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工業(yè)碳酸鈉的質(zhì)量分析《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)純堿(碳酸鈉)是最重要的基礎(chǔ)化工原料之一,被稱為“化工之母”,其產(chǎn)量和消費(fèi)量通常被作為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。它可用于制造玻璃,如平板玻璃、瓶玻璃、光學(xué)玻璃和高級(jí)器皿;還可利用脂肪酸與純堿的反應(yīng)制肥皂;在硬水的軟化、石油和油類的精制、引入:工業(yè)碳酸鈉的用途《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
冶金工業(yè)中脫除硫和磷、選礦、以及銅、鉛、鎳、錫、鈾、鋁等金屬的制備、化學(xué)工業(yè)中制取鈉鹽、金屬碳酸鹽、漂白劑、填料、洗滌劑、催化劑及染料等均要用到它,在陶瓷工業(yè)中制取耐火材料和釉也要用到純堿?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
純堿是一種重要的大噸位的化工原料,每年有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的廠家在生產(chǎn)?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)由于市場(chǎng)對(duì)碳酸鈉的大量需求,使得一些廠家為了追逐高額利潤(rùn),生產(chǎn)的產(chǎn)品不合格,損害了消費(fèi)者的利益,如果你是化工產(chǎn)品檢驗(yàn)人員,你如何檢驗(yàn)市場(chǎng)上銷售的碳酸鈉的質(zhì)量?項(xiàng)目:現(xiàn)有某化工股份有限公司生產(chǎn)的優(yōu)等品、一等品以及合格品工業(yè)碳酸鈉,如何對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行分析?《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)1、確定分析項(xiàng)目(designanalyticalitem)2、
采樣(takesample)3、選擇分析方法4、單項(xiàng)項(xiàng)目測(cè)定(determine)5、數(shù)據(jù)處理(dataprocessing)6、評(píng)價(jià)(appraise)7、報(bào)告(report)解決方法(methodsofresolution)《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)工業(yè)碳酸鈉的技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品總堿量(以Na2CO3計(jì)),%≥99.198.898.0氯化物(以NaCl計(jì))含量,%≤0.70.9010.20硫酸鹽(以SO42-計(jì))含量/%≤0.03鐵(Fe)含量,%≤0.0040.006010水不溶物含量,%≤0.040.100.15燒失量,%≤0.81.00.3《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)1、能應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和技能并選擇標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定化工產(chǎn)品中主要組分的含量;2、能采用合適方法測(cè)定或確定化工產(chǎn)品中雜質(zhì)的含量或限值;3、能根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果判定工業(yè)碳酸鈉的等級(jí)。能力目標(biāo):工業(yè)碳酸鈉的質(zhì)量分析《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)任務(wù)一:工業(yè)碳酸鈉的總堿度的測(cè)定《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)能力目標(biāo):會(huì)測(cè)定工業(yè)Na2CO3的總堿度1、能洗滌常見玻璃器皿;2、會(huì)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液;3、會(huì)使用分析天平;4、會(huì)使用滴定管;5、會(huì)使用容量瓶;6、會(huì)使用移液管和吸量管。《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)工業(yè)碳酸鈉的總堿度,我們一般采用酸堿滴定法,那么,我們來(lái)介紹一下酸堿滴定法的相關(guān)內(nèi)容。《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液基準(zhǔn)物質(zhì)——能用于直接配制或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)?;鶞?zhǔn)物質(zhì)所必須具備的條件:純度高>99.9%性質(zhì)穩(wěn)定在空氣中不吸濕、不氧化、不分解組成確定與化學(xué)式相符,含結(jié)晶水?dāng)?shù)量也相符有較大的摩爾質(zhì)量保證稱量時(shí)有一定的重量能按反應(yīng)式定量完成所參與的反應(yīng),沒(méi)有副反應(yīng)《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)常見的基準(zhǔn)物質(zhì)有KHC8H4O4,H2C2O4.2H2O,Na2B4O7.10H2O,Na2CO3,K2CrO7,NaCl,CaCO3標(biāo)準(zhǔn)溶液——已知準(zhǔn)確濃度的溶液1.直接配制法準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì),溶解后稀釋至一定體積,從而求出準(zhǔn)確濃度。2.間接配制法粗略配制成近似濃度,再用基準(zhǔn)物質(zhì)或用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)確定其準(zhǔn)確濃度?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟及分析(一)0.1mol/LHCI溶液的配制與標(biāo)定(500ml)(1)用無(wú)水Na2CO3標(biāo)定用差減法準(zhǔn)確稱取0.15~0.20克無(wú)水碳酸鈉三份(稱樣時(shí),稱量瓶要帶蓋),分別放在250ml錐形瓶?jī)?nèi),加水30毫升溶解,加甲基橙指示劑1~2滴,然后用鹽酸溶液滴定至溶液由黃色變?yōu)槌壬?,即為終點(diǎn),由碳酸鈉的質(zhì)量及實(shí)際消耗的鹽酸體積,計(jì)算HCI溶液的濃度和測(cè)定結(jié)果的相對(duì)偏差?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)差減法《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
