（中職）化學(xué)分析技術(shù)項(xiàng)目九 測(cè)定硫酸鋁的含量教學(xué)課件

1、正版可修改PPT課件（中職）化學(xué)分析技術(shù)項(xiàng)目九 測(cè)定硫酸鋁的含量教學(xué)課件項(xiàng)目九 測(cè)定硫酸鋁的含量化學(xué)分析技術(shù)項(xiàng)目九 測(cè)定硫酸鋁的含量9-1 制備EDTA、Zn2+標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液9-2 測(cè)定硫酸鋁的含量項(xiàng)目九 測(cè)定硫酸鋁的含量學(xué)習(xí)目的掌握EDTA返滴定法測(cè)定硫酸鋁的原理和方法能正確配制和使用常用的金屬指示劑知識(shí)點(diǎn) 配位滴定法測(cè)定AI3+的原理； 金屬指示劑在使用中存在的問(wèn)題； 提高配位滴定選擇性的方法； 配位滴定方式; 確定單一金屬離子被滴定的最小PH知道金屬指示劑封閉、僵化的原因及消除方法能用EDTA返滴定法測(cè)定硫酸鋁的含量進(jìn)一步熟悉EDTA的離解平衡及條件穩(wěn)定常數(shù)會(huì)查酸效應(yīng)曲線并能正確選擇配位

2、滴定中的PH 項(xiàng)目九 測(cè)定硫酸鋁的含量 硫酸鋁，化學(xué)式Al2(SO4)3，式量342.15，白色斜方晶系結(jié)晶粉末，密度1.69g/mL（25）。工業(yè)硫酸鋁見圖9-1。在造紙工業(yè)中作為松香膠、蠟乳液等膠料的沉淀劑，水處理中作絮凝劑，還可作泡沫滅火器的內(nèi)留劑，制造明礬、鋁白的原料，石油脫色、脫臭劑、某些藥物的原料等。還可制造人造寶石及高級(jí)銨明礬。 大約占總產(chǎn)量50%的硫酸鋁第一大用途是用于造紙，第二大用途是在飲用水、工業(yè)用水和工業(yè)廢水處理中做絮凝劑，大約占硫酸鋁總產(chǎn)量40%。當(dāng)向這類水中加入硫酸鋁后，可以生成膠狀的、能吸附和沉淀出細(xì)菌、膠體和其他懸浮物的氫氧化鋁絮片，用在飲用水處理中可控制水的顏色

3、和味道。測(cè)定原理Al3+的測(cè)定采用EDTA、Zn2+ 標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定法。在PH= 34的條件下，在鋁鹽溶液中加入過(guò)量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，加熱煮沸使Al3+配位完全。調(diào)節(jié)溶液的pH = 56,以二甲酚橙作指示劑，用鋅鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的EDTA溶液，滴定至溶液由黃色變?yōu)槌燃t色即為終點(diǎn)。測(cè)定原理如下：1在待測(cè)溶液中準(zhǔn)確加入定量且適當(dāng)過(guò)量的第一種標(biāo)準(zhǔn)溶液，讓其完全反應(yīng)。 H2Y2- + Al3+ AlY- + 2H+ (標(biāo)準(zhǔn)溶液1) (待測(cè)溶液) 2再用第二種標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴剩余的第一種標(biāo)準(zhǔn)溶液 H2Y2- + Zn2+ ZnY2- + 2H+ (剩余標(biāo)準(zhǔn)溶液1) (標(biāo)準(zhǔn)溶液2) 3由兩種標(biāo)準(zhǔn)溶液所

4、消耗的物質(zhì)的量之差計(jì)算被測(cè)組分含量的滴定方式。 任務(wù)一 制備EDTA、Zn2+標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液活動(dòng)一 準(zhǔn)備儀器與試劑準(zhǔn) 備 儀 器準(zhǔn) 備 試 劑托盤天平、分析天平、電爐、容量瓶（250mL）、移液管（10mL）、滴定分析常用；玻璃儀器。ZnO（基準(zhǔn)物質(zhì)）（見圖9-2）、（1+1）鹽酸、百里酚藍(lán)指示劑（=1g/L）、二甲酚橙指示劑（=1g/L）、氨水（1+1）、六亞甲基四胺溶液（=200g/L）、工業(yè)硫酸鋁試樣。圖9-2 基準(zhǔn)ZnO任務(wù)一 制備EDTA、Zn2+標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液活動(dòng)一 準(zhǔn)備儀器與試劑小知識(shí) 二甲酚橙指示劑（XO）為紫色結(jié)晶，易溶于水。pH6.3時(shí)呈紅色，pH6.3 時(shí)呈黃色。 二甲酚橙與

