各类电位滴定法.docx
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各类电位滴定法
编辑：
自由小五
目录
1、EDTA标准溶液的配制和标定
2、电位滴定法测定I-和C1-的含量
3、水的硬度测定
4、重铬酸钾电位滴定硫酸亚铁溶液
5、电位滴定法测定氢氧化钠溶液浓度
EDTA标准溶液的配制和标定
1．实验目的
（1）掌握络合滴定的原理，了解络合滴定的特点；
（2）学习EDTA标准溶液的配制和标定方法；
（3）了解金属指示剂的特点，熟悉二甲酚橙、钙黄绿素指示剂的使用及终点颜色的变化。
2．实验原理
乙二胺四乙酸（简称EDTA），难溶于水，通常用EDTA二钠盐，并采用间接法配制标准溶液。
标定EDTA溶液的基准物有Zn、ZnO、CaCO3、Cu、MgSO4·7H2O等。
用于测定Pb2+、Bi3+含量的EDTA溶液可用ZnO或金属Zn作为基准物进行标定。
以二甲酚橙作指示剂，在pH=5~6的溶液中，二甲酚橙指示剂（XO）本身显黄色，而与Zn2+的络合物呈紫红色。
EDTA与Zn2+形成更稳定的络合物，当用EDTA溶液滴至近终点时。
EDTA会把与二甲酚橙络合的Zn2+置换出来而使二甲酚橙游离，因此溶液由紫红色变为黄色。
其变色原理可表达如下：
XO（黄色）+Zn2+__ZnXO（紫红色）
ZnXO（紫红色）+EDTA__ZnEDTA（无色）+XO（黄色）
EDTA溶液若用于测定石灰石或白云石中CaO、MgO的含量及测定水的硬度，最好选用CaCO3做基准物标定。
这样基准物和被测组分含有相同的组分，使得测定条件一致，可以减少误差。
首先将CaCO3用盐酸溶解后，制成Ca2+标准溶液，调节酸度至pH>12.5时，以钙黄绿素-百里酚酞作混合指示剂，用EDTA标准溶液滴至由绿色荧光色消失。
3．仪器和药品
仪器：
电子天平、酸式滴定管、移液管、锥形瓶、容量瓶、烧杯、试剂瓶。
药品：
（1）以ZnO为基准物时所用试剂：
ZnO（A.R）、乙二胺四乙酸二钠（A.R）、六次甲基四胺：
20%（m/v）、二甲酚橙指示剂（0.2%）、盐酸（1+1）。
（2）以CaCO3为基准物时所用试剂：
碳酸钙：
固体，一级试剂（G.R）；盐酸（1+1）；钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂（1g钙黄绿素和1g百里酚酞与50g固体硝酸钾（A..R）磨细，混匀后，贮于小广口瓶中）；氢氧化钾溶液：
20%（m/v）;乙二胺四乙酸二钠（A..R）;
4．实验步骤
（1）0．015mol/LEDTA标准溶液的配制
称取5.6g乙二胺四乙酸二钠（A.R）置于400ml烧杯中，加入约200mL水及2小片氢氧化钠（A..R）加热溶解（必要时过滤），冷却后，用水稀释至1L，摇匀；
（2）以ZnO为基准物标定EDTA溶液
Zn2+标准溶液的配制准确称取ZnO基准物0.35~0.5g于150mL烧杯中，用数滴水润湿后，盖上表面皿，从烧杯嘴中滴加10mL1+1盐酸，待完全溶解后冲洗表面皿和烧杯内壁，定量转移至250mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，计算其准确浓度。
EDTA标准溶液的标定用移液管移取Zn2+标准溶液25.00mL于250mL锥形瓶中，加水20mL,加两滴二甲酚橙指示剂，然后滴加六次甲基四胺溶液直至溶液呈现稳定的紫红色，再多加3mL，用EDTA溶液滴至溶液由紫红色刚变为亮黄色即达到终点。
（3）以CaCO3为基准物标定EDTA溶液
钙标准溶液的配制准确称取105~110℃干燥过的约0.6gCaCO3于150mL烧杯中，加水50mL，盖上表面皿，从烧杯嘴滴加5mL1+1盐酸，待CaCO3完全溶解后，加热近沸，冷却后淋洗表面皿,再定量转入250mL容量瓶中,稀释定容,摇匀。
②EDTA标准溶液的标定用移液管移取25.00mL钙标准溶液于400mL烧杯中,加水150mL,在搅拌下加入10mL20%KOH溶液和适量的钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂,此时溶液应呈现绿色荧光，摇匀后用EDTA标准溶液滴至溶液的绿色荧光消失突变为紫红色即为终点。
5．思考题
（1）EDTA标准溶液和锌标准溶液的配制方法有何不同?