第一份試樣=W1
–W2(g)
第二份試樣=W2
–W3(g)
操作時(shí)應(yīng)注意:
⑴若倒入試樣量不夠時(shí),可重復(fù)上述操作;如倒入試樣大大超過(guò)所需要數(shù)量,則只能棄去重做。
⑵盛有試樣的稱量瓶除放在稱盤上或用紙帶拿在手中外,不得放在其他地方,以免沾污。
⑶套上或取出紙帶時(shí),不要碰著稱量瓶口,紙帶應(yīng)放在清潔的地方。
⑷粘在瓶口上的試樣盡量處理干凈,以免粘到瓶蓋上或丟失。
遞減稱量法用于稱取易吸水、易氧化或易與CO2反應(yīng)的物質(zhì)?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)4.0.1mol·L-1HCI溶液的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)記錄
項(xiàng)目次數(shù)123m(碳酸鈉)gVHCI(ml)CHCI(mol·L-1)(mol·L-1)相對(duì)偏差平均相對(duì)偏差《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)能力訓(xùn)練、酸式滴定管的使用《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)1、檢驗(yàn)酸式滴定管是否漏水凡士林的涂制方法《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)2、標(biāo)準(zhǔn)溶液的裝入用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液5-10ml潤(rùn)洗滴定管2-3次;溶液從滴定管下端流盡;標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)直接倒入滴定管中;迅速轉(zhuǎn)動(dòng)旋塞?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)3、滴定管的讀數(shù)《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)4、滴定操作《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)甲基橙作為指示劑的顏色變化《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)注意事項(xiàng)滴定時(shí),加入HCl溶液應(yīng)緩慢,同時(shí)搖動(dòng)錐形瓶,臨近終點(diǎn)時(shí)應(yīng)劇烈搖動(dòng),避免因CO2氣泡沖出而致?lián)p失。濺在錐形瓶壁上的溶液,應(yīng)用洗瓶水沖下去。《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)例:我們測(cè)得一組數(shù)據(jù)如下表示:0.1029為可疑值?ⅠⅡⅢⅣⅤ測(cè)得值0.10290.10230.10220.10210.1022《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)例:我們測(cè)得一組數(shù)據(jù)如下表示:1.40為可疑值?ⅠⅡⅢⅣ測(cè)得值1.251.271.311.40《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)數(shù)據(jù)處理——可疑數(shù)據(jù)的取舍
定量分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中往往會(huì)有一些偏差較大,稱為可疑值或離群值??梢芍等∩釋?shí)質(zhì)上是區(qū)分隨機(jī)誤差與過(guò)失誤差。可借統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)來(lái)判斷。常用有四倍法(也稱法)、格魯布斯法(Grubbs法)(T檢驗(yàn)法)和Q檢驗(yàn)法等,其中Q檢驗(yàn)法比較嚴(yán)格而且又比較方便。《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)4d法法法檢驗(yàn)的步驟(1)將可疑值除外,求其余數(shù)據(jù)的平均值和平均偏差。(2)求可疑值與平均值的差值。(3)將此值與比較。若,則可疑值舍去。適用于4-8個(gè)數(shù)據(jù)且要求不高的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)。當(dāng)4d法與其他檢驗(yàn)法矛盾時(shí),以其他法則為準(zhǔn)?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)解首先不計(jì)異常值1.40,求得其余數(shù)據(jù)的平均值和平均偏差為異常值與平均值的差的絕對(duì)值為
|1.40一1.28|=0.12>4(0.092)故1.40這一數(shù)據(jù)應(yīng)舍去。例測(cè)定某藥物中鈷的含量(μg/g),得結(jié)果如下:1.25,1.27,1.31,1.40。試問(wèn)1.40這個(gè)數(shù)據(jù)是否應(yīng)保留?《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)格魯布斯(Grubbs)法將測(cè)定數(shù)據(jù)按從小到大順序排列。X1,x2,……xn-1,xn計(jì)算該組數(shù)據(jù)的平均值(包括可疑值在內(nèi))及標(biāo)準(zhǔn)偏差。計(jì)算T值??梢芍党霈F(xiàn)在首項(xiàng)_x–x1
T計(jì)=————
s
可疑值出現(xiàn)在末項(xiàng)
_xn
–
xT計(jì)=————
S
查表:T計(jì)≥T表(棄去)T計(jì)<T表(保留)《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)將測(cè)定數(shù)據(jù)按從小到大順序排列。30.18、30.23、30.32、30.35、30.56計(jì)算平均值,標(biāo)準(zhǔn)偏差??梢芍翟谀┒?。P=99%ⅠⅡⅢⅣⅤ測(cè)得值30.1830.5630.2330.3530.32可疑值出現(xiàn)在末項(xiàng)