5、金屬離子生成的配合物為紅紫色，因此它只適宜在pH6.3的酸性溶液中使用，終點(diǎn)由紅紫色變?yōu)辄S色。 二甲酚橙指示劑通常配成=5g/L的水溶液，可保存23周。任務(wù)一 制備EDTA、Zn2+標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液 以配制約0.02mol/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液250mL為例，配制過(guò)程如圖8-3所示?；顒?dòng)二 配制EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液稱取2.0gEDTA二鈉鹽 加蒸餾水溶解 稀釋至250mL 裝入試劑瓶250mL圖8-3 配制EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液EDTA的配制和標(biāo)定與項(xiàng)目八的任務(wù)一相同，此處不在復(fù)述任務(wù)一 制備EDTA、Zn2+標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液1.基準(zhǔn)ZnO溶液的配制過(guò)程如圖所示活動(dòng)三 制備Zn2+標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液2計(jì)算

6、任務(wù)一 制備EDTA、Zn2+標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液活動(dòng)三 制備Zn2+標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液式中Zn2+標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L；基準(zhǔn)氧化鋅的質(zhì)量，g；V Zn2+標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL。Company Logo任務(wù)一 制備EDTA、Zn2+標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液小知識(shí)1常用的滴定方式有四種：直接滴定法、間接滴定法、置換滴定法和返滴定法。 當(dāng)反應(yīng)物為固體；或者待測(cè)組分與標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液之間的反應(yīng)速度慢；或者滴定時(shí)沒(méi)有合適的指示劑；或待測(cè)離子對(duì)金屬指示劑有封閉作用，均可采用返滴定法。比如： （1）Al3+與EDTA配位速度緩慢；（2）Al3+對(duì)二甲酚橙有封閉作用（見相關(guān)知識(shí)二）（3）酸度不高時(shí)，Al3+易水解， 因此一

7、般采用返滴定法進(jìn)行測(cè)定Al3+。 2返滴定法需要EDTA、Zn2+ 兩種標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液。任務(wù)二 測(cè)定Al2(SO4)3的含量 活動(dòng)一 準(zhǔn)備硫酸鋁試樣硫酸鋁試樣溶液的準(zhǔn)備如圖9-3所示：圖9-4 硫酸鋁試樣溶液的準(zhǔn)備 任務(wù)二 測(cè)定Al2(SO4)3的含量在實(shí)際工作中，經(jīng)常遇到的情況是多種金屬離子存在于同一溶液中,而EDTA能與很多金屬離子生成穩(wěn)定的配合物。因此提高配位滴定的選擇性，設(shè)法消除共存離子的干擾，是配位滴定中要解決的重要問(wèn)題。在實(shí)際滴定中，常用下列幾種方法：（1）控制溶液酸度進(jìn)行混合離子的分步滴定。（2）掩蔽和解蔽的方法： 配位掩蔽法； 利用選擇性的解蔽劑； 沉淀掩蔽法； 氧化還原掩蔽法。

8、（3）選用其它的配位滴定劑。（4）化學(xué)分離法。小知識(shí)任務(wù)二 測(cè)定Al2(SO4)3的含量活動(dòng)二 測(cè)定硫酸鋁的含量1.在滴定管中裝入Zn2+ 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，排氣泡，調(diào)“零”2.用Zn2+滴定溶液滴定剩余的EDTA至溶液由亮黃色變?yōu)樽霞t色即為終點(diǎn)3.記錄Zn2+標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積4.平行測(cè)定3次，同時(shí)做空白試驗(yàn)1.準(zhǔn)確移取鋁鹽試液10.00mL置于250mL錐形瓶中2.準(zhǔn)確加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液25.00mL3.加百里酚藍(lán)指示劑1滴，用（1+1）氨水調(diào)至溶液呈黃色（pH = 3 3.5），煮沸后，加六亞甲基四胺溶液10mL使溶液 pH = 56，用力震蕩，流水冷卻 4.滴加34滴二甲酚橙指示劑。

9、圖9-5 硫酸鋁的測(cè)定任務(wù)二 測(cè)定Al2(SO4)3的含量 1、加百里酚藍(lán)指示劑1滴，用（1+1）氨水調(diào)至溶液呈黃色（pH = 3 3.5），煮沸。以上操作的目的是使Al3+和EDTA完全配位。2、加六亞甲基四胺溶液10mL使溶液 pH = 56，以滿足二甲酚橙指示劑對(duì)溶液pH的要求?；顒?dòng)二 測(cè)定硫酸鋁的含量任務(wù)二 測(cè)定Al2(SO4)3的含量活動(dòng)三 記錄與數(shù)據(jù)處理1計(jì)算公式任務(wù)二 測(cè)定Al2(SO4)3的含量 活動(dòng)三 記錄與數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容123c(EDTA) mol/Lc(Zn2+)mol/L傾倒前稱量瓶+鋁鹽試樣g傾倒后稱量瓶+鋁鹽試樣gmAI2(SO4)3, gV (EDTA)

