浅谈标准滴定溶液的标定

(整期优先)网络出版时间:2012-11-25
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摘要:标准滴定溶液是化学定量分析所使用的一种试剂,它为检测结果准确度提供了基础和保证。它是用工作基准标定或直接配制的已知准确浓度的试剂溶液。在标定标准滴定溶液时,常常会出现一人四次标定或第二人复核时浓度不稳的现象,文章主要围绕这个问题进行讨论。

关键词:标准滴定溶液;工作基准;滴定;校正值

1 常用标准滴定溶液的标定方法

标准溶液的标定方法一般包括三种,用一定质量的工作基准试剂直接溶解标定,或者是将一定质量的工作基准试剂溶解、定容、用移液管量取后去标定,再或是用浓度和不确定度已知的标准滴定溶液标定。文章采用第二种标准溶液的标定方法,谈谈标定0.5mol/L氢氧化钠标准滴定溶液时称样量大小的对比试验(标定温度26℃)。

2 标定标准滴定溶液需要的仪器及试剂

2.1 仪器设备:马弗炉(或烘箱)、温度计、瓷坩埚(或称量瓶)、干燥器、精密度0.1mg(或0.01mg)的电子天平[1]、滴定管、容量瓶、烧杯、玻璃棒、移液管、洗耳球、250mL三角烧瓶(或碘量瓶)

2.2试验材料:邻苯二甲酸氢钾(基准试剂)、95%乙醇(分析纯)、酚酞(指示剂)、去二氧化碳水和待标0.5mol/L氢氧化钠溶液。

3 标定时的注意事项

3.1使用工作基准时注意事项

3.1.1工作基准的选择,在选用工作基准试剂时要选择正规、且能提供检测报告的厂家。另外应该选择具有如下性质的工作基准(纯度高、组成与化学式相符合、性质稳定、使用时易溶解、最好摩尔质量较大的)。

3.1.2基准试剂在使用前一定要按要求进行干燥处理。干燥处理后的基准按要求称量,在此,如果称样量小于要求,那么会使标定结果不具有代表性,另外最重要的是滴定终点很难控制,稍许的过量会造成最终的浓度偏低。如果称样量大于要求,一方面造成浪费,另一方面,滴定值增大,这样因选用方法带来的系统误差会增大。下面列举标定0.5mol/L氢氧化钠标准滴定溶液时称样量大小的对比试验(标定温度26℃)

3.1.3称量试剂前要检查天平是否水平,看看天平室温湿度,天平室温度要求各版本不一,但是只要室内有空调,温度一般都能符合要求。至于湿度,如果湿度过低,由于气候干燥,产生静电,称量结果容易不稳定;如果湿度过高,基准试剂将会吸收空气中的水分,这样会使标定结果比实际值偏高。

3.1.4 天平周围要无振动,若称量基准时周围存在振动,那么标定的结果会很不稳定。

3.1.5基准称量溶解后,不易放置时间太长,因为放置时间过长,溶液易与空气作用,发生化学变化,将影响标定结果的准确度。

3.2 滴定过程中注意事项

3.2.1在滴定过程中首先要选择经校正后的滴定管,并检查滴定管,确保滴定管不漏。

3.2.2用待标溶液清洗滴定管三次。

3.2.3在待标溶液装满滴定管之前,检查滴定管活塞处溶液中是否存在空气,如果有空气,一定要排出空气,再用待标溶液装满滴定零刻度上方约5mm处。

3.2.4等待30s~60s,然后在10s内对至零点。

3.2.5开始滴定,一般标准滴定溶液的滴定速度首先保持在6mL/min~8mL/min(标定EDTA和高锰酸钾溶液除外),将至终点时稍慢,最后减至半滴、使溶液成悬而未滴的状态再靠壁。在滴定过程中,滴定过快,滴定管壁上的溶液没有全部流下来,将影响滴定值偏高,而最终结果偏小,相反,滴定过慢,滴定最终结果也会不准确。滴定结果的终点一定要把握好,最后的半滴靠瓶壁如果控制不好,那么将影响最终读数0.01mL~0.03mL.

