HCl-NH4Cl混合液中各组分含量的测定.doc

盐酸-氯化铵混合液中各组分含量的测定

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韶关学院

实验方案设计

题目：盐酸-氯化铵混合液中各组分含量的测定
课程名称：分析化学实验
姓名：涂青云
学号：11104011049
系别：化学与环境工程
专业：化学师范
班级：1班
实验时间：2013年5月27日

设计思想
一、方法选择依据
测定HCl–NH4Cl混合溶液中各组分的含量的方法有三种：
方法一：先用NaOH标准溶液滴定至酚酞指示剂显微粉色，测定HCl含量，再加KI指示剂,用AgNO3标准溶液滴定至出现淡黄色AgI沉淀，这是氯离子总量，差减法求出氯化铵的量。该法用酚酞作指示剂，而NH4+显弱酸性，最后滴定至终点时，有一部分NH4+与NaOH反应，造成的误差太大。
方法二：使用NaOH标准溶液滴定，用甲基红作指示剂﹙由于滴定终点位于弱酸区﹚出现橙黄色，测定HCl含量。再使用硝酸银进行反应，对沉淀进行称重，测出氯离子总量，差减法求出氯化铵的量。该法对生成的沉淀进行称重，先要分离出沉淀，此时会损失部分沉淀的量，造成的误差也太大。
方法三：使用NaOH标准溶液滴定，先用甲基红作指示剂，滴定至溶液变为橙黄色，测定HCl含量；再用酚酞作指示剂，滴定至溶液变为微粉红色，测定氯化铵的含量。该法操作简便易行且准确度较高，所以我选用方法三进行实验。
二、试样量及标准溶液浓度确定依据
NaOH+HCl==NaCl+H2O
4NH4++6HCHO==(CH2)6N4H++3H++6H2O
HCl的浓度为0.15—0.25mol/L，NH4Cl为10—15g/L（NH4Cl的摩尔质量为53.49g/mol）换算成浓度为0.19—0.28mol/L，由于NH4+：H+=4：3即相当于0.14—0.21mol/L的H+，因此加上HCl中的H+，则大约有0.29—0.46mol/L氢离子，移取的样液为25.00mL，再将200g/L的氢氧化钠溶液稀释10倍，因为要令消耗的标准溶液不能太小，也不能大于35mL。
三、问题讨论）
由于NH4+的酸性太弱（Ka=5.6×10-10），用NaOH标准溶液直接滴定，在滴定曲线上已无明显突跃，此时反应的完全程度很低，难以用指示剂来确定滴定终点，故不采用NaOH标准溶液直接滴定，采用甲醛法来进行测定。要注意的是：1.实验用NaOH做滴定剂，但是HCl和NH4Cl都会和NaOH反应，故要选择恰当的指示剂，同时在其中加入一种掩蔽剂，使他们两个可以进行分别滴定。2.甲醛不稳定，很容易被氧化，为了确保实验的成功，在此反应液加入的甲醛应预先用氢氧化钠中和可能存在的游离甲酸至酚酞微红。

盐酸-氯化铵混合液中各组分含量的测定

实验原理
HCl是一元强酸可用NaOH直接滴定，反应方程式为：NaOH+HCl=NaCl+H2O。而NH4Cl是一元弱酸其解离常数太小Ka=5.610-10，c=0.1mol.L-1。所以CKa<10-8无法用NaOH直接准确滴定，故可以用甲醛强化。反应方程式为：
4NH4++6HCHO=(CH2)6N4H++3H++6H2O
反应生成的(CH2)6N4H+和H+﹙Ka=7.110-6﹚可用NaOH标准溶液直接滴定。反应方程式为：(CH2)6N4H++3H++4OH-=(CH2)6N4+4H2O
反应到第一化学计量点时为NH4+弱酸溶液，其中Ka=5.610-10，c=0.050mol.L-1,由于CKa>10Kw,C/Ka>100,故，pH=5.28故可用甲基红（4.4～6.2）作指示剂。
反应到第二化学计量点时为(CH2)6N4弱碱溶液，其中Kb=1.410-9，c=0.0250mol.L-1,由于CKb>10Kw,C/Kb>100,故，pOH=5.23,
pH=8.77故采用酚酞（8.2～10.0）作指示剂。
滴定完毕后，各组分的含量为：

﹙注：因为NaOH溶液不稳定，易与空气中的CO2发生反应，故不能作基准物质，用标定法配制其标准溶液，先粗配成近似于所需浓度的溶液，再用另一种基准物质邻苯二甲酸氢钾滴定其浓度。﹚
二、试剂
1.NaOH（固体）
2.化学式（1＋1）
3.酚酞（1g/L）：0.1克指示剂溶于100毫升60%乙醇
4.甲基红（2g/L）0.2g指示剂溶于100mL乙醇溶液、
5.混合酸:HCl的浓度为0.15—0.25mol/L、NH4Cl为10—15g/L配制成1L溶液、
6.40%甲醛
三、实验步骤
1.标准溶液的配制及标定
(1)标准溶液的配制
移取氢氧化钠(200g/L)溶液25.00mL于250mL烧杯中，加入蒸馏水至刻度，摇匀。
(2)标准溶液的浓度标定
准确称取邻苯二甲酸氢钾2.0-2.5g于250mL锥形瓶中，加50-60m