10、 mL25.0025.0025.00滴定體積初讀數(shù)，mL滴定體積終讀數(shù)，mL滴定消耗Zn2+ 標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL體積校正值，mL溶液溫度，溫度補(bǔ)正值溶液溫度校正值，mLAl2(SO4)3, % Al2(SO4)3, %相對(duì)極差 %2數(shù)據(jù)記錄與處理表9-2 工業(yè)硫酸鋁中Al2(SO4)3含量的測(cè)定項(xiàng)目九 測(cè)定硫酸鋁的含量過(guò) 程 評(píng) 價(jià)操作項(xiàng)目不 規(guī) 范 操 作 項(xiàng) 目 名 稱小 組互 評(píng)教師評(píng)價(jià)是否扣分基準(zhǔn)物和試樣稱量操作（每項(xiàng)1分，共10分）不看水平不清掃或校正天平零點(diǎn)后清掃稱量開始或結(jié)束零點(diǎn)不校用手直接拿取稱量瓶或滴瓶稱量瓶或滴瓶放在桌子臺(tái)面上稱量時(shí)或敲樣時(shí)不關(guān)門，或開關(guān)門太重使天平移動(dòng)稱量

11、物品灑落在天平內(nèi)或工作臺(tái)上離開天平室物品留在天平內(nèi)或放在工作臺(tái)氧化鋅稱樣量在規(guī)定量5%以內(nèi)工業(yè)硫酸鋁稱樣量未超出稱量范圍每重稱1份，在總分中扣5分玻璃器皿洗滌（每項(xiàng)1分，共3分）滴定管掛液移液管掛液容量瓶掛液項(xiàng)目九 測(cè)定硫酸鋁的含量移取管操作（每項(xiàng)2分，共10分）移液管未潤(rùn)洗或潤(rùn)洗不規(guī)范吸液時(shí)吸空或重吸放液時(shí)移液管不垂直移液管管尖不靠壁放液后不停留一定時(shí)間(約15s)滴定管操作（15分）滴定管不試漏或滴定中漏液,扣1分滴定管未潤(rùn)洗或潤(rùn)洗不規(guī)范,扣1分裝液操作不正確或未趕氣泡,扣1分調(diào)0刻線時(shí)，溶液放在地面上或水槽中,扣1分滴定操作不規(guī)范,扣1分滴定速度控制不當(dāng),扣1分滴定終點(diǎn)過(guò)頭或不到,扣2分

12、平行測(cè)定時(shí)，不看指示劑顏色變化，而看滴定管的讀數(shù),扣2分讀數(shù)操作不對(duì),扣1分不進(jìn)行滴定管表觀讀數(shù)校正,扣2分不進(jìn)行溶液溫度校正,扣2分每重滴1份，在總分中扣5分項(xiàng)目九 測(cè)定硫酸鋁的含量數(shù)據(jù)記錄及處理（5分）不記在規(guī)定的記錄紙上，扣5分計(jì)算過(guò)程及結(jié)果不正確，扣5分有效數(shù)字位數(shù)保留不正確或修約不正確,扣1分結(jié)束工作（每項(xiàng)1分，共3分）玻璃儀器不清洗或未清洗干凈廢液不處理或不按規(guī)定處理工作臺(tái)不整理或擺放不整齊損壞儀器（4分）每損壞一件儀器扣4分總 分Company Logo 相 關(guān) 知 識(shí) 一、EDTA酸效應(yīng)曲線的應(yīng)用滴定不同的金屬離子有不同的最低pH（最高酸度），以金屬離子的lgKMY為橫坐標(biāo)，以

13、最低pH為縱坐標(biāo)，繪制pH-lgKMY曲線，此曲線稱為酸效應(yīng)曲線，如圖9-8所示。圖96 EDTA的酸效應(yīng)曲線項(xiàng)目九 測(cè)定硫酸鋁的含量Company Logo 應(yīng)用酸效應(yīng)曲線，能較方便地解決滴定中可能遇到的一系列問(wèn)題。 1.選擇滴定的合適酸度條件 在酸效應(yīng)曲線上找到相關(guān)金屬離子所在位置，并由此作水平線，與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)pH，就是單獨(dú)測(cè)定該金屬離子的最高允許酸度即最低pH。如果曲線上沒(méi)有標(biāo)出該金屬離子，可根據(jù)被測(cè)離子的lgKMY大小作垂線，垂線與曲線交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的pH就是滴定所允許的最小pH。項(xiàng)目九 測(cè)定硫酸鋁的含量Company Logo【例9-1】 試求用EDTA分別滴定0.01mol/LFe3+