_xn
–xT計(jì)=————
S
比較T計(jì)
T表《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)Q檢驗(yàn)法——根據(jù)統(tǒng)計(jì)量Q進(jìn)行判斷步驟:1.將數(shù)據(jù)按從小到大順序排列為:x1,x2,…,xn-1,xn2.計(jì)算出統(tǒng)計(jì)量Q:式中分子為可疑值與相鄰值的差值,分母為整組數(shù)據(jù)的極差。Q計(jì)越大,說(shuō)明x1或xn離群越遠(yuǎn)?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)3.根據(jù)測(cè)定次數(shù)和要求的置信度由Q值表查得Q表(表值)4.再以計(jì)算值與表值相比較,若Q計(jì)
Q表,則該值需舍去,否則必須保留?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)例:1.對(duì)軸承合金中銻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行了十次測(cè)定,得到下列結(jié)果:15.48%,15.51%,15.52%,15.53%,15.52%,15.56%,15.53%,15.54%,15.68%,15.56%,試用Q檢驗(yàn)法判斷有無(wú)可疑值需棄去(置信度為90%)?P=0.9,n=10,查表得Q0.90=0.41《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)P=0.9,n=10,查表得Q0.90=0.41將數(shù)據(jù)按由小到大順序排列:15.48%,15.51%,15.52%,15.52%,15.53%,15.53%,15.54%,15.56%,15.56%,15.68%xn-xn-1=15.68%-15.56%=0.12%x2-x1=15.51%-15.48%=0.03%所以15.68%應(yīng)舍去,而15.48%應(yīng)保留?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)有效數(shù)字及其計(jì)算規(guī)則實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不僅表示數(shù)值大小,也反映測(cè)量精度。如體積測(cè)量的25.00mL和25.0mL,雖數(shù)值相同,但精密度相差10倍。前者是用移液管準(zhǔn)確移取或滴定管中放出,而后者則是由量筒量取。故必須按實(shí)際測(cè)量精度記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并且按照有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則進(jìn)行測(cè)量結(jié)果的計(jì)算,報(bào)出合理的測(cè)量結(jié)果。《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)有效數(shù)字有效數(shù)字——實(shí)際能測(cè)量到的數(shù)字,只保留一位可疑值。讀取同一滴定管刻度:甲—24.55mL,乙—24.54mL,丙—24.53mL。前3位數(shù)字都相同且很準(zhǔn)確,第4位是估計(jì)數(shù),不確定,因人而異。要求:分析天平稱取試樣質(zhì)量記錄為0.2100g表示:0.210確定,最后一位0不確定,可有±1的誤差。其絕對(duì)誤差
0.0001g,相對(duì)誤差為(
0.0001/0.2100)
100%=
0.05%?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)有效數(shù)字實(shí)例試樣重(克)0.5180(4位,分析天平稱出)0.52(2位,臺(tái)秤)溶液體積(毫升)25.34(4位,滴定管)25.3(3位,量筒)解離常數(shù)1.8×10—5(2位)整數(shù)部分1000(位數(shù)不清楚),為準(zhǔn)確可換成指數(shù)整倍數(shù)、分?jǐn)?shù)如化學(xué)計(jì)量數(shù),其有效位數(shù)為任意位,e、
等也同樣pH=5.12lg3.82(2位有效數(shù)字)《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)有效數(shù)字中“0”的作用
數(shù)據(jù)中的“0”
如果作為普通數(shù)字使用,它就是有效數(shù)字;作為定位用,則不是。如滴定管讀數(shù)22.00mL,為4位有效數(shù)字。改用升表示,為0.02200L,為4位有效數(shù)字??捎弥笖?shù)形式定位尾數(shù)為“0”的小數(shù),以防止有效數(shù)字的混淆。如25.0mg改寫成
g時(shí),應(yīng)寫成2.50
104
g,不能寫成25000
g。單位可以改變,但有效數(shù)字的位數(shù)不能任意增減?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則數(shù)字修約——確定有效位數(shù)后對(duì)多余位數(shù)的舍棄過(guò)程,其規(guī)則為修約規(guī)則。“四舍六入五留雙;五后非零就進(jìn)一;五后皆零視奇偶,五前為偶應(yīng)舍去,五前為奇應(yīng)進(jìn)一”。當(dāng)尾數(shù)≤4時(shí)舍棄;尾數(shù)≥6時(shí)則進(jìn)入;尾數(shù)=5時(shí),按5前面為偶數(shù)者舍棄;為奇數(shù)者進(jìn)位。3.7464
3.7463.5236
3.5247.21550
7.2166.53450
6.534尾數(shù)不止5時(shí)一律進(jìn)位6.53451
6.535《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)某有效數(shù)字的首位≥8,則可多計(jì)算一位。如8.58可視為4位有效數(shù)字。使用計(jì)算器作連續(xù)運(yùn)算時(shí),運(yùn)算過(guò)程中不必對(duì)每一步的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修約,但最后結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)必須按照以上規(guī)則正確地取舍?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)將下列數(shù)據(jù)修約到保留兩位有效數(shù)字:2.33425,2.47321,2.4506,2.2500,2.5500,2.0502.32.52.52.22.62.0《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)運(yùn)算規(guī)則加減法——有效位數(shù)以絕對(duì)誤差最大的數(shù)為準(zhǔn),即小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)字為依據(jù)。例如:50.1+1.45+0.5812=?每個(gè)數(shù)據(jù)最后一位都有