3.3计算时注意事项

3.3.1在运算过程中保留五位有效数字,浓度值报出时结果取四位有效数字。

3.3.2在计算过程中,在考虑滴定管校正值时,更需要把滴定时温度补正值带进去计算,试验表明带温度及滴定管校正值与不带温度及滴定管校正值的计算结果,两者差别很大,滴定过程的细心操作固然重要,但是计算结果温度及滴定管的校正值也不容忽视。

4 其它要求

4.1标定标准溶液,我们是需要一人四平行,两人八平行。而且同时满足每人四平行测定结果极差的相对值不得大于重复性临界极差的相对值0.15%,两人共八平行测定结果极差的相对值不得大于重复性临界极差的相对值0.18%.

4.2除另有规定以外,标准滴定溶液在常温(15℃~25℃)下保存时间一般不超过两个月。当溶液出现浑浊、沉淀、颜色变化等现象,应重新制备。

5 方法原理

标定0.5mol/L氢氧化钠标准滴定溶液,国家标准上选择邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)基准试剂与氢氧化钠反应。以酚酞溶液为指示剂,滴定至溶液呈粉红色30s内不退色为滴定终点。反应方程式如下:KHC8H4O4+NaOH→KNaC8H4O4+H2O

6 分析步骤

6.1两人各称取四个于105℃~110℃电烘箱中干燥至恒重的工作基准邻苯二甲酸氢钾3.6g(精确到0.0001g),加80mL去二氧化碳的水溶解,加2滴10g/L酚酞指示剂,用配制好的待标定的氢氧化钠溶液滴定至溶液呈粉红色,并保持30s不退色。同时做空白试验。

6.2氢氧化钠标准滴定溶液的浓度[c(NaOH)],数值以摩尔每升(mol/L)表示,按式(1)计算:

……(1)

式中:m——邻苯二甲酸氢钾的质量的准确数值,单位为克(g);V1——氢氧化钠的体积的数值,单位为毫升(mL);V2——空白试验氢氧化钠溶液的体积的数值,单位为毫升(mL);M——邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量的数值,单位为克每摩尔(g/mol)[M(KHC8H4O4=204.22].

7 数据处理

7.1数据记录如表1

7.2数据处理曲线如图1

8 数据分析

8.1从表1中,我们可以看出采用国标法称样量标定结果的平均值是0.5006,两人共八平行测定结果的相差与平均值之比是0.12%,而采用减少称样量标定结果的平均值是0.4999,两人共八平行测定结果的相差与平均值之比是0.21%,大于国标要求的最大值0.18%.

8.2从图1中,我们可以直观的地看出,采用减少样品称样量标定结果明显偏低,另外标定结果数据偏离平均值较大。

注:此试验现象并非氢氧化钠标准滴定溶液标定的特殊现象,而是普遍存在的。其他标准溶液在标定时采用减少称样量,标定结果与国标法相比,其值也偏低。

8.3影响标定结果的因素影响标定结果的因素主要有如下几点:首先操作者的工作经验及细心的工作耐力,其次使用的玻璃量器及天平的准确度,再次使用工作基准的质量及处理是否得当,另外选择的滴定方法,最后标定时的温度、称量基准的干湿度及其工作场所的环境等。

8.4试验表明,使用减少称量法所得结果偏低,且超出国标规定的相对值范围。因此,减少称量法不可用,应按照国家标准规定进行标定。

9 结论综上所知,标定标准滴定溶液,首先操作人员必须仔细操作,另外所使用的玻璃量器必需经过校正,所使用的工作基准的纯度必需符合要求,所使用的方法要符合标准要求,最后要考虑环境温度的影响。只要注意细节,细心操作,才可能标定出符合要求的标准滴定溶液。

参考文献:[1]刘珍。化验员读本[M].北京化学工业出版社:北京,1998:128. [2]郝玉林,刘冬霓,王素芳等。GB/T 601 化学试剂标准滴定溶液的制备[S].中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布。2002,10:1~2. [3]杜书利。谢军燕。中华人民共和国国家计量检定规程(JJG 196-2006)。中国计量出版社出版。2006,12:14.作者简介:刘德芹,女,1974年12月12日出生,安徽凤阳人,大专学历,应用化工专业,现就职于中粮生物化学(安徽)股份有限公司,主要从事产品生产过程质量控制工作,具有十六年的生产检验及过程控制经验。