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化学检验基础2012年1月WuZHaoHua化学检验基础(1)酸碱滴定.氧化还原滴定(2)影响指示剂变色范围的因素(3)滴定分析的基本操作(4)滴定管的准备和使用(5)滴定操作注意事项酸碱滴定概述一、定义以酸碱中和反应为基础的容量分析法称为酸碱中和法（亦称酸碱滴定法）。二、原理以酸（碱）滴定液，滴定被测物质，以指示剂或仪器指示终点，根据消耗滴定液的浓度和毫升数，可计算出被测药物的含量。反应式：H+＋OH-→←H2O三、酸碱指示剂（一）指示剂的变色原理常用的酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱，它们在溶液中能或多或少地电离成离子，而且在电离的同时，本身的结构也发生改变，并且呈现不同的颜色。氧化还原滴定法氧化还原滴定法是利用氧化还原反应进行滴定分析的方法。氧化还原反应的一般式可表示为OX(1)+Red(2)←→Red(1)+OX(2)根据使用氧化剂不同，可将氧化还原法分为高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘法、溴酸盐法等。例如：碘价I2+Na2S2O3=NaI+Na2SO4影响指示剂变色范围的因素1.温度：指示剂的变色范围和指示剂常数KHin有关，而KHin与温度有关，故温度改变，指示剂的变色范围也随之改变。如果必须在加热时进行，则对滴定液的标定也应在同样条件下进行。2.指示剂的用量：指示剂用量偏少时，终点变色敏锐，从指示剂变色的平衡关系可以看出：HIn→←In-＋H+，如果溶液中指示剂的浓度小，则在单位体积溶液中HIn为数不多，加入少量滴定液即可使之几乎完全变为In-，因此颜色变化灵敏；反之，指示剂浓度大时，发生同样的颜色变化所需滴定液的量也较多，致使终点时颜色变化不敏锐。此外，指示剂本身是弱酸或弱碱，也要消耗一定量的滴定液。因此，一般来说，指示剂用量少一些为佳，但也不宜太少，由于人的辩色能力的限制，也不容易观察到颜色的变化。滴定分析的基本操作滴定分析的基本操作滴定分析中常用容量瓶、移液管和滴定管等容量器皿来准确测量溶液的体积。析结果的计算与溶液的体积有关，因此，能否准确测量溶液体积，将是保证分析结果准确度的一个重要方面。为了满足滴定分析允许的误差要求，必须准确测量溶液的体积，而要准确量取溶液体积，一方面取决于容量器皿的容积刻度是否准确；另一方面还取决于能否正确使用容量器皿,对使用的容量器皿应该一年校正一次，以保证容积的准确性。一、滴定管的准备和使用1.滴定管的准备(1)滴定管的选择要根据实验的要求选择合适的滴定管。例如实验滴定的相对误差不大于0.4％，设耗用标准溶液的体积为20mL，则体积的测量误差必须小于20×0.4％=O.08mL。根据滴定管的规格，A级50mL的容量士0.05mL，加上读数误差0.02mL，小于实验允许的体积侧量误差，B级50容量允差为士0.1，本身已大于实验允许的容量误差。所以，应该选用A级滴定管。选好后的滴定管要进行密合性检定（即试漏）。(2)涂油涂油前要将活塞取出，用干净的滤纸擦干活塞及塞腔，用少量凡士林油在活塞两头，沿圆周涂一薄层，不过多，在紧靠活塞孔两旁不要涂凡士林，以防凡士林堵住活塞上的小孔此的出口。将涂好凡士林的活塞直插人塞套中（不要转着插），按紧后向一个方向转动，使活塞内的油脂均匀布满空隙。然后用橡皮圈套住，将活塞控制在套腔内，以防活塞滑出打碎。然后检查以下几点：(1)活塞孔、塞腔孔和出口管孔是否有凡士林堵住；（2）油膜涂得是否均匀，活塞转动是否灵活；(3)是否漏水。如果凡士林堵塞小孔，可用细铜丝轻轻将其捅出。如果还不能除尽，则用热洗液浸泡一定时间。然后按上述方法重新涂油。碱式滴定管不涂油，只要用洗净的胶管将滴头和滴定管主体部分连接好即可。(4)碱式滴定管试漏碱式滴定管要求橡皮管内的玻璃珠大小合适，能灵活控制液滴。