目 录
《普通化学实验》实验课程简介
《普通化学实验》的教学对象是药学、中药学等专业的一年级学生，它是一门重要的必修课。本课程的任务是培养学生独立进行实验操作、观察、记录、分析归纳实验现象、撰写实验报告等多方面的能力，同时进一步巩固和强化学生对化学基础理论的理解，培养学生具有实事求是的工作作风、严谨科学的工作态度，良好的工作习惯以及分析和解决实际问题的能力，为学生今后从事医学科学研究打下坚实的基础。本课程注重化学素质教育，注重理论研究、实际工作能力和严谨科学作风的培养，提倡创新精神。
实验守则及要求
1.普通化学实验室要求
普通化学实验教学的目的是让同学在认识、掌握普通化学基本理论知识的基础上了解、熟悉相应的实验方法，训练其普通化学的基本操作技能，培养他们仔细观察实验现象的习惯，加深对理论知识的理解。普通化学实验教学可以让同学们学会分析实验数据和结果，总结结论的方法，通过反复的理论和实验学习，达到对基本化学知识的深刻理解。
为了提高普通化学实验的效果，要求同学实验前认真预习实验内容，了解实验的目的、原理；实验中严格操作规程，仔细观察实验现象，尊重事实，及时地、简明扼要地、字迹清楚地记录各种观察的结果及数据，养成良好的实验习惯；实验结束后认真处理数据，从理论高度总结实验中观察到的现象和得到的结果，及时完成实验报告。
2.普通化学实验室规则
为了保证实验的正常进行和培养良好的实验作风，学生必须遵守下列实验室规则。
（1）实验前应认真预习实验，明确实验目的与要求，了解实验的基本原理、方法和熟悉实验操作步骤，做好预习报告。
（2）实验的全过程应听从指导教师的指导，学生进实验室应穿实验服。
（3）实验前做好准备工作，应先熟悉所需试试剂的放置位置，并检查仪器是否完好无损，及时调换破损和故障的仪器。
（4）实验中应保持安静，并遵守秩序。实验进行时，严格按操作规程和实验步骤进行实验，操作要认真仔细，思想要集中，不得擅自离开实验室。合理安排实验的全过程，按时结束相关操作。
（5）注意安全，发生意外事故应及时采取应急措施，并立即报告指导老师。
（6）爱护仪器，注意节约水、电、煤气及消耗性药品。公用试剂、仪器用完后立即恢复待用状态，并归还原处。
（7）保持实验室的整洁。实验时做到桌面、地面、水槽、仪器四净，实验时产生的固体垃圾应投入废物缸中，不得丢入水槽。实验完毕应立即清洗仪器，整理桌面，关闭所用水、电、煤气。
（8）禁止将食物带进实验室，勿在实验室吃东西。
（9）轮流值日。值日生的职责为整理公用仪器，打扫实验室，清倒废物缸，并协助实验室管理人员检查和关好水、电、煤气和门窗。
实验一 常用容量分析仪器操作及分析天平称量的练习
实验二 凝固点降低法测定溶质的相对分子质量
实验三 氯化钠的精制
实验四 缓冲溶液的配制和性质、溶液pH测量
实验五 返滴定法测定阿司匹林的含量
实验六 氧化还原滴定法--高锰酸钾法
实验七 配位滴定法--水的硬度测定
实验八 分光光度法测定水样中铁的含量--邻二氮菲法
实验九 醋酸解离常数的测定与市售食醋中HAc含量的测定
实验一 常用容量分析仪器操作及分析天平称量的练习
一、实验目的
1. 掌握常用容量分析玻璃仪器和电子天平的规范操作，使用方法和注意事项。
2. 练习电子天平，容量瓶，移液管，吸量管，滴定管，锥形瓶使用，溶液配制及转移，容量仪器的洗涤与干燥，滴定分析操作。
二、实验原理
容量瓶：主要用于将样品溶液稀释到一定体积。它是一种细长颈、梨形的平底玻璃瓶，配有磨口塞。瓶颈上刻有标线，当瓶内液体在所指定温度下达到标线处时，其体积即为瓶上所注明的容积数。一种规格的容量瓶只能量取一个量。常用的容量瓶有100、250、500、1000毫升等多种规格。
移液管：是中间带有一膨大部分（称球部）的玻璃管，管径上部刻有标线，常用的移液管有5mL、10mL 、25mL和50mL。
吸量管：是具有分刻度的直形玻璃管，常用的吸量管有1mL、2mL、5mL和10mL等规格。
滴定管：滴定管是指在滴定操作中盛装滴定剂溶液的量器。滴定管是一种细长、内径大小均匀而具有刻度的玻璃管，管的下端有玻璃尖嘴，有25mL、50mL等不同的容积。
三、实验材料、仪器和试剂
仪器：电子天平（0.01g，4台），烧杯（100mL，250mL），锥形瓶（250mL×3），容量瓶（100mL），玻璃棒，吸管，洗耳球，移液管（20ml×2），吸量管（10ml），聚四氟乙烯酸碱两用滴定管（25mL），滴定台，药勺。
材料与试剂：NaCO3固体，0.1000mol/L HCl溶液，0.1000mol/L NaOH溶液，1.0000mol/L NaCl溶液，酚酞，甲基橙
四、实验方法及步骤
4.1天平操作练习
4.1.1电子天平操作练习
电子天平(0.01g)为单盘称量仪器，依据规格不同电子天平的精度不同，本实验所用的电子天平为粗称天平精度为0.01g。除为单盘称量外，其所称量物品的要求与台秤一致。
练习称量小烧杯及称取1.0g Na2CO3，固体。
（1）调零点:接通电源，打开开关，显示窗显示“88888”宇符，然后显示“0.0”，如果在空秤台情况下显示偏离零点，应按“去皮(TARE)”键使显示回到零点。
（2）称量小烧杯：将小烧杯放于称台上，待数字稳定后，记下小烧杯的质量m1。
（3）称1.0g Na2CO3试剂：将称量器或折好的称量纸盒置于称台上，待显示值稳定后按“去皮(TARE)”键，天平显示“0.0”。将试剂瓶盖取下倒置于桌面，左手拿着试剂瓶，并使瓶口横向对着称量纸盒或称量器皿中心上方约5-10cm处（防取试剂时洒落到桌面），小心用专用药勺取出食盐，轻轻抖入称量纸盒中，直至数字显示为1.0g，此时显示的数字为物品的净重，记录数据为m2。药勺中多余的试剂倒回原瓶中，药勺放回原处，盖好试剂瓶盖并旋紧。将试剂瓶放回原处。移取物品及器皿，天平显示重量为负值，仍按“去皮”键使显示回到“0”。
（4）包药：若用称量纸盛药，称好的药品要求按药房包药的方式包好，在称量纸外封写上试剂的名称，质量、称量的时间及称量者的姓名。
（5）关闭天平：按住“开关”模式键不动，直到显示器出现“OFF”，然后松开，即可关用天平。重复以上操作两次。
4.1.2分析天平的操作练习
（1）检查天平 使用前观察水平仪，若显示天平处于非水平状态，需调整水平调节脚，使水泡位于水平中心。
（2）调整零点 接通电源，预热30分钟后方可开启显示器。单击“ON”键，天平自检，显示屏很快出现“0.0000g”。如果出现不是“0.0000g”，则要按一下“TARE”键。
（3）直接称量法 准确称出小烧杯的质量和0.20-0.25g（精确至0.0001g）NaCl。
先称出容器的质量：将干净的小烧杯轻轻放在称量盘上，其质量即会自动显示，记录称量数据。去皮：轻按“-O/T-”或“TARE键（清零/去皮）”，显示数字消失，然后出现“0.0000”字样，容器质量即被扣除。小心缓慢的向小烧杯中加入氯化钠，直至符合称量的要求，停止加样，关上天平门。记录称量数据。
将上述操作重复一次，准确称其质量，记录数据。
（4）差减称量法 准确称出1.0-1.4g（精确至0.0001g）氯化钠。