14、、Al3+、Zn2+、Ca2+和Mg2+的最高允許酸度（最低允許pH）?解：在酸效應(yīng)曲線上找到各離子的位置，該位置對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)即為單獨(dú)滴定該金屬離子的最低允許pH。pH(Fe3+)=1.1 、 pH (Al3+)=4.2 、 pH (Zn2+)=4.0 、 pH (Ca2+)=7.6 、 pH( Mg2+)=9.7配位滴定的酸度不能太高，也不能太低。若酸度過(guò)低，pH太大，金屬離子將發(fā)生羥合反應(yīng)，甚至生成M（OH）n沉淀，妨礙MY的形成，使配位滴定不能進(jìn)行。在沒(méi)有其他配位劑存在下，最低酸度值可由M（OH）n的溶度積求得。項(xiàng)目九 測(cè)定硫酸鋁的含量Company Logo 【例9-2】 求用0.02

15、000mol/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定相同濃度的 Zn2+的最低酸度（最大允許pH）。 解：根據(jù)溶度積原理，為防止滴定開始時(shí)生成Zn(OH)2沉淀，由可知：pOH 6.8即溶液的pH應(yīng)滿足： pH = 14 pOH 7.2項(xiàng)目九 測(cè)定硫酸鋁的含量Company Logo2.提高配位滴定的選擇性在酸效應(yīng)曲線上，位于被測(cè)離子下方的其他離子用“N”表示，由于lgKNY lgKMY，它們能對(duì)待測(cè)離子產(chǎn)生干擾，理論推導(dǎo)和實(shí)踐證明，配位滴定中的干擾規(guī)律可總結(jié)如下：（1）當(dāng)lgKMY8 , lg KNY3，滴入EDTA，M離子配位而N離子完全不配位，N離子不干擾M離子的測(cè)定。（2）當(dāng)lgKMY8，且lg

16、KMY lg KNY5，可以通過(guò)控制酸度滴定M離子，N離子不干擾。（3）當(dāng)lgKMY8，lg KNY 3 ，但lgKMY lg KNY 5，滴入配位劑EDTA，M、N離子均被配位，因此，可以滴定M、N離子的總量。如果要分別測(cè)定M、N金屬離子，需用掩蔽和解蔽措施來(lái)消除其干擾，達(dá)到分別測(cè)定的目的。項(xiàng)目九 測(cè)定硫酸鋁的含量Company Logo【例9-3】 在pH=56的條件下，用EDTA滴定Zn2+時(shí)，試液中共存的Cu2+、Mn2+、Ca2+是否干擾Zn2+測(cè)定?解： 查酸效應(yīng)曲線可知，Cu2+位于Zn2+下方，明顯有干擾，可加掩蔽劑鄰二氮菲掩蔽Cu2+。Mn2+、Ca2+位于Zn2+上方，由于

17、lgKZnY lgKMnY = 16.5 14.0 = 2.55，Ca2+不干擾。Company Logo 二、金屬指示劑在使用中存在的問(wèn)題 1.指示劑的封閉現(xiàn)象如果指示劑與金屬離子形成的配合物極穩(wěn)定，即lgKMInlgKMY，以至于加入過(guò)量的滴定劑如EDTA也不能將金屬離子從MIn配合物中奪取出來(lái)，溶液在計(jì)量點(diǎn)附近就沒(méi)有顏色變化，這種現(xiàn)象稱為指示劑的封閉現(xiàn)象。 對(duì)于封閉現(xiàn)象，通常加入適當(dāng)?shù)难诒蝿﹣?lái)消除干擾離子的影響。例如，EDTA測(cè)定Ca2+、Mg2+含量時(shí)，用鉻黑T作指示劑，溶液中存在的Al3+、Fe3+、Ni2+和Co2+等離子對(duì)鉻黑T有封閉作用，這時(shí)可加入三乙醇胺掩蔽Al3+和Fe3+，加入KCN掩蔽Co2+和Ni2+，以消除干擾。 二、金屬指示劑在使用中存在的問(wèn)題 2.指示劑的僵化現(xiàn)象 有些指示劑或其MIn配合物在水中的溶解度太小，使得滴定劑如EDTA與MIn配合物進(jìn)行置換反應(yīng)的速率變慢，導(dǎo)致終點(diǎn)到達(dá)時(shí)間拖長(zhǎng)，這種現(xiàn)象稱為指示劑的僵化，指示劑僵化會(huì)帶來(lái)測(cè)定誤差。解決辦法是加入有機(jī)溶劑或加熱以加快