盐酸的标定

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盐酸浓度的标定

一.实验目的

1.学会盐酸溶液的配制和标定；

2.掌握滴定操作，并学会正确判断终点；

3.熟悉电子天平的使用、减量法称量

二.实验原理：

1.浓盐酸有挥发性,因此标准溶液用间接方法配制,配好的溶液只是近似浓度,

准确的HCl浓度需用基准物质进展标定。通常用来标定HCl溶液的基准物质有

无水碳酸钠(Na

2

CO

3

)和硼砂〔Na

2

B

4

O

7

·l0H

2

O〕。本实验采用无水碳酸钠为基准

物质来标定时,以溴甲酚绿－二甲基黄混合指示剂指示终点,滴定反响为：

Na

2

CO

3

+2HCl=2NaCl+H

2

O+CO

2

↑

2.⑴计算化学计量点的pH：在Na

2

CO

3

标定盐酸溶液浓度的反响中：

Na

2

CO

3

+2HCl=H

2

CO

3

(CO

2

+H

2

O)+2NaCl

产物H

2

CO

3

饱和溶液的浓度约为0.04mol·L-1，

溶液的pH值为[H+]=〔K

a1

c〕-1/2=〔4.4×10-7×0.04〕-1/2=1.3×10-4mol·L-1

pH=3.9

⑵混合指示剂变色点的pH：溴甲酚绿－二甲基黄混合指示剂变色点的pH

为3.9，因此与化学计量点的pH值吻合，可选作指示剂。

三.主要仪器与试剂

主要仪器：电子天平，250m烧杯〔3个〕，50mL酸式滴定管，称量瓶

主要试剂：HCl(aq)、无水碳酸钠〔s〕、溴甲酚绿－二甲基黄混合指示剂

四.操作步骤：

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盐酸标准溶液浓度的标定：

五.数据记录与处理

序号123

Na

2

CO

3

的质量m/g0.15990.13610.1453

初读数V

1

(HCl)/mL0.000.000.00

终读数V

2

(HCl)/mL28.3324.0225.60

△V(HCl)/mL28.3324.0225.60

C(HCl)/mol·L-10.10650.10690.1071

C

平均

(HCl)/mol·L-1(舍前)0.1068

S0.0003082

计算T-0.97330.32440.9733

查表3-1的T〔置信界限95%〕1.15

C

平均

(HCl)/mol·L-1(舍后)0.1068

用到的计算公式：

1．盐酸浓度的计算：

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2．平均值的计算：=〔X

1

+X

2

+X

3

+……+X

n

〕/n

3.标准偏差计算：

4：统计量计算式为：T

n

=(X

n

－)/S

六．问题及思考题

★思考题

1.配置0.1mol·L-1盐酸溶液时，用何种量器量取浓盐酸和蒸馏水？

答：由于配制的盐酸溶液浓度是粗略的，因此浓盐酸用量筒量取；纯水也用量筒

量取

2.在称量过程中，出现一下情况，对称量结果有无影响，为什么？

1)用手拿称量瓶或称量瓶的盖子;