用小纸条将盛有氯化钠的称量瓶从干燥器中取出，置于秤盘上，关好天平门。显示稳定后，按“-O/T-”或“TARE键扣除称量瓶的质量并显示“0.0000”。同样用小纸条取出称量瓶，倾斜称量瓶，用称量瓶盖小心敲击称量瓶，使一定量的样品抖落入烧杯中，再将称量瓶放回秤盘上称量。此时显示的读数是负值，去掉负号即为倾出样品的质量。若显示质量达到要求范围，即可记录称量数据。
按上述方法称量，可得多份样品。记录数据。
若用称量纸取试样，称好的试样要求按药房包药的方法包好，并写上试剂名称、质量、称量时间及称量者的姓名。
称量完毕的操作：称量完毕，取下被称物，轻按“OFF”键，让天平处于待命状态。再次称量时按一下“ON”键就可以使用。最后使用完毕，用毛刷清扫天平，关好天平门，拔下电源插座，盖上防尘罩。
4.2容量仪器的洗涤和干燥练习
4.2.1锥形瓶洗涤
取三只锥形瓶，用洗涤剂润湿和刷冼（若有油污，则用温热的洗涤剂）。然后分别用自来水充分冲洗和用蒸馏水充分润洗。检直洗净的仪器内壁，其应完全被纯水均匀润湿，不挂水珠，需要时可重复清洗几次。
4.2.2移液管洗涤
取一支20mL移液管吸人温热洗涤剂或清洗液至移液管三分之。体积处或吸至移液管肚的位置接着操作者双手平端移液管接近水平，并不断转动，直到洗液几乎布满全管内壁为止，然后将移液管倒过来，从其管口将洗涤液放回原瓶中，用自来水彻底冲洗，再用纯水润洗数次，检查管内水膜是否达到均匀分布，否则重洗。
4.2.3滴定管洗涤
取一支25mL酸式满定管，借助于长刷和别的刷子用洗涤剂洗刷。若有油堵塞酸式满定管管尖，可将管尖插人热水中以熔化油脂。碱式滴定管的洗涤需将连接管尖与刻度管的橡胶取出后，再清洗，洗涤方式与酸式滴定管同。若普通洗涤剂无法完全洗净玻璃器皿中的油污，可用更强铬酸洗液润洗，或将玻璃仪器，置于铬酸洗液中浸泡几个小时，然后用自来水充分冲洗，再用蒸需水多次润洗，如果有必要，可用重蒸流水润洗。
4.2.4容量仪器干燥
将洗净的仪器在室温下晾干，注意具有刻度的仪器绝不能放于炉中烘烤，因为膨胀和收缩均会改变刻度的精度。
4.3移液管
4.3.1移液管操作练习
用一支20mL的移液管，续习从250mL的烧杯中吸入自来水和调控凹液面与刻度相切，直至熟练为止。同时练习从250mL的烧杯中转移20.00mL水至250mL的锥形瓶中，重复操作3次以上。
按下列五个步骤仔细练习移液管的操作：读、淋、吸、拿、放。
（1）读：拿取移液管时，要明确其容量规格和类型，看其是否属于“吹”或“快”型。
（2）淋：移取溶液前，彻底洗净液管，用2-3mL蒸馏水润洗2-3次，完全流干内壁水分。如果移液管是湿的，则用待移取的溶液润洗移液管内壁2-3次，以确保所移取操作溶液浓度不变。
（3）吸与拿：用大拇指和中指拿住20mL移液管管颈，标线上端，将其下端适当插人试液面下部，用洗耳球吸人液体至标线以上2cm时，迅速用示指代者洗耳球按住上端管口。
（4）放：略微放松示指，轻轻转动移波管，使过量液体流出管尖，当试液弯月面下缘下降至与标线相切时即用示指压紧管口；若管尖挂液滴，需碰触接液器的外壁以清除。取出移液管放人接受试液的250mL锥形瓶中。在放液过程中，应使承接的器皿倾斜至45°角而移液管保持垂直，臂的尖端靠在锥形瓶内壁上，让管内试液平稳地流出，放完液体后需等待10秒以上才取出移液管。对残留在移液管尖端的试液，若管壁上刻有“吹”或“快”字者，使用时必须将管内及管尖的试液用洗耳球全部吹至承液器，否则不得将管尖试液吹出。因校准移液管时已考虑了管尖所保留的试液体积。
重复上述操作数次直至熟练。
4.3.2 吸量管操作
另一种移液管称为吸量管，可以方便地定量移取在规格肉的任意体积的溶液。如移取2.50mL、5.0mL等体积的溶液。吸量管使用时注意刻度的大小标示方向，及每一刻度标示的容量大小。
用一支10mL吸量管吸取10.00mL水，转移入接受溶液的250mL维形瓶中。用一些自来水作润洗、洗液及放液练习，要求轻轻转动吸量管使液体流出，每流出2.00mL水按住管口一次，直到所有的液体放完。
重复上述操作数次直至熟练。
4.4容量瓶
容量瓶是一细颈平底玻璃瓶，带有玻璃磨口塞或塑料塞，颈上有一标线，一般表示制定温度下（标记于瓶上）液体充满标线时的容积。
4.4.1检漏
取一只l00mL容量瓶，在使用前，检查是否漏水，即注人自来至标线附近，盖好并用左手压住瓶塞，右手指拿往瓶底，将车创立瓶倒立，观察瓶塞周围有无水渗出，如无水渗出，将瓶直立，转动瓶塞180°后，再侧过来检查一次.确定无漏水后，方可使用。
4.4.2转移溶液和定容
用玻棒对着容量瓶口，然后倾斜小烧杯，借助玻棒引流将水从小烧杯转入容量瓶中，当溶液转移大部分后，可将烧杯转至垂直状态，以便让所有液体全部价沿玻棒转入容量瓶中。若溶质为固体，需在小绕杯中用少溶剂溶解。若溶质难溶，可加热助溶，但必须待溶液完全冷却至室温才能转移入容量瓶中。烧杯和玻璃棒爱用少量蒸馏水或溶剂淋洗2-3次，并将淋洗液也转移入容量瓶中，加水或溶剂至容量瓶体积的一半。水平圆周旋转容量瓶以混匀溶液，放置片刻以使液体稳定，再加更多溶剂。当液面接近刻度时，改用滴管加入最后溶剂，至液体凹月面与刻度标线水平相切。盖紧瓶塞，用食指压住瓶塞，另一只手的手指托住容量瓶底部，再次将容量瓶反复倒置，使溶液充分混合均匀。
重复上述操作数次直至熟练。
4.5锥形瓶
锥形瓶主要应用于分析中盛装反应液进行滴定操作。
练习内容：用移液管正确移取20.00mL自来水于250mL锥形瓶中，用一手握持锥形瓶颈，向同一方向作圆周旋转摇 动练习，要求溶液在锥形瓶内旋转，不能让溶液飞溅造成损失。
重复上述操作数次直至熟练。
4.6滴定管
滴定管是滴定分析中盛装滴定液，主要进行滴定操作或用于较准确量取液休体积的仪器。其刻度是0mL以0.1mL分度递增至25mL或50mL，所以数据精度接近为0.01mL。
滴定管操作:
（1）洗涤：使用滴定管前先用自来水洗，再用少量蒸馏水淋洗2-3次，每次约5-6mL，洗净后，管的内壁上不应附着有液滴，如果有液滴需用肥皂水或洗液洗涤，再用自来水，蒸馏水洗涤，最后用少量滴定用的待装溶液洗涤二次，以免加入滴定管内的待装溶液被附于壁上的蒸馏水稀释而改变浓度。
（2）装液：将待装溶液加入滴定管中到刻度“0”以上，开启旋塞或挤压玻璃圆球，把滴定管下端的气泡逐出，然后把管内液面的位置调节到刻度“0”。如果是酸式滴定管，可使滴定管倾斜（但不要使溶液流出），启开旋塞，气泡就容易被流出的溶液逐出；如果是碱式滴定管，可把橡皮管稍弯向上，然后挤压玻璃圆球，气泡也可被逐出。
（3）读数：常用滴定管的容量为50mL，每一大格为1mL，每一小格为0.1mL，管中液面位置的读数可读到小数后两位，如34.43mL。读数时，滴定管应保持垂直，视线应与管内液体凹面的最低处保持水平，偏高偏低都会带来误差，可以在滴定液体凹面的后面衬一张白纸，以便于观察。注意：滴定前后均需记录读数。
（4）滴定：滴定开始前，先把悬挂在滴定管尖端的液滴除去，滴定时用左手控制阀门，右手持锥形瓶，并不断摇荡底部，使溶液均匀混和。将到滴定终点时，滴定速度要慢，最后要一滴一滴地滴入，防止过量，并且要用洗瓶挤少量水淋洗瓶壁，以免有残留的液滴未起反应。为了便于判断终点时指示剂颜色的变化，可把锥形瓶放在白色瓷板或白纸上观察。最后，必须待滴定管内液面完全稳定后，方可读数（在滴定刚完毕时，常有少量沾在滴定管壁上的溶液仍在继续下流）。
