了甲醛法测定铵盐中铵根离子的含量，学会测定混合液中相关含量的方法我相信通过做此设计性实验不仅可以熟练分析天平、移液管、滴定管等的使用，还能锻炼我们学会运用已学知识、提高解决问题的能力。
参考文献[1]武汉大学，吉林大学，中山大学 分析化学实验（第四版） [H] 北京：高等教育出版社，2001,170-172[2] 蔡维平.基础化学实验（一）[M].北京:科学出版社,2004,298[3] 武汉大学,吉林大学,中山大学.分析化学实验（第四版）[M].北京:高等教育出版社,2001,181—183[4] 宋光泉.通用化学实验技术[M].广州:广东高等教育出版社,1999,85[5] 华中师范大学,东北师范大学,陕西师范大学,北京师范大学编.分析化学实验[M] (第三版).北京:高等教育出版社,2001,58-67（附英文题目、摘要、关键词）HCl-NH4Cl mix solution each Component content determinationWang xiaozhen(Chemistry department, Applied chemistry,class101 Learning numbers 2010121114)The abstract Determines the each component in HCl-NH4Cl mix solution, according to the theory of the mixed solution continuous titration. HCl is strong acid , the first steps can by direct titration of NaOH standard solution; But NH4Cl is weak acid , cKa <10-8, therefore being used HCHO to strengthen queen ability by the titration. According to this one principle, and the differ。