为了进一步理解指示剂变色原理和酸碱滴定分析化学计量关系,11月27日下午,工匠班成员在指导老师的指导下,利用两种指示剂的不同变色范围测定混合碱中各组分的含量。
我们先查阅相关资料,了解到双指示剂测定法的原理:酚酞指示剂在pH值8.0-10.0的碱性范围内显红色,当用盐酸标准溶液滴定混合碱时,随着盐酸的加入,溶液碱性逐渐减弱,pH值降低,当pH值降到8.3左右时,酚酞由红色变为无色。甲基橙指示剂在pH值3.1-4.4的酸性范围内变色,溶液呈黄色,继续用盐酸滴定,当溶液pH值降到3.9左右时,甲基橙由黄色变为橙色。
而混合碱一般是指NaOH与Na?CO?或Na?CO?与NaHCO?的混合物。当加入酚酞指示剂,用HCl标准溶液滴定至溶液由红色变为无色时,发生的反应为:NaOH+ HCl=NaCl+H?O以及Na?CO?+HCl=NaHCO?+ NaCl,设此时消耗HCl标准溶液的体积为V1ml。再加入甲基橙指示剂,继续用HCl标准溶液滴定至溶液由黄色变为橙色,此时发生的反应为:NaHCO?+HCl=NaCl+H?O+ CO?,设此阶段消耗HCl标准溶液的体积为V2ml 。
而判断其组成则根据V1和V2的相对大小判断混合碱的组成。若V1>V2,混合碱为NaOH和Na?CO?的混合物;若V1<v2,混合碱为Na?CO?和NaHCO?的混合物。
明白了实验原理后,我们制定了详细的实验分析步骤,然后同学们分工合作配制实验所需溶剂溶液,再准确称取1g混合碱于小烧杯中,加水溶解,冷却,定量转移至250mL的容量瓶中,稀释至标线,摇匀待用。
接着,准确移取25mL试液于250mL锥形瓶中,滴加1~2滴酚酞指示剂,充分摇匀,用事先已标定好的HCl溶液进行滴定,当容液由红色变为无色时即为终点,记录HCl标准溶液消耗的体积V1。然后再往上述试液中滴加1~2滴甲基橙指示液,继续用HCl标准溶液滴定至试液由黄色变为橙色,即为终点,记录所消耗HCl的体积V2。平行测定三次。
完成滴定操作后,我们先根据实验数据讨论分析本次试样的组分结构,再利用它们的化学计量关系计算出各组分的含量。
本次活动让我们学会了混合碱各组分含量的测定。分组实验结果的差异和实验过程中出现的问题促使我们深刻体会到化学实验的严谨性与复杂性。从准备试剂、调试仪器,到精准量取混合碱样品,每一步都要求高度专注。
滴定过程尤其关键,需密切留意溶液颜色变化,这既考验耐心,更考验对酚酞和甲基橙变色范围的精准把握。稍有疏忽,便可能导致读数误差,影响最终结果。
平行实验操作,让我们理解了“精密度”的重要。数据处理阶段,通过对不同组数据的对比分析,我们学会从细微差异中找问题,思考造成误差的可能因素,如仪器清洁度、滴定速度控制等,这培养了我们的观察力与思考力。
此次实验不仅提升了我们的实验操作技能,更让我们认识到,细致入微与持之以恒是获取准确结论的基础。更让我们明白,化学实验并非机械地按步骤操作,而是在每一个细节中探索物质世界的奥秘,如指示剂不宜过量,滴定时速度要控制好,滴定时要充分摇匀锥形瓶等,容不得半点马虎。 总而言之,这次的实验对于我们来说是必要的,对于我们这些只学了理论知识但缺少实验经验的学生来说受益匪浅,它使我们看到了自我的差距和经验不足,以后需要勤奋学习的同时还要多注重实际的运用。
图文来源:环境24-1张至强