4.7滴定
将标准溶液从滴定管加到试样溶液中，直到参与滴定反应的物质恰好定量反应完全，并从滴定管中读取所消耗的溶液体积数，这一过程成为滴定。
4.7.1滴定操作
对于酸式滴定管，一般左手控制活塞，活塞柄指向右方，用拇指、食指、中指轻轻拿住活塞，滴定时，旋转活塞以调节流速，并对活塞施加一指向手心的内扣力，以防活塞松动或顶出活塞而漏液，余下的两个手指顶在管尖的侧面以吸收内扣力的反作用力。
对于碱式滴定管，用拇指和食指挤压紧贴玻璃珠稍上边的胶管，使管内形成一条缝隙，溶液即可自玻璃管的尖嘴中流出。若手放在玻璃球的下部，则松手后，空气会从玻璃管尖端进入而出现气泡。
滴定时，用左手缓慢滴加滴定剂入锥形瓶中，右手握持锥形瓶并旋转摇动，为避免误差，需将滴定管下端伸入锥形瓶口约1-2cm，滴定接近终点前，要用洗瓶吹洗内壁，以使黏附于锥形瓶上壁的反应液完全反应。
滴定过程中，要求用自来水练习以下操作，以学会控制流速：快速、慢速、一滴及半滴的操作。滴加一滴溶液的方法-极缓慢而小心地旋转活塞，使液体刚刚可以从细缝中流出可获得一滴一滴的流速。滴加半滴溶液的操作方法是使溶液悬挂在滴定管尖呈水珠状而未滴下，此时用锥形瓶的上侧内壁碰触滴定管尖以使该溶液流下即为半滴，接者用蒸馏水将其冲洗合并入瓶内反应液中。
重复上述滴定操作几次，直到能熟练控制滴定管液体的流量。
4.7.2酸碱滴定操作学习
（1）以酚酞为指示剂，用0.1000mol/L NaOH溶液作为滴定剂，滴定0.1000mol/L HCl溶液。记录相应的数据，算出实际消耗的碱量，即△V=V终－V初，计算HCl溶液和NaOH溶液的体积比。重复上述操作2次。计算NaOH溶液与HCI溶液的体积比的平均值，算出相对误差。
1）将碱式滴定管用蒸馏水润洗后用约5-6mL 0.1000mol/L NaOH溶液润洗滴定管2-3次，以除去滴定管水分，确保滴定剂的浓度不变。将滴定剂从试剂瓶直接注入滴定管并超过0.00mL刻度,检查管尖气泡并排除之,调节液面接近至0.00mol刻度。取下滴定管，两指轻拿使其自然垂悬，记下滴定管初读数，如“V初=0.01mL”
2）清洗三个250mL锥形瓶，并用蒸馏水润洗。取20mL移液管一支，先用少量蒸馏水润洗，然后分别准确移取20.00mL三份 0.1000mol/L HCl溶液，转移到三个250mL锥形瓶中，分别滴加2滴酚酞指示剂。
3）每份盐酸溶液用0.1000mol/L NaOH溶液滴定，由于第一份盐酸溶液滴定终点可用于近似确定另两份的终点，因此可稍快速地将0.1000mol/L NaOH溶液滴加入振摇着的锥形瓶中（用右手振摇，左手控制滴定管），直到粉红色在30秒内不褪去，如若在锥形瓶底下垫一张白纸作背景，可利于终点颜色的现察，记下滴定管的终读数。然后仔细滴加另两份酸溶液，首先滴加所需0.1000mol/L NaOH溶液量的9/10，滴定速度一般为10mL/min，即3-4滴/秒。滴加0.1000mol/L NaOH溶液过程中，要充分摇匀0.1000mol/L HCl溶液。临近滴定终点时，用洗瓶吹入少量蒸馏水洗涤锥形瓶上侧内壁，同时滴定剂应一滴或半滴地加人，每滴加一滴溶液需振摇一次，直至滴定终点到达。取下滴定管，使其自然垂悬，再次记下滴定管终读。如：“V初=20.10mL”，两次读数之差即为滴定剂利所用的体积。
（2）以甲基橙为指示剂，以同样方法用0.1000mol/L HCl溶液滴定0.1000mol/L NaOH溶液，记录相应教据，计算HCl溶液和NaOH溶液的体积比。
五、注意事项
1. 万分之一天平使用时，一切操作都要细心，要轻拿轻放，轻开轻关。称量过程中，要随时注意关闭好天平门，以免气流影响使读数不准。读数时，必须关闭天平门，且待数字稳定后才能读数。天平的载重不能超过其限度，称量物体的温度必须与室温相同。
2. 不能在天平上直接称取试样，应放在洁净的器皿中称量。有腐蚀性或吸湿性的物体都必须密闭容器内称取。
3. 容量瓶或滴定管检漏时，涂抹凡士林，用食指取少许，均匀涂抹在玻璃塞或活塞上，不能堵住滴定管。
4. 滴定时，注意控制流速：快速、慢速、一滴及半滴的操作。
六、思考题
1、滴定管和移液管在使用前首先需用蒸馏水润洗，其次用待移液约5mL润洗，为什么？
2、为减少滴定误差，为何每次滴定从接近零点刻度开始？
3、滴定时，为何以甲基橙为指示剂和以酚酞做指示剂所得的HCl和NaOH的体积比不同？
4、移液管和滴定管的使用均可用“读、淋、吸、拿、放”五个字来描述，他们之间有何区别？
一、实验目的
1．通过本实验加深对稀溶液依数性的理解；
2．掌握新型凝固点测定仪的原理和操作方法。
二、实验原理
物质的摩尔质量是一个重要的物理化学参数。用凝固点降低法测定物质的分子量是一种简单而又比较准确的方法。该实验依据的原理是稀溶液的依数性，即不挥发、不解离、不聚合并且不与溶剂形成固溶体溶质的双组分稀溶液的凝固点要低于纯溶剂的凝固点。凝固点降低是稀溶液依数性的一种表现。当确定了溶剂的种类和数量后，溶剂凝固点降低值仅取决于所含溶质分子的数目。对于理想溶液，根据相平衡条件，稀溶液的凝固点降低与溶液成分关系由范特霍夫（Van’t Hoff）凝固点降低公式给出
（1）
式中是溶液的凝固点下降值；为纯溶剂的凝固点；为摩尔凝固热；nA和nB分别为溶剂和溶质的物质的量。当溶液浓度很稀时，nA＜nB，则
（2）
式中是溶质的摩尔质量，为溶质的质量摩尔浓度；Kf 即为质量摩尔凝固点降低常数。
如果已知溶剂的凝固点降低常数 Kf，并测得此溶液的凝固点降低值 ，以及溶剂和溶质的质量WA和WB，则溶质的摩尔质量由下式求得：
（3）
本实验使用新型的NGD-01型凝固点测定仪测定物质的摩尔质量。
新型的凝固点测定仪原理如图1所示：
图1 新型凝固点测定装置示意图
该装置使用了由样品管、加热套管和空气套管组成的三层玻璃仪器。加热套管是将加热用电阻丝缠绕在玻璃管上构成，从加热线圈上引出的三根导线使加热线圈分成了上下两个独立的加热单元，分别称为加热线圈1和加热线圈2，加热线圈1主要用于平行测量时对样品进行加热（通过给线圈施加一个比较大的电流实现）和当体系达到固液两相平衡时补偿体系向外界散失的热量（通过给线圈施加一定电流实现，称为补偿电流），使体系更接近于可逆平衡，提高样品凝固点测量的准确性。加热线圈2主要用于防止样品在管壁及气液界面上结晶析出，通过PT100-1与数字控温仪设置一定的温度（称为阻凝温度）使管壁及样品上方空气的温度不低于设定值。
NGD-01型凝固点测定仪使用铂电阻温度计PT1000测定样品的温度。平行测量结果之间偏差仅为±0.001 ℃。采用磁力搅拌方式，搅拌电机使用步进电机，大大增强了搅拌的稳定性。低温水浴使用半导体制冷片制冷，控温精度达到±0.05 ℃。使用计算机控制仪器的工作，并记录实验数据，大大提高了该实验的准确度，并提高了仪器使用的简便性和安全性。
三、实验材料、仪器和试剂
试剂：环己烷（分析纯，国药集团化学试剂有限公司），萘（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）。