（2）在配制EDTA溶液时，为什么要在溶液中加入两小片氢氧化钠?
（3）为什么不能将热溶液直接转移至溶量瓶中?
（4）用ZnO标定EDTA溶液时，为什么要加20%六次甲基四胺溶液?
记录项目
滴定序号
1
2
3
4
5
EDTA溶液的体积（ml）
终
终
终
终
终
初
初
初
初
初
EDTA浓度mol•L-1
相对平均偏差
EDTA平均浓度mol•L-1
电位滴定法测定I-和C1-的含量
一、实验目的
1、学习用自动电位滴定法测定I-和CI-含量的方法。
2、学会使用ZD-2型自动电位滴定仪。
二、实验原理
用AgNO3溶液可以一次取样连续滴定C1-、Br-和I-的含量。
滴定时，由于AgI的溶度积（Ksp,AgI=1.5×10-16）小于AgBr的溶度积（Ksp,AgBr=7.7×10-13），所以AgI首先沉淀。
随AgNO3溶液滴入，溶液中[I-]不断降低，而[Ag+]逐渐增大，当溶液中[Ag+]达到使[Ag+][Br-]≥Ksp,AgBr时，AgBr开始沉淀。
如果溶液中[Br-]不是很大，则AgI几乎沉淀完全时，AgBr才会开始沉淀。
同理，AgCl的溶度积Ksp;AgC1=1.56×10-10，当溶液中[Cl-]不是很大时，AgBr几乎沉淀完全后AgCl才开始沉淀。
这样就可以在一次取样中连续分别测定I-，Br-，Cl-的含量。
若I-、Br-、Cl-的浓度均为1mol·L-1，理论上各离子的测定误差小于0.5％。
然而在实际滴定中发现，当进行Br-与Cl-混合物滴定时，AgBr沉淀往往引起AgCl共沉淀，所以Br-的测定值偏高，而Cl-的测定值偏低，准确度差，只能达到1％~2％。
不过Cl-与I-或I-与Br-混合物滴定可以获得准确结果。
本实验用AgNO3滴定Cl-和I-的混合液，指示电极用银电极（也可用银离子选择性电极），其电极电位与[Ag+]的关系符合能斯特方程。
参比电极用217型双液接饱和甘汞电极，盐桥管内充饱和KNO3溶液。
三、仪器与试剂
1、仪器
DZ-2型自动电位滴定仪（或其他型号）；银电极；217型双液接饱和甘汞电极；滴定管、移液管。
2、试剂
①0.1000mol·L-1AgNO3标准滴定溶液。
②含Cl-、I-的未知液。
四、实验注意事项、特别提示
1、测量前正确处理好电极。
2、每测完一份试液，电极均要清洗。
银电极上粘附物用擦镜纸擦后再清洗。
五、思考题
1、为什么AgNO3滴定卤素需要用双盐桥饱和甘汞电极作参比电极?
如果用KCl盐桥的饱和甘汞电极对测定结果有何影响?
2、通过本实验你能体会到自动电位滴定法的哪些优点?
水的硬度测定
1.实验目的
（1）进一步掌握络合滴定法测定的原理和方法
（2）了解测定水的硬度的意义和硬度的表示方法
2.实验原理
硬水是指含有钙镁盐类的水。
硬度有暂时硬度和永久硬度之分。
暂时硬度是指水中含有钙、镁的酸式碳酸盐，遇热既成碳酸盐沉淀而失去其硬度。
反应如下：
Δ
Ca（HCO3）2CaCO3+H2O+CO2↑
△
Mg（HCO3）2MgCO3
+H2O+CO2↑
永久硬度—水中含有钙、镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐。
在加热时也不沉淀，但在锅炉运行温度下，溶解度低的可析出成为锅垢。
暂时硬度和永久硬度的和称为水的总硬度。
由镁离子形成的硬度称为“镁硬”，由钙离子形成的硬度称为“钙硬”。
水的硬度是饮用水、工业水指标之一，测定水硬的标准方法是络合滴定法。
钙硬测定原理与用碳酸钙标定EDTA浓度相同。
总硬则以铬黑T为指示剂，控制溶液的浓度为pH≈10，以EDTA标准溶液滴定之，由EDTA溶液的浓度和用量，可算出水的总硬，由总碱减去钙硬即为镁硬。
水的硬度有多种表示方法，随各国的习惯而有所不同。
我国国家标准（GB12145-89）规定水的硬度以“mmol•L-1”表示，它是以1/2CaO或（1/2CaCO3）为基本单元，1L水中氧化钙（或碳酸钙）的物质的量。
因此水的硬度应该按下式计算：
X=
（1）
式中X——水的总硬度；