1的絕對(duì)誤差,在上述數(shù)據(jù)中,50.1的絕對(duì)誤差最大(
0.1),即小數(shù)點(diǎn)后第一位為不定值,為使計(jì)算結(jié)果只保留一位不定值,所以各數(shù)值及計(jì)算結(jié)果都取到小數(shù)點(diǎn)后第一位。
50.1+1.45+0.5812=50.1+1.4+0.6=52.1《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)乘除法——有效位數(shù)以相對(duì)誤差最大的數(shù)為準(zhǔn),即有效位數(shù)最少的數(shù)字為依據(jù)。2.1879
0.154
60.06=2.19
0.154
60.1=20.3各數(shù)的相對(duì)誤差分別為:
1/21879100%=
0.005%
1/154100%=
0.6%
1/6006100%=
0.02%上述數(shù)據(jù)中,有效位數(shù)最少的0.154,其相對(duì)誤差最大,因此,計(jì)算結(jié)果也只能取三位有效數(shù)字?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)練習(xí)1.甲乙兩人用光度法測(cè)定鋁合金中微量鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),其結(jié)果如下;甲:0.19%,0.19%,0.20%,0.21%,0.21%
乙:018%,0.20%,0.20%,0.20%,0.22%試比較兩人測(cè)得值的精密度,分別以平均偏差和標(biāo)準(zhǔn)偏差表示.2.用K2Cr2O7作基準(zhǔn)試劑,對(duì)Na2S2O3溶液的濃度進(jìn)行測(cè)定,共用了四次測(cè)定其濃度為:0.1042mol/L,0.1044mol/L,0.1045mol/L,0.1047mol/L。試問(wèn)上述各值中是否有該舍去的離群值(用Q檢驗(yàn)法進(jìn)行判斷,設(shè)置信度為90%)。(P=0.9,n=4,查表得Q0.90=0.76)《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)酸堿滴定法1.布朗斯特酸堿質(zhì)子理論酸:凡是能給出質(zhì)子(H+)的物質(zhì)是酸堿:凡是能接受質(zhì)子的物質(zhì)是堿2.共軛酸堿對(duì)酸質(zhì)子+堿HBH++B-酸堿可以是陽(yáng)離子,陰離子,也可以是中性分子。有酸才有堿,有堿必有酸,酸中有堿,堿可變酸。
酸堿
HClCl-+H+
HAcAc-+H+NH4+NH3+H+H3PO4H2PO4-+H+H2PO4-HPO42-+H+
《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)酸堿反應(yīng)實(shí)質(zhì):任何酸堿反應(yīng)都是兩個(gè)共軛酸堿對(duì)之間的質(zhì)子傳遞反應(yīng)。
HAcH++Ac-
酸1堿1H2O+H+H3O+
堿2酸2
總反應(yīng)為
HAc+H2OH3O++Ac-
酸1堿2酸2堿1NH3+H2OOH-
+NH4+
堿1酸2堿2酸1《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
在水分子之間存在著的質(zhì)子傳遞作用,稱為水的質(zhì)子自遞作用。這種作用的平衡常數(shù)稱為水的質(zhì)子自遞常數(shù)(或水的離子積):
Kw=c(H3O+)c(OH-)或:Kw=c(H+)c(OH-)在25℃:Kw=10-14
3.水的質(zhì)子自遞反應(yīng)
H2O+H2OH3O++OH-pKw=《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)4、弱酸弱堿解離平衡
酸堿的強(qiáng)弱取決于酸給出質(zhì)子或堿接受質(zhì)子的能力。用離解常數(shù)Ka和Kb可以定量地說(shuō)明酸堿的強(qiáng)弱程度。
HAc+H2OH3O++Ac-
HAc的共軛堿的解離常數(shù)Kb為:
Ac-+H2OHAc+OH-Kb=
Ka·Kb=c(H+)c(OH-)=Kw=10-14(25℃)
Ka=
《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
HAc+H2OH3O++Ac-
NH4++H2OH3O++NH3
HS-+H2OH3O++S2-比較下列弱酸弱堿的強(qiáng)弱越大,酸的強(qiáng)度越大,由>>可知酸的強(qiáng)弱順序?yàn)椋篐Ac>NH4+>HS-?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
Ac-+H2OOH-+HAc
NH3+H2OOH-+NH4+
稱為堿的解離常數(shù)。越大,堿的強(qiáng)度越大。一種酸的酸性越強(qiáng),其值越大,則其相應(yīng)的共軛堿的堿性越弱,其值越小。
《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)多元弱酸、弱堿在水溶液中是逐級(jí)解離的:H3PO4+H2OH3O++H2PO4-H2PO4-
+H2OH3O++HPO42-
HPO42-
+H2OH3O++PO43-三種酸的強(qiáng)度為:H3PO4
>H2PO4-
>HPO42-
《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)酸堿指同一反應(yīng),編碼順序不一樣
可見,在共軛酸堿對(duì)中,若酸的酸性越強(qiáng),則其共軛堿的堿性就越弱;若堿的堿性越強(qiáng),則其共軛酸的酸性就越弱。Ka1>Ka2>Ka3Kb1>Kb2>Kb3總結(jié)《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
酸堿平衡中有關(guān)濃度的計(jì)算
一、分析濃度和平衡濃度:分析濃度:溶液體系達(dá)平衡后,各組型體的平衡濃度之和。平衡濃度:溶液體系達(dá)平衡后,某一型體的濃度。二、水溶液中酸堿的分布系數(shù)
δ=[某種型體平衡濃度]分析濃度《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)可見:分布分?jǐn)?shù)決定于該酸堿物質(zhì)的性質(zhì)和溶液中H+的濃度,而與其總濃度無(wú)關(guān).