仪器：分析天平（北京赛多利斯仪器有限公司），NGD-01型凝固点测定仪（图2）
图2 NGD-01型凝固点测定仪
四、实验方法及步骤
打开凝固点测定仪，进入计算机控制界面（图3），启动实验。设置阻凝温度为7.5℃，将下端开关置于“自动”档。设置水浴温度控制精度为0.005，水浴温度为3.45℃进行纯溶剂凝固点的测量工作，当测量溶液凝固点时，水浴温度应相应调整为2.45℃（设溶液的凝固度点降低值为1℃）。设置完成后，将开关置于“自动”档。把样品管用丙酮洗净、吹干，装入用分析天平准确称量过的待测样品，纯溶剂（溶液）没过样品测量探头1cm即可，不允许超过样品管壁温度测量探头。设置搅拌速率为550转/分钟左右。
设置完毕后开始试验，观察样品的降温过程，当样品中出现结晶，温度开始回升时，打开补偿电流，在测量纯溶剂时，可设置补偿电流为40~90mA，在测量溶液时，补偿电流可设置为140~170mA，应视具体情况而定。电流设置过大会造成步冷曲线平台缓慢上升，设置过小会造成步冷曲线平台逐渐下降。当样品温度回升至最高点时，记录该温度值作为溶剂的凝固点。记录完毕，打开样品加热开关（加热线圈-1）使样品温度回升0.5-1℃后，关闭样品加热开关，样品开始降温，按上述方法进行测量。平行测量三次后在样品管中加入经压片并已准确称重的萘，用同样方法测定溶液的凝固点。实验结束后按“保存曲线”按钮以保存当前实验记录的数据。
图3 NGD-01型凝固点测定仪程序控制界面
将实验测得的纯溶剂和溶液的凝固点值填入下表，取平均值计算物质的摩尔质量并计算相对误差。
凝固点值（℃） |
1 |
2 |
3 |
平均值 |
纯溶剂 |
||||
溶液 |
五、注意事项
1. 环己烷是准确称量，不是用密度计算。
2. 注意观察样品状态，及时记录数据。
六、思考题
1、当溶质在溶液中有离解、缔合和生成配合的情况时，对其摩尔质量的测定值有何影响？
2、根据什么原则考虑溶质的用量？太多或太少对测量结果有何影响？
3、用凝固点降低法测定摩尔质量，选择溶剂时应考虑哪些因素？
实验三 氯化钠的精制
一、实验目的
1. 掌握溶解、过滤、蒸发、浓缩、结晶、干燥等基本操作。
2. 了解提纯食盐的原理、方法以及检验其纯度的方法。
3. 了解沉淀溶解平衡原理的应用。
二、实验原理
粗盐里含有 Ca2+、Mg2+、Fe3+、K+及 SO42-,可以通过生成难溶性的沉淀过滤除去；或者生成气体除去，或者通过结晶的方法，因溶解性大而留在溶液中除去。
首先，在粗盐溶液中加入过量的BaCl2，除去 SO42-，
Ba2+ + SO42- BaSO4
将溶液过滤，除去 BaSO4 沉淀，然后，在滤液中加入 NaOH 和 Na2CO3溶液，以除去 Ca2+、Mg2+、Fe3+和过量的 Ba2+，方程式如下，
Mg2+ + 2OH-Mg(OH)2
Mg2+ + 2OH -+ CO32- Mg(OH)2CO3
Ca2+ + CO32- CaCO3
Fe3+ + 2OH- Fe(OH)2
Ba2+ + CO32- BaCO3
生成难溶性的沉淀，因除去 SO42-用 BaCl2，而多余的 Ba2+，用 CO32-除去， 因而 BaCl2要先加才不至于引入新的杂质。
过滤除去沉淀，按下式用稀 HCl 调节溶液的 pH 至 2-3，除去溶液中过量的 NaOH 和 NaCO3。
H3O+ + OH- 2H2O
2H3O+ + CO32-3H2O + CO2
粗盐中的 K+和上述的沉淀都不起作用，但由于 KCl 的含量较少且 KCl 的溶解度大于 NaCl 的溶解度，因此在蒸发和结晶的过程中 KCl 则留在滤液中被除去，残留 HCl 在干燥过程中被蒸发出去。因而，蒸发不能蒸干。否则 KCl 就残留没有除去。
三、实验材料、仪器和试剂
仪器：台秤，普通漏斗，漏斗架，布氏漏斗，吸滤瓶，电热套，蒸发皿，量筒（2mL，50mL），试管(10 mL×6)，玻棒，烧杯(50mL，100mL)，药匙
材料与试剂：粗食盐，6mol/L HCl 溶液 6mol/L HAc 溶液，6mol/L NaOH 溶液，
1mol/L BaCl2溶液，Na2CO3饱和溶液，镁试剂，滤纸，广泛 pH 试纸，95%乙醇
四、实验方法及步骤
4.1 粗食盐的提纯
4.1.1 称量和溶解
在台秤上称取 5.0 g 粗食盐，置于 100 mL 烧杯中，加人 25.0 mL 水，搅拌并加热使其溶解，溶解后会有少量泥沙等不溶性杂质。
4.1.2 除去 SO42-
当溶液沸腾时，在搅拌下逐滴加入 1mol/L BaCl2(约 2mL)溶液（BaCl2溶液有毒, 勿人口内）至沉淀完全，继续加热 5 分钟，使 BaSO4的颗粒长大而易于沉淀和过滤。静置冷却后用减压过滤，收集滤液于另一烧杯中。
4.1.3 除去 Ca2+、Mg2+、Fe3+和过量的 Ba2+离子
在滤液中加人 1.0mL 6mol/L NaOH 和 2.0mL 饱和 Na2CO3溶液，加热微沸几分钟，静置冷却后取少量上层清液放在试管中，滴加几滴 Na2CO3溶液，检查有无沉淀生成。若无沉淀产生，静置片刻后，减压过滤，滤液收集于蒸发皿中。
4.1.4 除去剩余的 OH-和 CO32-离子
在滤液中逐滴加人 6mol/L HCl，加热搅拌，直至滤液 pH=2-3 为止。
4.1.5 蒸发干燥
将上述滤液用小火加热蒸发，浓缩至呈稀粥状即可，但切不可将溶液蒸干（否则KCl 残留了）。静置，待晶体完全析出后，减压过滤，尽量将结晶抽干，将含K+等杂质离子的滤液弃去。再用 95%乙醇淋洗产品 2-4 次（为何不用水？防止损失，氯化钠易溶于水，不易溶于醇；醇易干燥）。将结晶转移至干净蒸发皿中，小火加热干燥。冷却至室温，称重，计算产率。
4.2产品纯度的检验
取粗盐和精盐各 1.0g，分别置于 50mL烧杯中，用10.0mL蒸馏水溶解(若粗盐溶液浑浊则须过滤）。将粗盐和精盐分别各盛于 3 支小试管中（每支试管取澄清溶液 2.0mL），组成 3 对照组以检验它们的纯度。
4.2.1 SO42-的检验
在第一对照组溶液中分别加人 2 滴 6mol/L HCl 溶液，使溶液呈酸性，再加入 2-3 滴 1mol/L BaCl2，如有白色沉淀，即证明有 SO42-存在，记录结果，进行比较。
4.2.2 Ca2+的检验
在第二对照组溶液中分别加入 2 滴 6mol/L HAc，使溶液呈酸性，再加入 3-5 滴(NH4)2C2O4溶液，如有白色 CaC2O4沉淀，即证明有 Ca2+存在，记录结果，进行比较。
4.2.3 Mg2+的检验
在第三对照组溶液中分别加入 3-5 滴 6mol/L NaOH，使溶液呈碱性，再加入 1 滴“镁试剂”，如有天蓝色沉淀，即证明有 Mg2+存在，记录结果，进行比较。
五、注意事项
1. 沉淀除杂时，应保持足量的溶剂，以免氯化钠转化为结晶造成损失。
2. 注意抽滤时，滤纸一般事先用溶剂润湿，贴在漏斗上，再倾倒滤液，用玻璃棒相助，用溶剂水淋洗几次。
3. 加入沉淀剂后，煮沸、静置，然后再过滤。
4. 在蒸发干燥步骤中，切忌不可将溶剂全部蒸干。
六、思考题
1、本实验中，能否用其他酸来除去多余的 CO32-?