C（1/2EDTA）——以1/2EDTA为基本单元的EDTA标准溶液的浓度；mol•L-1；
VEDTA——滴定消耗的EDTA溶液的体积，mL；
V水——所取水样的体积，mL。
钙硬为
Y=
（2）
式中M（1/2CaO）——以1/2CaO为基本单元的摩尔质量，g•mol-1；
VEDTA’——滴定钙硬时消耗的EDTA溶液体积，ml；
其余符号与式
（1）相同。
镁硬为
Z=
式中M（1/2MgO）是以1/2MgO为基本单元的摩尔质量（mg•L-1），其余符号与式
（1）式（2相同。
3．仪器与试剂
仪器：
移液管，锥形瓶，酸式滴定管
药品：
（1）EDTA标准溶液：
C（1/2EDTA）=0.02mol•L-1。
配制与标定参考前一个实验；
（2）氢氧化钾溶液：
20%（m/v）；
（3）氨-氯化铵缓冲溶液：
pH≈10；
（4）钙黄绿素——百里酚酞混合指示剂：
（见前EDTA的标定）；
（5）铬黑T指示剂：
1g指示剂溶于75ml三乙醇胺和25ml无水乙醇中。
4．实验步骤
（1）总硬的测定：
量取澄清的水样100ml，（用什么量器？
为什么？
）放入250ml或500ml锥形瓶中，加入5ml氨——氯化铵缓冲溶液，摇匀，再加入1-2滴铬黑T指示剂，再摇匀，此时溶液呈酒红色，以0.01mol•L-1标准溶液滴定至纯兰色，即为终点。
（2）钙硬的测定：
量取澄清水样100ml，放入250ml烧杯中，加4ml20%氢氧化钾溶液和适量钙黄绿素——百里酚酞指示剂，此时溶液应出现绿色荧光，立即用0.01mol•LEDTA溶液滴定到溶液的绿色荧光消失并突变为紫红色，即为终点。
（3）镁硬的测定：
由总硬减去钙硬即算做镁硬。
5．注释
①此取样量适于硬度按碳酸钙计算为10~250mg•L-1的水样。
若硬度大于250mg•L-1碳酸钙，则取样量相应减少；若水样不是澄清的，则必须过滤之。
过滤所用的仪器和滤纸必须是干燥的。
最初和最终的滤液宜弃取，非属必要，一般不用纯水稀释水样。
如果水中有铜、锌、锰等离子存在，则会影响测定结果。
铜离子存在时会使滴定终点不明显；锌离子参与反应，使结果偏高；锰离子存在时，加入指示剂后马上变成灰色，影响滴定。
遇此情况，可在水样中加入1ml2%硫化钠溶液，使铜离子成硫化铜沉淀，过滤之；锰的影响可借加盐酸羟胺溶液消除；若有Fe3+、Al3+离子存在，可用三乙醇胺掩蔽。
②硬度较大的水样，在加缓冲液后常析出碳酸钙、碱式碳酸镁微粒，使滴定终点不稳定。
遇此情况，可于水样中加适量稀盐酸溶液，摇匀后再调至近中性，然后加缓冲液，则终点稳定。
6．思考题
（1）如果对硬度测定中的数据要求保留两位有效数字，应如何量取100ml水样？
（2）用EDTA法测定水硬时，哪些离子的存在有干扰？
如何消除？
记录项目
滴定序号
1
2
3
4
5
EDTA溶液的体积ml
终
终
终
终
终
初
初
初
初
初
水的总硬度mol•L-1
相对平均偏差
记录项目
滴定序号
1
2
3
4
5
EDTA溶液的体积ml
终
终
终
终
终
初
初
初
初
初
钙的硬度mg•L-1
相对平均偏差
重铬酸钾电位滴定硫酸亚铁溶液
一、实验目的
1.学习电位滴定的基本原理和操作
2.熟悉酸度计的使用方法
二、实验原理
电位滴定法定义:
是根据滴定过程中指示电极电位的突跃来确定滴定终点的一种滴定分析方法。
与
直接电位法的区别：
定量参数不同；与化学滴定法的区别：
确定滴定终点方法不同。
重铬酸钾
法电位滴定硫酸亚铁铵溶液中亚铁离子含量
测定原理:
用K2Cr2O7滴定Fe2+,其反应式如下
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr2++6Fe3++7H2O
利用铂电极作指示电极,饱和甘汞电极作参比电极,与被测溶液组成工作电池。
在滴定过程中,随着滴定剂的加入,铂电极的电极电位发生变化。
在化学计量点附近铂电极的电极电位产生突跃,从而确定滴定终点。
实验装置如右图
三、仪器与试剂
酸度计移液管（10ml）磁力搅拌器铂电极
量筒（10ml）饱和甘汞电极酸式滴定管0.010mol/LK2Cr2O7标准溶液硫酸亚铁铵溶液二苯胺
