1、正版可修改PPT課件（中職）化學分析技術項目九 測定硫酸鋁的含量教學課件項目九 測定硫酸鋁的含量化學分析技術項目九 測定硫酸鋁的含量9-1 制備EDTA、Zn2+標準滴定溶液9-2 測定硫酸鋁的含量項目九 測定硫酸鋁的含量學習目的掌握EDTA返滴定法測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點 配位滴定法測定AI3+的原理； 金屬指示劑在使用中存在的問題； 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返滴定法測定硫酸鋁的含量進一步熟悉EDTA的離解平衡及條件穩(wěn)定常數(shù)會查酸效應曲線并能正確選擇配位

2、滴定中的PH 項目九 測定硫酸鋁的含量 硫酸鋁，化學式Al2(SO4)3，式量342.15，白色斜方晶系結晶粉末，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銨明礬。 大約占總產量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，大約占硫酸鋁總產量40%。當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。測定原理Al3+的測定采用EDTA、Zn2+ 標準溶液返滴定法。在PH= 34的條件下，在鋁鹽溶液中加入過量的EDTA標準滴定溶液，加熱煮沸使Al3+配位完全。調節(jié)溶液的pH = 56,以二甲酚橙作指示劑，用鋅鹽標準溶液滴定剩余的EDTA溶液，滴定至溶液由黃色變?yōu)槌燃t色即為終點。測定原理如下：1在待測溶液中準確加入定量且適當過量的第一種標準溶液，讓其完全反應。 H2Y2- + Al3+ AlY- + 2H+ (標準溶液1) (待測溶液) 2再用第二種標準溶液返滴剩余的第一種標準溶液 H2Y2- + Zn2+ ZnY2- + 2H+ (剩余標準溶液1) (標準溶液2) 3由兩種標準溶液所

4、消耗的物質的量之差計算被測組分含量的滴定方式。 任務一 制備EDTA、Zn2+標準滴定溶液活動一 準備儀器與試劑準 備 儀 器準 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（基準物質）（見圖9-2）、（1+1）鹽酸、百里酚藍指示劑（=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ZnO任務一 制備EDTA、Zn2+標準滴定溶液活動一 準備儀器與試劑小知識 二甲酚橙指示劑（XO）為紫色結晶，易溶于水。pH6.3時呈紅色，pH6.3 時呈黃色。 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。任務一 制備EDTA、Zn2+標準滴定溶液 以配制約0.02mol/L EDTA標準滴定溶液250mL為例，配制過程如圖8-3所示。活動二 配制EDTA標準滴定溶液稱取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標準滴定溶液EDTA的配制和標定與項目八的任務一相同，此處不在復述任務一 制備EDTA、Zn2+標準滴定溶液1.基準ZnO溶液的配制過程如圖所示活動三 制備Zn2+標準滴定溶液2計算

6、任務一 制備EDTA、Zn2+標準滴定溶液活動三 制備Zn2+標準滴定溶液式中Zn2+標準滴定溶液的濃度，mol/L；基準氧化鋅的質量，g；V Zn2+標準滴定溶液的體積，mL。Company Logo任務一 制備EDTA、Zn2+標準滴定溶液小知識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。 當反應物為固體；或者待測組分與標準滴定溶液之間的反應速度慢；或者滴定時沒有合適的指示劑；或待測離子對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+對二甲酚橙有封閉作用（見相關知識二）（3）酸度不高時，Al3+易水解， 因此一

7、般采用返滴定法進行測定Al3+。 2返滴定法需要EDTA、Zn2+ 兩種標準滴定溶液。任務二 測定Al2(SO4)3的含量 活動一 準備硫酸鋁試樣硫酸鋁試樣溶液的準備如圖9-3所示：圖9-4 硫酸鋁試樣溶液的準備 任務二 測定Al2(SO4)3的含量在實際工作中，經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，設法消除共存離子的干擾，是配位滴定中要解決的重要問題。在實際滴定中，常用下列幾種方法：（1）控制溶液酸度進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）化學分離法。小知識任務二 測定Al2(SO4)3的含量活動二 測定硫酸鋁的含量1.在滴定管中裝入Zn2+ 標準滴定溶液，排氣泡，調“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3.記錄Zn2+標準滴定溶液的體積4.平行測定3次，同時做空白試驗1.準確移取鋁鹽試液10.00mL置于250mL錐形瓶中2.準確加入EDTA標準滴定溶液25.00mL3.加百里酚藍指示劑1滴，用（1+1）氨水調至溶液呈黃色（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 硫酸鋁的測定任務二 測定Al2(SO4)3的含量 1、加百里酚藍指示劑1滴，用（1+1）氨水調至溶液呈黃色（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溶液pH的要求。活動二 測定硫酸鋁的含量任務二 測定Al2(SO4)3的含量活動三 記錄與數(shù)據(jù)處理1計算公式任務二 測定Al2(SO4)3的含量 活動三 記錄與數(shù)據(jù)處理實驗編號實驗內容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+ 標準溶液體積，mL體積校正值，mL溶液溫度，溫度補正值溶液溫度校正值，mLAl2(SO4)3, % Al2(SO4)3, %相對極差 %2數(shù)據(jù)記錄與處理表9-2 工業(yè)硫酸鋁中Al2(SO4)3含量的測定項目九 測定硫酸鋁的含量過 程 評 價操作項目不 規(guī) 范 操 作 項 目 名 稱小 組互 評教師評價是否扣分基準物和試樣稱量操作（每項1分，共10分）不看水平不清掃或校正天平零點后清掃稱量開始或結束零點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面上稱量時或敲樣時不關門，或開關門太重使天平移動稱量