2、在检验 SO42-时，为什么要加入盐酸溶液？
实验四 缓冲溶液的配制和性质、溶液pH测量
一、实验目的
1. 学习缓冲溶液及常用等渗磷酸盐缓冲溶液的配制方法。
2. 加深对缓冲溶液性质及影响缓冲容量因素的理解。
3. 巩固吸量管的规范操作。
4. 学习使用pH试纸和酸度计测量溶液pH的方法。
二、实验原理
缓冲溶液通常是由足够浓度的弱酸（HB）及其共轭碱（B-）、弱碱及其共轭酸或多元酸的酸式盐及其次级盐组成的溶液，具有抵抗外加的少量强酸或强碱、或适当稀释而保持溶液pH基本不变的作用。
本实验通过对普通溶液与缓冲溶液分别加入酸、碱或适当稀释前后pH数值变化的对比，验证缓冲溶液与非缓冲溶液性质上的不同。
缓冲溶液的pH可用下式计算：
其中，K a 为共轭酸解离常数。称为缓冲比。
缓冲溶液缓冲能力的大小可用缓冲容量β表示。缓冲容量的大小与缓冲溶液总浓度、缓冲组分的比值有关。
从式中可看出，缓冲溶液的总浓度愈大则缓冲容量越大；在总浓度一定时，缓冲比趋向于1，缓冲容量越大，当缓冲比为1时，缓冲容量达到极大值。
三、仪器材料和与试剂
仪器：烧杯（50mL×6，500mL×1），试管（5mL×24），具塞试管（5mL×8），容量瓶（50mL×1），吸量（5mL×4，1mL×10）或可调量程移液枪（5mL×1，5mL枪头×12），40孔试管架一个，滴管1支，玻璃棒1根，洗瓶一个，pHS-2C型酸度计一台。
材料与试剂：0.50 mol/L HAc溶液，0.10mol/L HAc溶液,0.50mol/L NaAc溶液，0.10mol/L NaAc溶液，0.50mol/L NaOH溶液，0.50mol/L HCl溶液，0.15mol/L NaCl溶液，0.15mol/L KCl溶液，0.15mol/L KH2PO4溶液，0.10mol/L Na2HPO4溶液0.05mol/L KHC8H4O4标准缓冲溶液（25℃，pH=4.008），0.025mol/L KH2PO4- 0.025mol/L Na2HPO4标准缓冲溶液（25℃，pH=6.865）和0.01mol/L Na2B4O7.H2O标准缓冲溶液（25℃，pH=9.180），蒸馏水，广泛pH试纸，自带试样两份（体积不小于50mL）。
四、实验步骤
4.1 缓冲溶液的配制
4.1.1 PBS缓冲溶液的配制
按照表4-1中试剂的用量，用吸量管或移液枪分别移取相应的溶液到50mL容量瓶中，加人0.15mol/L NaCI溶液至刻度线，混合均匀，可得细胞培养用PBS缓冲溶液，备用。
4-1 细胞培养用PBS缓冲液的配制
试剂 |
0.15mol/L KCl |
0.15mol/L KH2PO4 |
0.10mol/L Na2HPO4 |
用量/mL |
0.86 |
0.56 |
4.9 |
0.15mol/L NaCl |
加至50mL |
||
4.1.2 HAc-NaAc缓冲溶液的配制
按照表4-2中试剂的用量，用吸量管分别移取相应的溶液到已编号的8个50mL烧杯中，分别配制普通溶液和缓冲溶液，用pH计分别测量这8种溶液的pH，记录数据于表4-2中，并计算相关基础数据，备用。
4-2 缓冲液配制
试管编号 |
普通溶液 |
高浓度缓冲溶液 |
低浓度缓冲溶液 |
|||||
NaAc |
HAc |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
|
0.50mol/LNaAc/mL 0.50mol/L HAc/mL 0.10mol/LNaAc/mL 0.10mol/LHAc/mL pH1 V总/mL c(NaAc)mol/LL c(HAc)mol/L |
40.0 |
- |
20 |
32.0 |
8.00 |
- |
- |
- |
- |
40.0 |
20 |
8.0 |
32.00 |
- |
- |
- |
|
- |
- |
- |
- |
- |
20 |
32.0 |
8.00 |
|
- |
- |
- |
- |
- |
20 |
8.0 |
32.00 |
|
c总=c(NaAc)+c(HAc) |
||||||||
缓冲比=c(NaAc)/c(HAc) |
||||||||
β=2.303×([B-]×[HB])/([B-]+[HB]) |
||||||||
4.2缓冲溶液的性质及缓冲容量的影响因素
4.2.1 普通溶液及缓冲溶液的抗酸能力测试及缓冲容量的影响因素
按照表4-3中试剂的用量，用吸量管分别移取相应的溶液到已编号的8支中10mL试管中，加入0.50mol/L HCl溶液1ml滴混合，再测pH，记录实验数据于表4-3中。
4-3普通溶液及缓冲溶液的抗酸能力测试及缓冲容量的影响因素
试剂 |
NaAc |
HAc |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
试剂用量/mL |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
0.50mol/LHCl/mL |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
pH2 |
||||||||
△pH=|pH2-pH1| |
||||||||
β =△n（HCl）/(v×|△pH|) |
4.2.2 普通溶液及缓冲溶液的抗碱能力测试及缓冲容量的影响因素
按照表4-4中试剂的用量，用吸量管分别移取相应的溶液到已编号的8支10mL试管中，加入0.50mol/L NaOH溶液溶液3滴混合，再测pH，记录实验数据于表4-4中。
4-4普通溶液及缓冲溶液的抗碱能力测试及缓冲容量的影响因素
试剂 |
NaAc |
HAc |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
试剂用量/mL |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
0.50mol/LNaOH/mL |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
pH2 |
||||||||
△pH=|pH2-pH1| |
||||||||
β =△n（HCl）/(v×|△pH|) |
4.2.3 普通溶液及缓冲溶液的抗稀释能力测试及缓冲容量的影响因素
按照表4-5中试剂的用量，用吸量管分别移取1.5mL的溶液到已编号的8支10mL试管中，加入6mL水稀释，再测pH，记录实验数据于表4-5中。
4-5普通溶液及缓冲溶液的抗稀释能力测试及缓冲容量的影响因素
试剂 |
NaAc |
HAc |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
试剂用量/mL |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
H20/mL |
6.00 |
6.00 |
6.00 |
6.00 |
6.00 |
6.00 |
6.00 |
6.00 |
V总/mL |
7.50 |
7.50 |
7.50 |
7.50 |
7.50 |
7.50 |
7.50 |
7.50 |
pH2 |
||||||||
△pH=|pH2-pH1| |
||||||||
β=2.303×([B-]×[HB])/([B-]+[HB]) |
4.3 PBS溶液及自带试样溶液pH的测量
4.3.1 pH计的校正
按“第二章基础化学实验常用仪器”中pH计的使用方法对pH计进行校正。
4.3.2 PBS溶液及自带试样溶液pH的测量
将表4-1中配制好的PBS溶液和同学们自己事先准备的待测溶液分别转移入50mL烧杯中，先用广泛pH试纸测量pH，再用pH计测量pH，记录实验数据。
用科研的缓冲溶液进行测量pH。
五、注意事项
1. 实验过程液体用量改变了，pH计伸不进10mL的试管中，因而试管中装的样品量是9mL。
2. pH使用前，需按照说明进行校正。
六、思考题
1、pH试纸与pH计测量溶液的pH的准确度如何?