一元酸堿溶液的分布分?jǐn)?shù)如:HAc,設(shè)其總濃度為CHAc《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)討論:隨溶液的pH值增大而減小,隨溶液的pH值增大而增大當(dāng)時(shí),pH=pKa=4.74
當(dāng)pH<pKa,醋酸主要以HAc形式存在;
當(dāng)pH>pKa,醋酸主要以Ac-形式存在;《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)例:計(jì)算pH=5.0時(shí),HAc溶液(0.1000mol/L)中HAc和Ac-的分布系數(shù)及平衡濃度解:練習(xí)《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
pH=-lgc(H+)pOH=-lgc(OH-)在常溫下,水溶液中有:
c(H+)c(OH-)=1.0×10-14則有,溶液的pH值《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
酸性溶液中:c(H+)>c(OH-),pH<7<pOH
中性溶液中:c(H+)=c(OH-),pH=7=pOH
堿性溶液中:c(H+)<c(OH-),pH>7>pOH如果pH<0,則c(H+)>1mol.L-1,如果pH>14,則c(OH-)>1mol.L-1,此時(shí),用物質(zhì)的量濃度(mol.L-1)更方便?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)1.一元弱酸(堿)一元弱酸HA:
c(H+)=c(A-)+c(OH-)由平衡常數(shù)式可得:,代入得:
酸堿溶液pH的計(jì)算《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)當(dāng)時(shí),可忽略因此
《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)整理成:這是計(jì)算一元弱酸水溶液酸度的近似式。
《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)當(dāng),且時(shí),可認(rèn)為c(H+)與相比可忽略,可得最簡(jiǎn)式:
當(dāng),但時(shí),則水的解離不可忽略,《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)解:已知=0.10mol.L-1,=5.0×10-2,,但,用近似式求算,
pH=2.10
例:
計(jì)算0.1mol.L-1CHCl2COOH(二氯代乙酸)溶液的pH值?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)例4-6計(jì)算0.050mol.L-1NH4Cl溶液的pH值。解:NH4+是NH3的共軛酸。已知NH3
的=1.8×10-5,且可用最簡(jiǎn)式計(jì)算,得
pH=5.28《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)一元弱堿溶液近似式為:
最簡(jiǎn)式為:
《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)例4-8計(jì)算0.10mol.L-1NaAc溶液的pH值。=1.8×10-5《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)例4-8計(jì)算0.10mol.L-1NaAc溶液的pH值。解:Ac-是HAc的共軛堿。由HAc的=1.8×10-5可得
Ac-的。由于,且,故可采用最簡(jiǎn)式計(jì)算。
pOH=5.13pH=14.00–5.13=8.87《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)練習(xí):計(jì)算下列溶液的PH值1、0.0100mol/L的HCl溶液;2、2x10-7mol/L的HCl溶液;3、0.2000mol/L的HAC溶液;ka(HAC)=1.8x10-54、0.
20x10-5mol/L的HAC溶液;5、0.2000mol/L的NaOH溶液;6、0.2000mol/L的氨水kb(NH3)=1.8x10-57、20gNaAc固體與1.0mol/L的150mlHAC溶液混合,稀釋至1L;8、100ml1.0mol/L的HCl溶液與200ml1.5mol/L的氨水混合,稀釋至1L。《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)酸堿緩沖溶液是一種對(duì)溶液酸度起穩(wěn)定作用的溶液,它能抵抗少量酸堿或在一定范圍內(nèi)的稀釋。
緩沖溶液按其緩沖范圍一般分為兩大類:
1.
弱酸及其共軛堿(或弱堿及其共軛酸)——兩性物質(zhì)組成。如:HAc-NaAc、NH3-NH4Cl、鄰苯二甲酸氫鉀、酒石酸氫鉀等等。
一般緩沖范圍:2<pH<12
2.
強(qiáng)酸或強(qiáng)堿緩沖溶液——強(qiáng)酸或強(qiáng)堿組成。如:HCl、HNO3、NaOH、KOH等。
一般緩沖范圍:pH<2,pH>12酸堿緩沖溶液《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)緩沖溶液pH值的計(jì)算——最簡(jiǎn)式
《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
[例1]0.1mol/L的HAc---0.1mol/L的NaAc溶液的pH=?
[解]
cNaAc
0.1
pH=pKa+lg———=4.74+lg——
cHAc
0.1
=4.74=pKa《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)配制pH=4.00濃度為1.0mol.L-1的緩沖溶液1.0L,HAc和NaAc各需多少克?已知Ka=1.8x10-5,pka=4.74.《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
751/6/20261:02PM酸堿指示劑一、作用原理二、變色范圍及用量三、混合指示劑返回《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
酸堿指示劑自身是弱的有機(jī)酸或有機(jī)堿,其共軛酸堿對(duì)具有不同的結(jié)構(gòu),且顏色不同。當(dāng)溶液的pH值改變時(shí),共軛酸堿對(duì)相互發(fā)生轉(zhuǎn)變、從而引起溶液的顏色發(fā)生變化。酸堿指示劑:一、作用原理《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)1/6/20261:02PM如:甲基橙指示劑MerhylOrange(MO)—雙色pH≤
3.1,酸式色,紅色pH
:3.1~4.4,混合色,橙色pH≥4.4堿式色,黃色《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)如:酚酞指示劑Phenolthalein(PP)pH≤
8.0,酸式色,無(wú)色pH
:8.0~9.6,混合色,微紅色pH≥9.6,堿式色,紅色《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)作用原理堿色酸色作用于人眼的顏色由確定,而又由確定,因此可由顏色的變化判斷[H+]的變化,確定滴定的終點(diǎn)。變色范圍《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
801/6/20261:02PM
≥10,堿式色=1,pH=pKa
≤0.1,酸式色理論變色點(diǎn),酸堿式的混合色理論變色范圍pH=pKa±1返回《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)1/6/20261:02PM
注意:
指示劑的變色范圍不是根據(jù)pKHIn計(jì)算出來(lái)的,而是依靠眼睛觀察出來(lái)的;人眼對(duì)各種顏色的敏感程度不同實(shí)際與理論略有差別,一般不大于2個(gè)pH也不小于1個(gè)pH單位,多在1.6~1.8個(gè)pH單位?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)1/6/20261:02PM指示劑變色范圍酸式色堿式色pKHIn
MO3.1~4.4紅黃3.4MR4.4~6.2紅黃5.0PP8.0~9.6無(wú)紅9.1常用的酸堿指示劑:《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)1/6/20261:02PM指示劑用量(1)對(duì)于雙色指示劑:如甲基橙,從平衡看不影響,但用量太多,二者顏色不易辨;(2)對(duì)單色指示劑:用量多少對(duì)變色范圍有影響。如酚酞堿式色最低濃度為c0如果c增大了,因Ka,c0是定值[H+]會(huì)增大,即在較低pH值變色?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