11、物品灑落在天平內或工作臺上離開天平室物品留在天平內或放在工作臺氧化鋅稱樣量在規(guī)定量5%以內工業(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1分，共3分）滴定管掛液移液管掛液容量瓶掛液項目九 測定硫酸鋁的含量移取管操作（每項2分，共10分）移液管未潤洗或潤洗不規(guī)范吸液時吸空或重吸放液時移液管不垂直移液管管尖不靠壁放液后不停留一定時間(約15s)滴定管操作（15分）滴定管不試漏或滴定中漏液,扣1分滴定管未潤洗或潤洗不規(guī)范,扣1分裝液操作不正確或未趕氣泡,扣1分調0刻線時，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,扣1分滴定終點過頭或不到,扣2分

12、平行測定時，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,扣1分不進行滴定管表觀讀數(shù)校正,扣2分不進行溶液溫度校正,扣2分每重滴1份，在總分中扣5分項目九 測定硫酸鋁的含量數(shù)據(jù)記錄及處理（5分）不記在規(guī)定的記錄紙上，扣5分計算過程及結果不正確，扣5分有效數(shù)字位數(shù)保留不正確或修約不正確,扣1分結束工作（每項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 知 識 一、EDTA酸效應曲線的應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，以

13、最低pH為縱坐標，繪制pH-lgKMY曲線，此曲線稱為酸效應曲線，如圖9-8所示。圖96 EDTA的酸效應曲線項目九 測定硫酸鋁的含量Company Logo 應用酸效應曲線，能較方便地解決滴定中可能遇到的一系列問題。 1.選擇滴定的合適酸度條件 在酸效應曲線上找到相關金屬離子所在位置，并由此作水平線，與縱坐標的交點pH，就是單獨測定該金屬離子的最高允許酸度即最低pH。如果曲線上沒有標出該金屬離子，可根據(jù)被測離子的lgKMY大小作垂線，垂線與曲線交點對應的pH就是滴定所允許的最小pH。項目九 測定硫酸鋁的含量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：在酸效應曲線上找到各離子的位置，該位置對應的縱坐標即為單獨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。若酸度過低，pH太大，金屬離子將發(fā)生羥合反應，甚至生成M（OH）n沉淀，妨礙MY的形成，使配位滴定不能進行。在沒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。項目九 測定硫酸鋁的含量Company Logo 【例9-2】 求用0.02

15、000mol/L EDTA標準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，為防止滴定開始時生成Zn(OH)2沉淀，由可知：pOH 6.8即溶液的pH應滿足： pH = 14 pOH 7.2項目九 測定硫酸鋁的含量Company Logo2.提高配位滴定的選擇性在酸效應曲線上，位于被測離子下方的其他離子用“N”表示，由于lgKNY lgKMY，它們能對待測離子產生干擾，理論推導和實踐證明，配位滴定中的干擾規(guī)律可總結如下：（1）當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離子的測定。（2）當lgKMY8，且lg

16、KMY lg KNY5，可以通過控制酸度滴定M離子，N離子不干擾。（3）當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。如果要分別測定M、N金屬離子，需用掩蔽和解蔽措施來消除其干擾，達到分別測定的目的。項目九 測定硫酸鋁的含量Company Logo【例9-3】 在pH=56的條件下，用EDTA滴定Zn2+時，試液中共存的Cu2+、Mn2+、Ca2+是否干擾Zn2+測定?解： 查酸效應曲線可知，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，溶液在計量點附近就沒有顏色變化，這種現(xiàn)象稱為指示劑的封閉現(xiàn)象。 對于封閉現(xiàn)象，通常加入適當?shù)难诒蝿﹣硐蓴_離子的影響。例如，EDTA測定Ca2+、Mg2+含量時，用鉻黑T作指示劑，溶液中存在的Al3+、Fe3+、Ni2+和Co2+等離子對鉻黑T有封閉作用，這時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配合物進行置換反應的速率變慢，導致終點到達時間拖長，這種現(xiàn)象稱為指示劑的僵化，指示劑僵化會帶來測定誤差。解決辦法是加入有機溶劑或加熱以加快