2、为何每测量完一种溶液，复合电极需用蒸馏水洗净并吸干后才能测量另一种溶液?
3、如果只有HAc和NaOH，HCI和NH3 . H2O，KH2PO4和NaOH，能够进行上述实验吗？你怎样进行设计实验？
实验五、返滴定法测定阿司匹林的含量
一、实验目的
1. 学习返滴定法的原理与操作。
2. 熟悉利用酸碱滴定法测定药片中阿司匹林含量的方法。
二、 实验原理
阿司匹林曾经是广泛使用的解热镇痛药，它的的主要成分是乙酰水杨酸。乙酰水杨酸是有机弱酸(Ka=1×10-3，M=180.16)，微溶于水，易溶于乙醇，在强碱性溶液中水解为水杨酸和乙酸盐，反应式为
由于药片中一般都添加了一定量的赋形剂，如口硬脂酸镁、淀粉等不溶物,不宜直接滴定，可采用返滴定法进行测定。
将药片研磨成粉状后定量加入过量的NaOH标准溶液[n(NaOH)]，加热一段时间使乙酰基水解完全。以酚酞为指示剂，用HCl标准溶液[n(HCl)]返滴定过量的NaOH，至粉红色刚刚消失即为终点。在这一反应中，1mol乙酰水杨酸消耗 2mol NaOH。根据最初加入的碱量n(NaOH)和消耗HCl溶液的量n(HCl)，即可知道阿司匹林实际消耗碱的量，从而计算出样品中阿司匹林的物质的量
n(阿司匹林)=1/2 [n(NaOH)-n(HCl)]
三、 实验材料、仪器和试剂
仪器： 万分之一电子分析天平，碱式滴定管(50mL)，酸式滴定管(50mL),两性滴定管(50mL)，锥形瓶(250mL×3)，恒温水浴锅，量简笥(25mL)，洗瓶，表面皿，研钵。
材料与试剂： 阿司匹林药片，0.1mol/L NaOH标准溶液(精确至 0.0001mol/L)，0.1mol/L HCl标准溶液(精确至0.0001mol)，酚酞指示剂(2g/L乙醇溶液)，乙醇(95%)，沸石。
四、实验方法及步骤
4.1 试样的制备
用研钵将阿司匹林药片研成粉末。分别准确称取三份阿司匹林粉末0.27~0.33g(精确至0.0001g)于3个250mL锥形瓶中，分别加入20.00 mL乙醇和3滴酚酞指示剂，轻轻振荡锥形瓶溶解样品。
4.2 阿司匹林与过量NaOH标准溶液的反应
采用两性滴定管或碱式滴定管分别准确加入40.00mL NaOH标准溶液于三个盛有阿司匹林样品溶液的锥形瓶中，准确记录各锥形瓶中加入NaOH溶容液的体积V总(NaOH)。
向锥形瓶中各加入2~3粒沸石，水浴加热样品以促进阿司匹林水解反应。注意加盖并避免溶液沸腾，不时轻轻旋转锥形瓶。15min后停止加热，迅速用流动自来水淋洗锥形瓶外壁，将溶液冷却到室温。
4.3采用HCl标准溶液进行返滴定
用HCl标准溶液分别滴定锥形瓶中过量的NaOH溶液，至溶液的粉红颜色刚刚消失即为终点。准确记录所消耗的HCI标准溶液体积V(HCl)中。
五、注意事项
1. 中和操作要快。避免阿司匹林在碱中水解第一次中和应迅速。但不可剧烈摇荡。否则引起酯键水解，影响测定结果。近终点时，应轻轻震荡中和至溶液呈粉红色并持续15秒不退色为准。长时间震荡由于空气中二氧化碳的影响、红色又消失。
2. 掌握片剂的取样方法、并正确计算取样量范围。
3. 加碱。加热水解阿司匹林应不时振摇。保证水解完全、然后迅速放冷。尽量避免碱液在受热时吸收二氧化碳。
4. 实验温度应保持在98~100摄氏度。水浴温度不够或加热时间短均可因水解反应不完全而使含量偏低。
六、思考题
1. 试分析本实验的主要误差来源。
2. 实验中用于溶解阿司匹林的乙醇是一种弱酸，可以与NaOH反应而消耗一定量的NaOH请设计一个空白实验，以测定乙醇消耗NaOH的量。如何利用空白的结果消除实验误差?
3. 为何采用乙醇溶解试样?试述溶解后溶液呈混浊出状态的原因。
实验六 氧化还原滴定法—高锰酸钾法
一、 实验目的
1. 掌握高锰酸钾溶液的配制和标定方法
2. 学会高锰酸钾法测定草酸钠和过氧化氢含量的原理及方法
3. 巩固分析天平、滴定管、移液管的规范操作
二、实验原理
高锰酸钾是强氧化剂，是氧化还原滴定法中常用的标准溶液，在强酸性条件下可被还原为Mn2+，其半反应及电极电视如下
市售KMnO4试剂不稳定，易被还原性物质还原，而且常含有少量的MnO2和其它杂质，因此KMnO4不能直接配制成标准溶液，只能配成近似浓度的溶液，然后再用一级标准物质标定，为使KMnO4溶液浓度达到稳定，常将配好的KMnO4加热至微沸，保持微沸1h，放置2~3天，用砂芯漏斗过滤后，置于棕色瓶中保存。常用来标定KMnO4溶液的一级标准物质是Na2C2O4（Mr =134.0），在酸性条件下其反应为
H2O2是医药上常用的消毒剂，市售的双氧水含H2O2约3%或30%（g·ml-1），在酸性溶液中，KMnO4能使H2O2氧化成H2O和O2，而本身被还原成Mn2+，其反应式如下
当紫红色的KMnO4滴加到酸性的Na2C2O4或H2O2溶液中时，其紫红色将褪掉，直到反应完全，此时加入过量的一滴KMnO4将使溶液显淡红色，即为滴定终点。根据滴定消耗的KMnO4溶液体积和相应物质的量，可计算KMnO4溶液的准确浓度及样品中H2O2的含量。
三、实验材料、仪器和试剂
仪器： 万分之一分析天平，酸式滴定管（25mL）或聚四氟乙烯酸碱两用滴定管（25mL），容量瓶（100mL×2），锥形瓶（250mL×3），烧杯（200mL），移液管（20mL），吸量管（1mL），量筒（10mL），洗瓶，洗耳球，称量瓶，水浴锅，玻璃棒，滴管
材料与试剂： 分析纯Na2C2O4，分析纯KMnO4，6mol/L H2SO4，市售双氧水溶液（约3%或30%）
四、实验方法及步骤
4.1 KMnO4溶液的标定
（1）0.004 mol·L-1 KMnO4溶液的配制：用台秤称取KMnO4（Mr=158）约0.16g置于烧杯中，加蒸馏水溶解，稀释至250.0mL，盖上表面皿加热至沸并保持微沸1h，放置2~3天后，然后用砂芯漏斗过滤，滤液储存于棕色瓶中，在暗处密闭保存，以待标定。
（2）KMnO4标准溶液的标定：准确称取105℃干燥至恒重的Na2C2O4（Mr=134）一级标准物质0.13~0.14g（精确到0.0001g），置于小烧杯中，加20.0ml蒸馏水使之溶解，转移至100mL容量瓶中，润洗烧杯2~3次，一并转移入容量瓶中，加水定容，摇匀。
（3）用20mLl移液管准确移取20.00mL Na2C2O4溶液于250mLl锥形瓶中，加6mol·L-1 H2SO4 5.0mL，加热至70℃左右，用KMnO4标准溶液滴定至出现粉红色且保持30s内不褪色即达到滴定终点。
平行测定三次，根据消耗的KMnO4溶液体积和Na2C2O4的质量，按下式计算KMnO4标准溶液的准确浓度
4.2 市售双氧水中H2O2含量的测定