841/6/20261:02PM混合指示劑①使用兩種指示劑,利用彼此顏色之間的互補(bǔ)作用,使變色更加敏銳。如溴甲酚綠和甲基紅;②由指示劑與惰性染料(如亞甲基藍(lán),靛藍(lán)二磺酸鈉)組成的,是利用顏色的互補(bǔ)作用來(lái)提高變色的敏銳度。
在酸堿滴定中,有時(shí)需將滴定終點(diǎn)限制在很窄的范圍內(nèi)(如弱酸、堿滴定),需要采用變色范圍窄,色調(diào)變化鮮明指示劑—混合指示劑。有兩種方法:例如:甲基橙和靛藍(lán)(染料)組成的混合指示劑,溴甲酚綠和甲基紅兩種指示劑所組成的混合指示劑返回《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
851/6/20261:02PM酸堿滴定曲線和指示劑的選擇學(xué)習(xí)酸堿滴定,主要從三個(gè)方面:判斷被測(cè)物質(zhì)能否被準(zhǔn)確測(cè)定、滴定過(guò)程中溶液pH值的變化、及如何選擇指示劑。返回《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)酸堿滴定曲線滴定過(guò)程中溶液的pH值隨滴定劑加入的變化情況即為滴定曲線。滴定曲線的作用:
到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí),消耗的滴定劑體積;
判斷滴定突躍的大?。淮_定滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)之差;選擇適當(dāng)?shù)闹甘緞!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的滴定以0.1000mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol/L的HCl溶液:(一)滴定過(guò)程1.滴定前《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)2.至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前假設(shè)滴入19.98mL的NaOH溶液(相對(duì)誤差為-0.1%)《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)3.化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)4.化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后假設(shè)滴入20.02mL的NaOH溶液(相對(duì)誤差為+0.1%)《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)0.1000mol.L-1NaOH滴定20.00mL同濃度的HCl滴入NaOH的體積/mL滴定分?jǐn)?shù)T溶液的pH0.0018.0019.8019.9820.0020.0220.2022.0040.000.0000.9000.9900.9991.0001.0011.0101.1002.0001.002.283.304.307.009.7010.7011.6812.52《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)(二)滴定曲線計(jì)量點(diǎn)前后±0.1%相對(duì)誤差范圍內(nèi)溶液pH值變化,稱為滴定的pH突躍范圍,指示劑的選擇以此突躍范圍作為依據(jù)?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)1.指示劑的變色范圍全部或大部分落在滴定的突躍范圍內(nèi)的指示劑可用于該滴定分析?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)不同濃度的強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸的滴定曲線0100200%
pH1210864210.79.78.77.05.34.33.3酚酞甲基紅甲基橙5.04.49.06.24.43.10.01mol·L-1
0.1mol·L-1
1mol·L-12.對(duì)于強(qiáng)酸強(qiáng)堿,滴定的突躍范圍,隨滴定劑和被滴定物質(zhì)的濃度的改變而改變,濃度越小,突躍范圍越小。濃度增大10倍,突躍增加2個(gè)pH單位?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿用0.1000mol.L-1HCl滴定20.00mL0.1000mol.L-1NaOH?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
951/6/20261:02PM0.10mol/LNaOH↓0.10mol/LHCl0.10mol/LHCl↓0.10mol/LNaOH滴定曲線《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
溶液中的H+主要來(lái)自于HAc的離解1.滴定前強(qiáng)堿(酸)滴定一元弱酸(堿)的滴定以0.1000mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol/L的HAc溶液:(一)滴定過(guò)程由于cKa≥20KW
、c/Ka≥500,與強(qiáng)酸相比,滴定起點(diǎn)的pH值抬高?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)2.至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前此時(shí),形成了HAc-Ac-緩沖體系又因?yàn)椋簞t《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)假設(shè)滴入19.98mL的NaOH溶液(相對(duì)誤差為-0.1%)3.化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)
滴入20.00mL的NaOH溶液,HAc完全反應(yīng)生成NaAc《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)由于cKb≥20KW
、c/Kb≥500,《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)4.化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后假設(shè)滴入20.02mL的NaOH溶液(相對(duì)誤差為+0.1%)滴加體積:0~19.98mL;
pH=7.74-2.87=4.87滴加體積:19.98~20.02mL;
pH=9.7-7.7=
2
滴定開始點(diǎn)pH抬高,滴定突躍范圍變小。
《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)0.1000mol.L-1NaOH滴定20.00mL同濃度的HAc滴入NaOH的體積/mL滴定分?jǐn)?shù)T溶液的pH0.0018.0019.8019.9820.0020.0220.2022.0040.000.0000.9000.9900.9991.0001.0011.0101.1002.0002.895.706.737.748.729.7010.7011.6812.52《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)強(qiáng)堿滴定弱酸滴定曲線0100200T%pH121086420HAcAc-Ac-+OH-突躍9.78.77.7HAcHCl1.滴定前,弱酸在溶液中部分電離,與強(qiáng)酸相比,曲線開始點(diǎn)提高;
2.滴定開始時(shí),溶液pH升高較快,這是由于中和生成的Ac-產(chǎn)生同離子效應(yīng),使HAc更難離解,[H+]降低較快;《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)同離子效應(yīng)定義:在弱電解質(zhì)溶液,當(dāng)加入一種與弱電解質(zhì)具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)時(shí),弱電解質(zhì)的電離度顯著降低的現(xiàn)象。NH3·H2OOH—+NH4+加NaOH固體,[OH—]
平衡逆移,α
加NH4Cl固體,[NH4+]
平衡逆移,αHAcH++Ac—加NaAc固體,[Ac—]
平衡逆移,α加HCl氣體,[H+]
平衡逆移,α《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)
在弱電解質(zhì)溶液中,加入與其含有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)時(shí),使弱電解質(zhì)的電離度降低的現(xiàn)象稱同離子效應(yīng)?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)(二)強(qiáng)堿滴定弱酸滴定曲線0100200T%pH121086420HAcAc-Ac-+OH-突躍9.78.77.7HAcHCl
3.