碱式滴定管试漏时，只需装水至一定刻度直立约2min，仔细观察刻度线上的一面是否下降，及滴定管下端尖嘴上有无水滴滴下。如有漏水，应更换胶管中的玻璃珠再试。然后检查玻璃珠控制液滴是否灵活。不合要求时，可将下端的橡皮管取下更换橡皮管或玻璃珠。玻璃珠太小或不圆滑都可能漏水，太大捏挤不方便。滴定管密合性检定合格后，用铬酸洗涤液洗涤。装溶液和赶气泡（6）在滴定管装入滴定溶液之前，用该滴定溶液洗涤（置换）3次，每次5-1OmL，以除去管内残留的水分，确保滴定溶液浓度不变。操作时下口放出少量溶液以洗涤尖嘴部分，然后关闭活塞，倾斜滴定管并慢慢转动，使液与管内壁各处接触，最后将溶液从管口倒出，反复3次后即可装入滴定溶液待用。滴定管用滴定溶液置换后还要检查其下端有无气泡。如有气泡，应将其排出。酸式滴定管排气时打开活塞迅速放出液流，把气泡带走。如果这种方法不行，可用右手拿住滴定管，使滴定管出口倾斜约30。角，左手迅速打开活塞，使溶液冲出,赶走气泡。碱式滴定管的橡皮管内及出口处如果有气泡，可把橡皮管向上弯曲，再压手捏挤玻璃珠上方的橡皮管，使溶液从尖嘴喷出以使气泡完全排出,碱式滴定管的气泡一般藏在玻璃珠附近，必须对光检查胶管内气泡是排尽．最后调液面至0.OOmL处或记下初读数。滴定管的使用(1)活塞及玻璃珠的控制与滴定使用酸式滴定管时，左手拇指在首食指和中指在后，转动活塞使溶液流出，转动时手指微微弯曲，轻轻用力把活塞向内扣住，手心空握，以免活塞松动或可能顶出活塞，使溶液从活塞缝隙渗出。滴定前，要先记下滴定管液面的初读数，并用干净的小烧杯内壁碰一下滴定管尖端的液滴以准确滴管内药液的容量。滴定时，左手控制酸式滴定管的活塞或碱性滴定管玻璃珠上方的橡皮滴入滴定溶液，右手拿住锥形瓶的瓶颈。一边滴定一边摇动均匀沿同一方向作圆周旋转，不要前后幌动，也不要使瓶口碰滴定管的下端。滴定操作应注意滴定操作应注意以下几点：①滴定时左手不能离开旋塞让溶液自行流下，锥形瓶也不能离开滴定管尖端。②摇动锥形瓶时，应用腕力，使溶液向同一方向作圆周运动，而不能来回振荡，以免将溶液溅出，同时不准使瓶口接触滴定管尖端。③滴定时眼睛要注意观察液滴着落点周围溶液颜色的变化，而不要盯着滴定管读数。滴定速度要适当，刚开始滴定，滴定速度可稍快些，一般为3-4滴/S为宜，切不可成液柱流下，接近终点滴定速度要放慢，加一滴，摇几下，最后加半滴甚至四分之一滴溶液摇动几下，直至溶液出现明显的颜色变化，准确到达终点为止。加半滴（或四分之一滴）溶液的方法如下：微微转动旋塞，使溶液悬挂在出管尖端上，形成半滴（或四分之一滴），用锥形瓶内壁将其沾落，再用洗瓶以少量纯水将附于瓶壁上的溶液冲下，注意用纯水冲洗次数最多不超过三次，用水量不能太多，否则溶液太稀，导致终点时变色不敏锐。用碱式滴定管滴加半滴溶液时，应先松开拇指和食指，将悬挂的半滴溶液沾在锥形瓶内壁上，以免出口管尖端出现气泡。④在平行测定中，每次滴定都必须从“0.00”mL处开始（或都从“0”mL附近的某一固定刻度线开始），这样可以固定使用滴定管的某一段，以减少体积误差。(3)滴定管的读数滴定开始前，首先将装入滴定管中的溶液调至“0”刻度上约5mm左右，静置1～2min，再调至“0.00”刻度处，即为初读数，滴定结束后停留0.5-lmin（因滴定至近终点时放出溶液速度较慢），进行终读数。每次读数前要检查一下管壁是否挂液珠，下管口是否有气泡，管尖是否挂液珠。规范化的读数应遵循以下规则：①读数时应将滴定管从滴定台上取下，用右手大拇指和食指捏住滴定管上部无刻度处（终读数捏住无溶液处即可），其他手指从旁辅助，使滴定管保持自然垂直向下。②由于水溶液浸润玻璃，在附着力和内聚力的作用下，使管内的液面呈弯月形，无色或浅色溶液的弯液面比较清晰，读数时（操作者身体要站正）应读弯液面下缘实线的最低点，即视线应与弯液面下缘线的最低点处在同一水平面上。对于有色溶液（如高锰酸钾、碘等溶液），其弯液面是不够清晰的，读数时，可读液面两侧最高点，即视线应与液面两侧最高点成水平。注意初读数与终读数应采用同一标准。