2)不在盛入试样的容器上方，翻开或关上称量瓶盖子

3)从称量瓶中很快倾倒试样；

4)倒完试样后，很快竖起瓶子，不用盖子轻轻的敲打瓶口，就盖上盖子去称量；

5)倒出所需质量的试样，要反复屡次以至近10次才能完成。

答：以上情况对称量结果都有影响，原因如下：

1)防止称量瓶沾上脏物，对称量结果造成影响

2)瓶口沾的试样落在烧杯外而损失。

3)很快倾斜瓶身会使试样冲出，易倒多；粉末试样会扬起粉尘而损失

4)很快竖起可能扬起粉尘而损失试样；轻击瓶口，可将沾在瓶口的试样或落入

瓶内，或落入烧杯内，防止试样损失。

5)在称样过程中试样吸水，引进误差。

3．以下情况对实验结果有无影响，为什么？

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1)烧杯只用自来水冲洗干净；

2)滴定过程中活塞漏水；

3)滴定管下端气泡未赶尽；

4)滴定过程中往烧杯加少量的蒸馏水；

5)滴定管内壁挂有液滴。

答：有影响的是：1〕，2〕，3〕，5〕；4〕无影响。原因如下

1)自来水呈酸性，且有较多的杂质，会影响滴定的准确性；

2)旋塞漏水，那么无法知道参加滴定液的准确体积，无法得到终点；

3)有气泡会影响滴加的酸的准确体积；

4)少量的蒸馏水不会影响滴定准确性，因为它本身是中性；

但加大量的蒸馏水会影响，因为冲洗了溶液。

5)管内壁挂液滴，会导致无法知道参加滴定液的准确体积。

★问题：

1.氢氧化钠和盐酸能否作为工作基准试剂？能否直接在容量瓶中配置

0.1000mol·L-1的氢氧化钠溶液？

答：不能，氢氧化钠和盐酸都不符合基准试剂的要求；

由于浓盐酸挥发，浓度不确定，因而无法准确配置成标准溶液，

而NaOH易吸收空气中的水和CO

2

，其纯度、浓度均不定，也无法配置

0.1000mol·L-1的氢氧化钠标准溶液。

2．能否用酚酞作指示剂标定HCl溶液，为什么？

答：不能

选择指示剂的一般原那么是指示剂的理论变色点pK〔HIn〕处于滴定突跃范围内。

因酚酞的pK

a

=9.1，变色范围为8.2～10.0。酚酞微红时pH=9，此时反响仅进展

到HCO

3

-〔CO

3

2-+H+=HCO

3

-〕，因此不能用酚酞作指示剂，指示产物为NaCl+H

2

CO

3

的化学计量点〔pH=3.9〕。

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3．草酸钠能否用来标定盐酸溶液？

答：可以。草酸钠符合基准物的标准，也符合酸碱的条件，可以用作指示剂滴定。

七.考前须知与讨论：

1．带进天平室的物品：

250mL烧杯编号盖上外表皿〔不放玻棒〕；枯燥器；称量瓶与纸带〔放枯燥器内〕；

记录笔、实验报告本。

2．减量法称量的注意：

1)盛有试样的称量瓶除放天平盘、干净的纸或外表皿上，或用纸带拿在手中

外，不得放其它地方。

2)纸带放干净、枯燥的地方；请保存好以便以后再用；

3)取出或套上纸带时，不要碰到称量瓶口

3．滴定注意：

1)使用前摇匀盐酸溶液；溶液必须直接倒入滴定管，不经烧怀；

2)搅拌时玻棒不碰杯壁，不能从烧杯中取出

3)操纵活塞时手的姿势正确，手心不能顶活塞

4)从滴定开场直到终点，注意控制不同阶段的滴定速度。通过预先练习，做

到自如控制滴加1滴、半滴，以准确掌握终点；

5)纯水的pH为6左右，终点前洗杯壁、玻棒不要太早，水不宜太多。要用尽

量少的水将杯壁洗净

1、0.1mol·L-1盐酸标准溶液的浓度为什么要标定，而不能准确配制；

浓盐酸易挥发，不能作工作基准试剂。

标准物质必须符合哪些条件？

Ø其组成与化学式完全相符；

Ø纯度足够高，一般在99.9%以上；

Ø性质稳定；

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Ø没有副反响；

Ø摩尔质量比拟大

有哪些标准物质可标定盐酸溶液的浓度？

无水碳酸钠：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑化学计量点的pH=3.89；

硼砂〔Na2B4O7·10H2O〕：Na2B4O7·10H2O+2HCl=4H3BO3+2NaCl+5H2O

化学计量点的pH为5.1；

用NaOH标准溶液。

2、在标定过程中，HCl与Na

2

CO

3

发生了哪些反响，有几个化学计量点，计量点

的pH各是多少？

Na

2

CO

3

+HCl=NaCl+NaHCO

3

+)NaHCO

3

+HCl=NaCl+H

2

CO

3

Na

2

CO

3

+2HCl=2NaCl+H

2

CO

3

H

2

CO

3

的饱和度约为0.04mol/L，计量点pH约为3.9

3、如何选择指示剂？

酸碱滴定曲线、滴定的突跃范围：强碱滴定强酸时，随着NaOH溶液的参加，溶

液pH值发生变化，以pH对NaOH的参加量作图得滴定曲线，计量点前后NaOH

溶液由缺乏到过量0.02mL〔0.1%〕；

溶液pH的突然变化称滴定突跃，突跃的pH范围称滴定突跃范围；

酸碱指示剂、指示剂的变色范围酸碱指示剂本身是弱酸或弱碱：HIn=H++

In-，HIn与In-有不同的颜色，pH=pKa〔HIn〕+lg[In-]/[HIn]，当[In-]=[HIn]，

pH=pKa为理论变色点；[In-]/[HIn]≤0.1看到酸色，≥10，看到碱色

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变色范围的pH=pKa±1，但实际观测到的与理论计算有差，因人眼对各种颜色的