繼續(xù)滴加NaOH,溶液形成緩沖體系,曲線變化平緩;
4.接近化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí),溶液中剩余的HAc已很少,pH變化加快《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)(二)強(qiáng)堿滴定弱酸滴定曲線0100200T%pH121086420HAcAc-Ac-+OH-突躍6.24.43.19.78.77.74.35.04.0酚酞甲基紅甲基橙HAcHCl6.突躍處于弱堿性,只能選酚酞作指示劑。5.化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后產(chǎn)生pH突躍,與強(qiáng)酸相比,突躍變??;《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)強(qiáng)酸滴定一元弱堿NaOHNH3《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)一元弱酸(堿)準(zhǔn)確滴定的條件1.弱酸的濃度一定時(shí),Ka越大,滴定的突躍范圍越大.當(dāng)Ka≤10-9時(shí)已無(wú)明顯突躍.2.準(zhǔn)確滴定的條件:
cKa≥10-8
且C>10-3mol/l《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)多元酸堿的滴定要解決的問(wèn)題:
多元酸(堿)是分步離解的,每一步離解的產(chǎn)生的H+(或OH-)能否被準(zhǔn)確滴定?能否形成多個(gè)明顯的突躍?即,能否分步滴定?如何選擇指示劑?《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)多元酸的滴定(1)
由一元弱酸的討論可知,如果多元酸的c1Ka1≥10-8、c2Ka2≥10-8、c3Ka3≥10-8,其分步離解的H+均可被滴定。
(2)
在cnKan≥10-8的前提下,H+均可被準(zhǔn)確滴定,能否形成多個(gè)明顯的突躍呢?
若Ka1/Ka2≥104,則可以分步滴定1.滴定可行性判斷《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)多元酸分步滴定的條件:
(1)若cKa1>10-8,cKa2≥10-8且Ka1/Ka2≥105,則兩個(gè)H+能分別被直接滴定,可以分步滴定,形成兩個(gè)pH突躍。(2)若cKa1>10-8,cKa2≥10-8,Ka1/Ka2<105,則此二個(gè)H+均可被直接滴定;但不能分步滴定,形成一個(gè)大的pH突躍。(3)若cKa1≥10-8
,cKa2<10-8,且Ka1/Ka2≥105,則第一級(jí)H+能被直接滴定,第二級(jí)H+不能被直接滴定,形成一個(gè)pH突躍,按第一化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)的pH值選擇指示劑。三元酸以此類推。多元酸能夠分步滴定的條件為:Ka1/Ka2≥
105
《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)Cb?Kb1≥10-9且Kb1/Kb2≈104
第一級(jí)能被直接、分步滴定Cb
?Kb2≥10-9
第二級(jí)能被直接滴定HCl(0.1000mol/L)→
Na2CO3
(0.1000mol/L
,20.00mL)CO32-+H+HCO3-Kb1=10-3.75HCO3-+H+H2CO3Kb2=10-7.62滴定可行性的判斷
《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)pH值的計(jì)算和指示劑的選擇(1)第一級(jí)CO32-被完全滴定后,溶液組成NaHCO3兩性物質(zhì)酚酞
甲基橙
(2)當(dāng)?shù)诙?jí)HCO3-被完全滴定后,溶液組成CO2+H2O(H2CO3飽和溶液,0.04mol/L)《化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)判斷該碳酸鈉的質(zhì)量等級(jí)?!痘ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)大學(xué)總結(jié)工業(yè)碳酸鈉的用途工業(yè)碳酸鈉的總堿度的測(cè)定基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液實(shí)驗(yàn)步驟及分析數(shù)據(jù)處理——可疑數(shù)據(jù)的取舍酸堿滴定法酸堿指示劑酸堿酸堿滴定曲線緩沖溶液判斷該碳酸鈉的質(zhì)量等級(jí)。《化工產(chǎn)品檢驗(yàn)》工業(yè)碳酸鈉的質(zhì)量分析項(xiàng)目指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品總堿量(以Na2CO3計(jì)),%≥99.198.898.0氯化物(以NaCl計(jì))含量,%≤0.70.9011.20硫酸鹽(以SO42-計(jì))含量/%≤0.03鐵(Fe)含量,%≤0.0040.006010水不溶物含量,%≤0.040.100.15燒失量,%≤0.81.00.3工業(yè)碳酸鈉的技術(shù)指標(biāo)氯是工業(yè)碳酸鈉中的雜質(zhì),氯的含量多少影響工業(yè)碳酸鈉的質(zhì)量等級(jí)。思考:如何測(cè)定氯的含量呢?一般采用莫爾法。引入任務(wù)二工業(yè)碳酸鈉中氯含量測(cè)定能力目標(biāo)(1)能用沉淀滴定法測(cè)定氯化物含量;(2)能對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)知識(shí)目標(biāo)(1)掌握莫爾法測(cè)定氯化物的含量原理(2)掌握溶度積的概念、溶度積與溶解度的換算。(3)了解影響沉淀溶解平衡的因素氯含量的測(cè)定-----莫爾法實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆漳獱柗y(cè)定氯離子的方法原理;掌握鉻酸鉀指示劑的正確使用方法。判斷氯離子含量。實(shí)驗(yàn)原理用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定氯化物,K2CrO4為指示劑Ag++Cl-=AgCl↓(白色)
Ksp=1.8×10-10
終點(diǎn)時(shí):Ag++CrO42-
=Ag2CrO4↓(磚紅色)Ksp
=2.0×10-12問(wèn)題一:什么是Ksp,Ksp大小和滴定有什么關(guān)系呢?