③对于蓝线衬背滴定管的读数，如是有色溶液读数方法与上述普通滴定管相同；如是无色溶液，视线应与溶液的两个弯液面与蓝线相交点保持在同一水平面上。⑤读数要求读到小数点后第二位，即估计到±0.OlmL。并将数据立即记录在原始记录本上。⑥操作溶液不宜长时间放在滴定管中，滴定结束后，应将管中溶液弃去（不得将其倒回原试剂瓶中，以免沾污整瓶溶液），并立即洗净倒置在滴定台上。如果滴定管长期不使用，酸式滴定管洗净后，将旋塞部分垫上纸，以免时间长久，塞子不易打开；碱式滴定管则应取下胶管，以免腐蚀。常用实验仪器碱式滴定管聚四氟滴定管常用实验仪器一、玻璃仪器简介：玻璃仪器主要成分是SiO2、Al2O3、B2O3、Na2O、K2O、CaO、ZnO等。玻璃仪器大量的被使用在化验室内，因其具有一系列优良的性质，如高的化学稳定性、热稳定性、绝缘性、良好的透明度，一定的机械强度，并可按需要制成各种不同形状的产品。虽然玻璃仪器有较好的化学稳定性，不受一般酸、碱、盐的浸蚀，但氢氟酸对玻璃有很强的腐蚀作用，故不能用玻璃仪器进行含有氢氟酸的实验。碱液，特别是浓的或热的碱液，对玻璃也有明显的腐蚀作用，因此，玻璃容器不能用于长时间存放碱液，更不能用磨口玻璃容器存放碱液。常用实验仪器1、分类：1）量具类：滴定管、移液管、吸量管、量筒、量杯、容量瓶、比重瓶等。量具又分量出式（从量器中移出容积等于刻度上相应读数）和量入式（注入量器中容积等于刻度上相应读数）两类。2）反应器：烧杯、三角瓶、称量皿、漏斗及成套玻璃仪器如凯式定氮器、脂肪抽提器、蒸发、萃取、过滤、真空干燥成套装置等。3）试剂瓶：广口、细口试剂瓶、下口瓶、滴瓶等。常用实验仪器2、玻璃仪器的洗涤经常使用的玻璃仪器是否干净，常常影响到分析结果的可靠性与准确性，所以，保证所使用的玻璃仪器干净是十分重要的。针对不同污染情况，可选择不同的洗涤方法。①用水刷洗--粘附着在仪器上的污物。根据刷洗仪器选择适当的毛刷，将尘土及不溶性物质刷落。②用合成洗涤剂或肥皂液洗--用毛刷蘸取洗涤剂少许，先反复刷洗，然后边刷边用水冲洗，直至倒干水后器壁无水珠时，再用蒸馏水或去离子水分多次洗涤，洗去所沾自来水即可使用。注：为提高效率，可将洗涤剂配成1%-5%的水溶液，加温浸泡仪器后再用毛刷刷洗。洗净的玻璃仪器倒置时，水流出后，器壁应不挂水珠，洁净透明。③用铬酸洗液洗--这种溶液具有很强的氧化性，对有机物的油污的去除能力特别强。在进行精确的定量实验时，往往遇到一些口小、管细的仪器很难用其他方法洗涤，就可用铬酸洗液来洗。要洗的仪器内加入少量铬酸洗液，倾斜并慢慢转动仪器，让仪器内壁全部为洗液湿润，转动几圈后，把铬酸洗液倒回原瓶内（当铬酸洗液出现绿色时，就失去了去污能力，不能继续使用），然后用蒸馏水洗净。若要洗的仪器太脏，应先用水进行初步清洗，铬酸洗液氧化性很强，操作时应小心，避免灼伤皮肤和损坏衣物，铬酸洗液有很强的吸水性，应把盛装洗液的容器盖紧，防止其吸水而降低去污能力。常用实验仪器④碘-碘化钾洗液--1g碘和2g碘化钾溶于水中，用水稀释至100ml。用于洗涤硝酸银黑褐色残留物。⑤碱性乙醇溶液--用6gNaOH溶于6ml水中，再加入50ml95%乙醇制成，储存于胶塞玻璃瓶中备用（久储易失效）。可用于洗涤油脂、焦油、树脂玷污的仪器。⑥有机溶剂--苯、乙醚、丙酮、二氯乙烷、氯仿、乙醇、丙酮等可洗去油污或溶于该溶剂的有机物质。使用时注意安全，注意溶剂的毒性于可燃性。⑦砂心玻璃滤器的洗涤--新的滤器使用前应以热盐酸或铬酸洗液边抽滤边清洗，再用蒸馏水洗净。使用后的，针对不同沉淀采用适当的洗涤剂洗涤。首先用洗涤剂、水反复抽洗或浸泡玻璃滤器，再用蒸馏水冲洗干净，在110℃烘干，保存在无尘的柜或有盖的容器中备用。璃仪器的干燥玻璃仪器应在每次实验完后洗净干燥备用。干燥要求：1.一般定量分析用的烧杯、锥型瓶等仪器洗净后即可使用。2.用于有机分析或合成的玻璃仪器常常是要求干燥的，有的要求无水，有的可容许少量水分，应根据不同要求干燥仪器。干燥方法：晾干--不急用、要求一般干燥