敏感度不同，加上两种颜色互相掩盖，影响观察。如酚酞pKa=9.1，变色pH范

围为8.0～9.6。不同的人的观察结果也不同。

指示剂的选择使指示剂的理论变色点处于滴定突跃范围。Na2CO3标定盐酸的

化学计量点的pH=3.9，实验中使用二甲基黄－溴甲酚绿为指示剂，变色点

pH=3.9，该指示剂的碱色为绿，酸式为橙，变色点pH时为亮黄色。

4、计算公式。

c(HCl)=2m(Na2CO3)=2m(Na2CO3)

V(HCl)*M(Na2CO3)105.99V(HCl)

⑴差减法称取0.13～0.15g无水Na

2

CO

3

四份

怎样确定称取Na2CO3的克数？

一般滴定液用去的体积为25mL左右，相当的Na2CO3量为：

m＝cHCl•vHCl•MNa2CO3／2000

＝0.13〔g〕

称量时允许有一定的范围，故称0.13～0.15g。假设滴定体积太小，滴定管读数

引入的误差较大。如vHCl为10mL，读数误差为2×0.01mL，相对误差为：2×0.01

／10×100%＝0.2%。假设为25mL，那么相对误差为：2×0.01／25×100%

＝0.08%。

带哪些物品进天平室？

烧杯编号盖上外表皿〔不放玻棒〕；

枯燥器；

称量瓶与纸带〔放枯燥器内〕；

将枯燥器、烧杯放搪瓷盘内，平端进天平室〔为什么〕；

记录笔、实验报告本

减量法称量的要点？

称出称量瓶质量，按去皮键TAR，倾倒试样后称量，所示质量是“—〞号；

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再按去皮键称取第二份试样；

本实验连续称取四份试样。

考前须知〔减量法称量的注意点〕

盛有试样的称量瓶除放天平盘、干净的纸或外表皿上，或用纸带拿在手中外，不

得放其它地方〔为什么〕；

纸带放干净、枯燥的地方；请保存好以便以后再用；

取出或套上纸带时，不要碰到称量瓶口

要在承接容器的上方翻开〔或盖上〕瓶盖，以免使粘附在瓶口、瓶盖上的试样失

落在容器外，粘在瓶口的试样应尽量敲入烧杯或称量瓶内；

假设倒入试样量不够时可重复再倒，但要求2～3次内倒至规定量〔为什么〕。

如倒入量大大超过，弃去，洗净烧杯后重称。

〔2〕溶解试样加水50mL，搅拌使固体全部溶解

1、怎样溶解试样？

答：⑴取下外表皿，用洗瓶吹洗烧杯壁，将杯壁上可能有的粉末试样洗至杯底，

放入玻棒。

⑵用量筒取50mL纯水，沿玻棒〔玻棒下端要靠杯壁〕或沿杯壁缓缓参加到

烧杯中。现烧杯上均有容量刻度，但体积数不准，不要使用。

⑶用玻棒不断搅拌使所有的固体溶解，但不碰杯壁以免发出响声。注意已放

入的玻棒不能离开烧杯，更不能放在烧杯以外的地方，以免烧杯中的试样损失。

2、为何要将试样完全溶解？

答：如试样未完全溶解，在后续滴定步骤中，会导致只有局部试样与盐酸反响，

使盐酸体积偏小，浓度偏高，准确度差。还会造成平行测定的实验结果精细度差。

考前须知

量筒量取纯水，沿杯壁参加，或玻棒引入，玻棒下端紧靠杯壁；每只烧杯内放一

根玻棒，放入后不再取出；

搅拌时不碰杯壁以免发出响声；

试样完全溶解后再滴定，重做时更要做到此点。

〔3〕滴定

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参加9滴溴甲酚绿-二甲基黄混合指示剂，用已读好数的滴定管慢慢滴入HCl溶