用1mL吸量管准确移取1.00mL市售H2O2溶液于100mL容量瓶中，加蒸馏水至刻度，摇匀。然后用移液管吸取20.00mL稀释后的双氧水待测定，置于250ml锥形瓶中，加入6mol·L-1 H2SO4 5.0mL，用已标定过的KMnO4标准溶液滴定，至溶液呈淡红色并在30s内不褪色，即达滴定终点。平行测定三次，按下式计算H2O2的含量。
五、注意事项
1、使用KMnO4标准溶液滴定还原性物质时，其酸性条件常用H2SO4溶液来控制，H2SO4的适宜酸度是0.5~1.0 mol·L-1，若酸度过高，会引起KMnO4的分解
2、在KMnO4与Na2C2O4的滴定反应中，预先加入约10mL的KMnO4溶液与Na2C2O4作用，稍加热，使之产生的产物Mn2+成为催化剂，以提高其滴定速率，温度应控制小于75℃，不能超过90℃，否则Na2C2O4分解。滴定开始时，反应较慢，KMnO4溶液必须逐滴加入，如果滴加过快，KMnO4在热溶液中未来得及与Na2C2O4作用自身部分分解而造成误差。而与H2O2的反应中，却不宜加热提高反应速度，因为H2O2加热易发生分解。
六、思考题
1、配制KMnO4溶液应注意些什么？
2、在标定高锰酸钾溶液时，为什么要将溶液加热小于75℃？能否加热到90℃以上？为什么？
3、用KMnO4溶液滴定H2O2时，溶液能否加热？为什么？
实验七 配位滴定法测定水的硬度
一、实验目的
1. 掌握使用铬黑T指示剂的条件和方法
2. 学习EDTA标准溶液的配制和标定方法
3. 学习应用配位滴定法测定样品中金属离子含量的方法
4. 了解配位滴定的基本过程
二、实验原理
水硬度的测定分为水的总硬度测定和钙、镁含量的测定两种。按照国际标准，水的总硬度是指水中Ca2+、Mg2+的总含量，用c总硬度/mmol·L-1表示。工农业生产用水、生活饮用水等对水的硬度都有一定的要求，当水的总硬度c总硬度>10 mmol·L-1 时，就不可饮用。
测定水的总硬度时在pH 10的NH3-NH4Cl缓冲溶液中，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液滴定至待测溶液由酒红色变为纯蓝色即为反应终点。
而分别测定水中钙和镁的含量时，首先将待测溶液pH调至12，使Mg2+被沉淀为Mg(OH)2，然后在加入钙指示剂，钙指示剂与少量Ca2+配位呈现酒红色，当用EDTA标准溶液进行滴定时，EDTA首先与游离的Ca2+配位，当溶液中游离的Ca2+耗尽时，EDTA将从指示剂与Ca2+配合物夺取Ca2+使指示剂游离出来，恢复其原来的蓝色，即溶液由酒红色变成纯蓝色即为反应重点，Mg2+的含量测定则由Ca2+、Mg2+总量与 Ca2+测定值之差求得。
为了减少系统误差，本实验中所用的EDTA标准溶液用MgCO3一级标准物质来标定。
三、实验材料、仪器和试剂
仪器：万分之一电子分析天平，台秤，酸式滴定管（25 mL）或聚四氟乙烯酸碱两用滴定管（25 mL）,锥形瓶（250 mL×3），移液管（20 mL，25 mL，100 mL），容量瓶（25 mL，250 mL，1000 mL），烧杯（150 mL，250 mL），聚乙烯塑料瓶（1000 mL），量筒（5 mL，10 mL×2，50 mL），玻璃棒。
材料与试剂：Na2H2Y2·2H2O（s, A.R.），3 mol·L-1 HCl溶液，MgCO3（s, A.R.），10%NaOH溶液，pH 10的NH3-NH4Cl缓冲溶液，2%Na2S溶液，0.5%铬黑T，20%三乙醇胺水溶液，钙指示剂[1-(2-羟基-4-磺基-1-萘基偶氮)-2-羟基-3-萘甲酸]，pH广泛试纸。
四、实验方法及步骤
4.1 0.01 mol·L-1·EDTA溶液的配制
在台秤上称取约3.8 g Na2H2Y2·2H2O（Mr=372.26）于250 mL烧杯中，加适量蒸馏水溶解后，稀释至1.0 L，储存于聚乙烯塑料瓶中，备用。
4.2 EDTA溶液的标定
准确称取一级标准物质MgCO3(M=84.32) (110℃干燥2h至恒重) 0.20~0.25g (精确至0.0001g)于150mL烧杯中,加5滴蒸馏水润湿，盖上表面皿，从烧杯嘴处慢慢滴加3mol·L-1HCI溶液3.0mL，至MgCO3完全溶解后加热微沸几分钟以除去 CO2，冷却后,用洗瓶以蒸馏水冲洗表面皿，冲洗液与烧杯内液合并，将烧杯内溶液转移至到250mL容量瓶中，用少量蒸馏水润洗烧杯2~3次，合并转移入容量瓶中加蒸馏水稀释至刻度，摇匀。
准确移取20.00mLMgCO3标准溶液于250mL锥形瓶中，加入10.0mL pH10的NH3-NH4C1缓冲溶液和2~3滴铬黑T溶液，用EDTA 标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色，颜色保持30s不褪即为终点。平行测定三次，记录数据，根据所消耗的 EDTA体积V(EDTA)按下式计算出EDTA标准溶液的浓度c(EDTA)。
4.3 水样总硬度的测定
（1）总硬度的测定用移液管准确移取水样100.00mL于250 mL锥形瓶中，加入1-2滴3mol·L-1HCI使溶液酸化，加热微沸几分钟以除去CO2，冷却后加入5.0 mL三乙醇胺和10.0mL pH10的NH3-NH4CI缓冲溶液及10滴 Na2S溶液，再加2-3滴铬黑T指示剂，用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色，颜色保持30s不褪即为终点。平行测定三次，数据记录于表7-2中。根据EDTA的用量V1(EDTA)，可按下式计算出水样的总硬度c(总硬度)。
（2）水样中Ca2+含量及Mg2+含量测定用移管准确移取100.00mL 水样于250mL锥形中，加入6滴3mol·L-1HCl使溶液酸化，加热微沸几分钟以除去CO2，冷却后加入 5.0 mL三乙醇胺溶液和10.0mL10%的NaOH溶液以及用药匙加入适量的钙指示剂(与干燥的NaCl混合的紫黑色固体，一般取绿豆大小体积量)，用EDTA标准溶液慢慢滴定，并用力摇动，至溶液由酒红色变为纯蓝色，颜色保持30s不褪即为终点。平行测定三次，记录数据。根据EDTA的用量V 2(EDTA),可按下式分别计算出Ca2+和Mg2+ 的浓度。
五、注意事项
1. 铬黑T与Mg显色灵敏度高，与Ca显色灵敏度低，当水样中 Ca含量高而Mg很低时，得到不敏锐的终点，可采取KB混合示剂。
2. 水样中含铁量超出10mg·mL-1时用三乙醇胺掩蔽有困难，需用蒸馏水将水样稀释到Fe不超出10mg·mL-1即可。
六、思考题
1、测定水样总硬度时,为什么要加pH10的 NH3-NH4C1缓冲溶液?
2、本实验测定钙、镁含量时，试样中存在少量Fe3+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Pb2+等杂质离子，对测定有干扰吗?用什么方法可消除的Fe3+、Al3+、Cu2+、 Zn²+、Pb²+ 干扰?