將AgCl投入水中:部分Ag+,Cl-溶解在水中(溶解過(guò)程)水中的Ag+,Cl-不斷碰撞,結(jié)合析出AgCl晶體(沉淀過(guò)程)
溶度積常數(shù)電解質(zhì)按溶解度分:易溶電解質(zhì):溶解度>0.1/100g(H2O)
微溶電解質(zhì):溶解度在0.1~0.01/100g(H2O)
難溶電解質(zhì):溶解度<0.01/100g(H2O)兩者平衡時(shí),形成AgCl飽和溶液,建立沉淀溶解平衡
溶度積常數(shù),簡(jiǎn)稱溶度積,反應(yīng)難溶電解質(zhì)溶解能力的大小(1)Ksp的大小主要決定于難溶電解質(zhì)的本性,與溫度有關(guān),而與離子濃度改變無(wú)關(guān)。(2)在一定溫度下,Ksp的大小可以反映物質(zhì)的溶解能力和生成沉淀的難易。注意通式:例:溶度積規(guī)則1、離子積離子積:某難溶電解質(zhì)溶液中,其離子濃度系數(shù)方之乘積,以Qi表示。Qi與Ksp區(qū)別:意義不同(Ksp表示飽和溶液,平衡態(tài);Qi表示任意狀態(tài))—比較任一條件下離子積Qi與之間的大小,來(lái)判斷沉淀的生成和溶解以AgCl為例:(未平衡時(shí))(平衡時(shí))
過(guò)飽和溶液,沉淀析出溶度積規(guī)則不飽和溶液,沉淀繼續(xù)溶解平衡,溶液恰好飽和例:欲分析溶液中的Ba2+含量,SO42-做沉淀劑,問(wèn)下列兩種情況下Ba2+是否沉淀完全?(1)將0.1L0.02mol/L的BaCl2和0.1L0.02mol/LNa2SO4混合。Ksp(BaSO4)
=1.1x10-10
(2)將0.1L0.02mol/L的BaCl2和0.1L0.04mol/LNa2SO4混合。同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)同離子效應(yīng)1、同離子效應(yīng)概念:由于加入與難溶電解質(zhì)含有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)而使溶解度減小的現(xiàn)象。應(yīng)用:加入過(guò)量沉淀劑可使沉淀完全(10-5mol/L)定量分離沉淀時(shí),選擇合適的沉淀洗滌劑例:AgCl在KNO3中的溶解度C(KNO3)mol/L0.000.00100.00500.0100溶解度(10-5mol/L)1.2781.3251.3851.427鹽效應(yīng)概念:在難溶電解質(zhì)的溶液中加入易溶強(qiáng)電解質(zhì),而使溶解度增大的現(xiàn)象。原因:I↑,a↓例:PbSO4在Na2SO4中的溶解度C(Na2SO4)mol/L0.000.0100.00400.100.20溶解度(10-5mol/L)151.61.31.62.3概念:混合溶液中的離子,由于各種沉淀溶度積的差別而分別先后沉淀的現(xiàn)象。分步沉淀和沉淀轉(zhuǎn)化例:在含有0.01mol/LKI和0.01mol/LKCl的溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,試計(jì)算開始生成AgI和AgCl沉淀時(shí)所需的AgNO3濃度。Ksp(AgI)=1.5x10-16,Ksp(AgCl)=1.5x10-10.Cl–離子開始沉淀時(shí),I–離子是否已經(jīng)沉淀完全?沉淀滴定法沉淀滴定法是以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析方法。沉淀滴定反應(yīng)具備的條件1、沉淀的溶解度必須很小,且沉淀的吸附現(xiàn)象不防礙終點(diǎn)的確定。2、反應(yīng)迅速,按一定化學(xué)計(jì)量關(guān)系定量進(jìn)行。3、有合適的方法指示終點(diǎn)?!S玫某恋淼味ǚǎ恒y量法。
Ag++X-==AgX↓
測(cè)定:Cl-
,Br-
,I-
,
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