液，当溶液由绿色变为亮黄色即为终点。

3、为什么选用溴甲酚绿-二甲基黄混合指示剂作标定反响的指示剂？

答：⑴计算化学计量点的pH：

在Na

2

CO

3

标定盐酸溶液浓度的反响中：Na

2

CO

3

+2HCl=H

2

CO

3

(CO

2

+H

2

O)+2NaCl

产物H

2

CO

3

饱和溶液的浓度约为0.04mol·L-1，溶液的pH值为[H+]=〔K

a1c

〕-1/2=

〔4.4×10-7×0.04〕-1/2=1.3×10-4mol·L-1pH=3.9

⑵混合指示剂变色点的pH：

溴甲酚绿－二甲基黄混合指示剂变色点的pH为3.9，因此与化学计量

点的pH值吻合，可选作指示剂。

4、混合指示剂在滴定过程中颜色如何变化？

答:混合指示剂在不同pH值时颜色的变化：

二甲基红:pH＝4.0黄色，PH=2.9红色

溴甲酚绿:PH=5.4蓝色，PH=3.8黄色

二甲基红＋溴甲酚绿：PH=3.9

绿色〔黄色＋蓝色〕黄色橙色〔红色＋黄色〕

由以上分析，可知在Na

2

CO

3

溶液中，混合指示剂显蓝绿色，随着HCl的参加

蓝色成份减少→绿→黄绿(终点前)→亮黄(终点)→橙色(过终点)。

5、标定盐酸溶液浓度时能否用酚酞作指示剂？

答:选择指示剂的一般原那么是指示剂的理论变色点pK〔HIn〕处于滴定突跃范

围内。因酚酞的pKa=9.1，变色范围为8.2～10.0。酚酞微红时pH=9，此时反响

仅进展到HCO3-〔CO32-+H+=HCO3-〕，因此不能用酚酞作指示剂，指示产物

为NaCl+H

2

CO

3

的化学计量点〔pH=3.9〕。

6、滴定过程中，如何控制好滴定的速度？

答：⑴滴定开场时，可快。由于离终点远，滴落点颜色无明显变化，此时的滴

定速度为10mL/min，即每秒3～4滴，呈“见滴成线〞，但不能成“水线〞，以

免溶液溅出。

⑵滴落点颜色有变化或消失慢时，滴定放慢。随着终点的接近，改为滴1

滴搅几下〔一滴多搅〕，或控制滴加速度为加1滴，经搅拌后溶液颜色稳定，下

1滴正好滴下。

⑶近终点：先洗玻棒、杯壁，微移旋塞，使溶液悬在下口形成半滴，用玻

棒下端靠下〔注意玻棒只能接触液滴，不要接触管尖〕，快速搅动溶液。

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7、为什么近终点时要洗杯壁，洗涤水的量要不要控制？

答：⑴滴定过程中，可能有溶液溅在杯壁，因此近终点时要洗杯壁。

⑵只能用少量水洗杯壁。在盐酸标准溶液的标定中，变色点pH=3.9，因

纯水pH=6，多加洗涤水，会多消耗盐酸，从而引进误差。因此终点时加少量纯

水，对终点没有影响；加多了不行。

8、近终点时应注意什么？

答：⑴近终点时应加速搅动溶液，促使CO

2

逸出。因反响产物是

H

2

CO

3

〔CO

2

+H

2

O〕，在室温下易形成CO

2

的过饱和溶液，使溶液的酸度稍稍增大，

终点稍稍提前。

⑵终点的颜色是亮黄色，如黄中带绿的成分，说明终点未到；如黄中带橙呈

金黄，那么终点已稍过。为了掌握终点的亮黄色，可在测定前，取Na

2

CO

3

固体配

成溶液后练习终点的判断，练习加1滴、半滴的操作。

⑶如对终点颜色的判断无把握，可在确定第一份终点后，请指导教师指导。

也可通过比照摸索，先读好数，记录〔在报告纸反面〕，根据需要，在滴定管下

口悬1滴或半滴，靠下，搅动溶液、观察颜色，记录。如还不能确定，可再重复，

在比照中确认终点后，读数即确定，记录在表格，请指导教师批阅。

考前须知

使用前摇匀盐酸溶液；溶液必须直接倒入滴定管，不经烧怀；

搅拌时玻棒不碰杯壁，不能从烧杯中取出；

操纵活塞时手的姿势正确，手心不能顶活塞

从滴定开场直到终点，注意控制不同阶段的滴定速度。通过预先练习，做到自如

控制滴加1滴、半滴，以准确掌握终点；

纯水的pH为6左右，终点前洗杯壁、玻棒不要太早，水不宜太多。要用尽

量少的水将杯壁洗净〔为什么〕；

标定测四份。每份滴定完毕后，滴定管中必须加液至零刻度附近，再进展下

一次的滴定〔为什么〕。