四、实验内容和步骤
1.用移液管准确移取10ml硫酸亚铁铵溶液于150ml烧杯中，加入3mol/LH2SO4溶液8~10ml，加水至约50ml，将饱和甘汞电极和铂电极插入溶液中，放入转子，开动搅拌器，待电位稳定后，记录溶液的起始电位，然后用K2Cr2O7标准溶液滴定，每加入一定体积的溶液，记录溶液的电位。
数据记录入下表，绘出E-V曲线，确定终点V1，计算硫酸亚铁铵溶液的准确浓度。
2.用移液管准确移取10ml硫酸亚铁铵溶液于150ml烧杯中，加入3mol/LH2SO4溶液8~10ml，加水至约50ml，滴入2滴二苯胺，放入转子，开动搅拌器，然后用K2Cr2O7标准溶液滴定，根据指示剂颜色的变化无色——浅绿——紫色，确定滴定终点，
记下消耗的K2Cr2O7标准溶液的体积V2。
五、数据记录和结果分析
电位滴定数据记录表
V/ml
9.501
9.601
9.582
E/mV
686.0
692.0
704.1
c/
0.015864
0.016032
0.015999
取平均值c=0.015965
六、思考题
1.为什么氧化还原滴定可以用铂电极作指示电极？
答：
在氧化还原滴定中，Fe2+在阳极发生氧化反应，失去电子，电子通过电极和导线传递到阴极，Cr2O72-在正极得到电子被还原，发生还原反应，所以产生了电流。
在这个过程中铂电极并不参与任何化学反应。
铂的性质极其稳定，不易被氧化，所以用它作指示电极。
2.指示剂的变色与滴定突跃的电位变化是否一致？
答：
在化学滴定中二苯胺的条件电位为0.85V，而滴定反应的滴定突跃范围为0.93~1.34V，实验中用3mol/L的H2SO4溶液降低了Fe3+/Fe2+电对的电位指示剂可以在该范围内变色。
从化学滴定两次平行滴定的数据（4.89ml和4.90ml）可以看出指示剂的变色与滴定突跃的电位变化不是太一致的。
但由于操作较精准使得实验结果数据相差不大，几乎一致。
电位滴定法测定氢氧化钠溶液浓度
一、实验目的
1．学习酸碱电位滴定的原理与实验方法
2．学习组装电位滴定装置
3．学习滴定终点的确定方法
二、实验原理
本实验利用玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电极，与被测溶液组成工作电池。
在滴定过程中，由于滴定剂（盐酸）加入，待测溶液中氢离子的活度发生变化，因此玻璃电极的电位也发生变化，在化学计量点附近产生电位突跃，可用作图法（E~V曲线法）确定滴定终点。
三、仪器与试剂
1．精密酸度计2．电磁搅拌器3．滴定管4．移液管
5．HCl标准溶液6．NaOH试样
四、测定步骤
1．酸度计的校正
2．移取25.00mLNaOH试样于250mL烧杯中，稀释至100mL，放入搅拌子，将烧杯放在电磁搅拌器上，插入电极。
3．开启搅拌器，选择开关置于“pH”位置，记录溶液的起始电位，然后滴加HCl标准溶液，待电位稳定后读取电位值和滴定剂加入体积。
在滴定开始时，每加5mL标准滴定溶液记一次读数，然后依次减少体积加入量为1.0mL、0.5mL后记录。
在化学计量点附近（电位突跃前后1mL左右）每加0.1mL记一次，过化学计量点后再每加0.5mL或1mL记录一次，直至电位变化不再增大为止。
4．关闭仪器和搅拌器开关，清洗滴定管、电极和烧杯。
五、数据记录
滴定体积（mL）
0
10
15
20
22
23
23.5
24.0
电位值（mV）
滴定体积（mL）
24.1
24.2
24.3
24.4
24.5
24.6
24.7
24.8
电位值（mV）
滴定体积（mL）
24.9
25.0
25.1
25.2
25.3
25.4
25.5
25.6
电位值（mV）
滴定体积（mL）
25.7
25.8
25.9
26.0
26.5
27.0
28.0
29.0
电位值（mV）
六、思考题
1．电位滴定法的特点是什么？
2．电位滴定法确定终点有哪些方法？
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