3、试述配位滴定法测定石灰石中Ca2+、Mg2+ 含量的原理。
实验八、分光光度法测定水中铁的含量——邻二氮菲法
一、实验目的
1. 熟悉可见分光光度法测定水样中铁含量的原理和方法。
2. 掌握722型可见分光光度计的使用方法。
二、实验原理
分光光度法是一种现代仪器分析方法，它的理论基础是物质的吸收光谱和光的吸收定律。根据所用光源波长不同，分光光度法可分为：可见分光光度法(380-760nm)；紫外分光光度法(200～380nm)；Lambert-Beer定律是吸收光谱法的基本定律,它描述物质对单色光吸收的强度与吸光物质的浓度和厚度的关系。恨据Lambert-Beer定律,当吸光物质的种类、溶剂、溶液温度一定时，具有一定波长的单色光通过一定厚度(b)的有色物质溶液时，有色物质对光的吸收程度(用吸光度A表示)与有色物质的浓度c呈线性关系。
式中，c为物质的量浓度，ε为摩尔吸光系数，单位为L/mol/cm3，它是各种有色物质在一定波长下的特征常数。若溶液组成量度以质量浓度（g/L）表示，则，a称为质量吸光系数，单位为L/g/cm3。
在分光光度法中，当吸光物质、入射光波长、温度和溶剂一定时，、a为常数，此时溶液的吸光度（A）与有色物质的浓度（c）及吸收池厚度（b）成正比。Lambert-Beer定律成为可见分光光度法定量分析的基础，可用于测定吸光物质的含量。
Lamber-Beer定律只适合于单色光，通常要选泽合适的波长。对某一溶液在不同波长下测定其收光度，以吸光度对波长作图，得到吸收光谱，从吸收光谱中找出最大吸收波长作为测定波长。
分光光度法仅适合于微量组分的分析，通常以A处于0.2~0.7为最佳，可使Lamber-Beer定律处于线性范围。
分光光度法常用的定量分析方法有标准比较法和标准由线法。
标准比较法是指在相同实险条件下配制出标准溶液和试样溶液，分别测出标准溶液和未知物的吸光度。
为提高测量的准确度，往往同时测定数个标准溶液的吸光度，并以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线(或称工作曲线)。在同样条件下，测定被测溶液的吸光度，从标准曲线查出该吸光度所对应的溶液浓度，这种方法称为标准曲线法，读曲线可用直线方族y=ax+b，r2表示，该方程亦称回归方程。
邻二氮菲(邻菲罗啉)是目前可见分光光度法测定铁含量的较好试剂。加入试剂的作用分别是：盐酸羟胺是还原剂、邻二氮菲是显色剂、NaAc溶液是缓冲溶渡用来控制溶液的pH。在PH为3~9的溶液中，邻二氮菲与Fe2+生成稳定的橘红色配合物[Fe(phen)3]2+ (lgKs=21.3)，508=1.1 ×104 L/mol/cm；也能与Fe3+生点淡蓝色[Fe(phen)3]3+ (lgKs=14.1)。因此，在显色前，加入盐酸羟胺把Fe3+还原成Fe2+，让其与邻二氮菲形成稳定配合物。
三、实验材料、仪器和试剂
仪器： 722型分光光度计，万分之一分析天平，容量瓶(50 mL×7，1000 mL)吸量管(1 mL，2 mL × 2.5 mL，10mL)，滴管，可调移液枪(5 mL，10 mL)
材料与试剂： 8 mmol/L邻菲罗啉（新鲜配制）溶液，1.5 mo1/L盐酸羟胺（临用时配制）溶液，1 mol/LNaAc溶液，2.0 mmol/L标准铁溶液
四、实验方法及步骤
4.1标准溶液和待测溶液的配制
取50mL容量瓶7支，按书中表所列的量，用吸量管量取各种溶液加入容量瓶中，加蒸馏水稀释至刻度，摇匀。即配成一系列标准溶液及待测溶液（供试液）。
4.2吸收光谱的测定
取书表中的4号溶液，按722型分光光度计的使用方法，在450-560m波长范围内，以试剂空白作为参比溶液，每隔10nm测定一次溶液的吸光度，在最大吸光度的波长附近可每隔5nm再测其吸光度，记录实验数据。
4.3吸光度(A)的测定及标准曲线的绘制
选择为λmax为入射光波长，以试剂空白作为参比溶波，测出系列标准溶液的吸光度，记录实验数据，并以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，该曲线可用直线方程即回归方程y=ax+b，r2表示。
4.4待测水样中铁离子浓度的测定
将待测水样(供试液)按与标准曲线系列溶液相同的条件下测其吸光度，记录实验数据。
五、注意事项
1. 在溶液的配制过程中应注意溶液加入的顺序。
2. 拿取比色皿时，手指只能捏住比色皿的毛玻璃面，不能碰比色皿的光学表面。
六、思考题
1、为什么要控制被测溶液的吸光度最好在02-0.7的范围内？如何控制？
2、由工作曲线查出的待测铁离子的浓度是否是原始待测溶液铁离子的浓度？
3、从实验结果说明标准对照法与标准曲线法的优缺点。
实验九 醋酸解离常数的测定与食醋中HAc的含量测定
一、实验目的
1. 掌握测定解离平衡常数及解离度方法
2. 掌握pH计测定溶液pH值的方法
3. 掌握酸碱滴定法测定食醋中HAc的含量的方法
二、实验原理
醋酸是一元弱酸，Ka=1.76×10-5，在水溶液中存在如下解离平衡：
HAc + H2OH3O+ + Ac-
一定温度下，解离达到平衡时
式中，[H3O+]、[Ac-]、[HAc]为平衡体系中各物质平衡浓度，Ka、α分别为HAc的解离平衡常数和解离度，HAc溶液的原始浓度为c，c可用NaOH标准溶液滴定测得。通过测定HAc溶液的pH可知[H3O+]，从而计算该HAc溶液的解离度和解离常数。
醋酸是食醋中的主要成分，其含量约为3.5~5.0 g/100mL。可以用NaOH标准溶液直接滴定。由于滴定突跃范围在碱性区域，故常用酚酞作指示剂。
三、实验材料、仪器和试剂
仪器： 酸度计，碱式滴定管（25ml）或聚四氟乙烯酸碱两用滴定管（25mL），锥形瓶（250mL×3），容量瓶（50mL×4，100mL），移液管（20mL，25mL），吸量管（1mL，5mL），小烧杯（100mL×4），温度计
材料与试剂： 0.1 mol·L-1 NaOH标准溶液（精确到0.0001），0.1 mol·L-1 HAc溶液，市售食醋，酚酞指示剂，标准缓冲溶液（pH 6.86 KH2PO4-Na2HPO4，pH 4.00 邻苯二甲酸氢钾）
四、实验方法及步骤
4.1 醋酸解离常数的测定
4.1.1 HAc溶液浓度的测定
用20mL移液管吸取0.1 mol·L-1 HAc 20.00mL于锥形瓶中，加入2滴酚酞指示剂，用已知准确浓度的NaOH标准溶液滴定至溶液呈微红色且30s内不褪色，即为滴定终点。记录所消耗NaOH标准溶液的体积。平行测定3次，计算HAc溶液的准确浓度。
4.1.2 配制不同浓度的醋酸溶液
取4个50mL的容量瓶，分别加入2.50mL、5.00mL、25.00mL、50.00mL已知准确浓度的HAc溶液，蒸馏水定容至刻度，配制系列不同浓度的HAc溶液，并计算稀释后的HAc溶液的浓度。
4.1.3 测定HAc溶液的pH
将上述四种不同浓度的HAc溶液30mL分别转移至四只干燥小烧杯中，按溶液由稀到浓的顺序分别在酸度计上测定它们的pH。
根据实验测得的数据和HAc溶液的不同浓度，分别计算出HAc的解离度和解离常数。
4.2 食醋中HAc含量的测定
食醋待测溶液的配制：用移液管吸取市售食醋10.00mL，置于100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。
食醋中HAc含量的测定：用移液管吸取食醋待测溶液20.00mL，置于锥形瓶中，加酚酞指示剂2滴，用已知准确浓度的NaOH标准溶液进行滴定，滴定至溶液呈微红色并在30s内不褪色即为滴定终点。平行测定3次，记录数据，按下式计算食醋中HAc含量
五、注意事项
1. 由于固体NaOH在存贮的过程中易吸湿或潮解，因此配制出来的溶液是一个初步含量，为了使其浓度更接近真实值，所以NaOH标准溶液的准确浓度需要用邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4，AR.）进行标定。
2. 为测量准确，pH计在使用前应以标准缓冲溶液进行校准。
3. 在测定不同浓度醋酸溶液的pH值时，应按照溶液由稀到浓的顺序，避免高浓度溶液对低浓度溶液测定结果的影响。
六、思考题
1、解离度和解离常数在反映电解质性质时有何区别与联系？同温度下不同浓度的HAc溶液的解离度是否相同？其解离常数是否相同？
2、如果改变测定温度，则HAc溶液的解离度和解离常数有无变化？
3、在NaOH溶液测定HAc溶液的实验中能否选用甲基红作为指示剂？若选用其作为指示剂，滴定结果是偏高还是偏低？
