实验2
容量器皿的校准

一、实验目的

（1）学习滴定管、移液管及容量瓶的使用方法。

（2）练习滴定管、移液管及容量瓶的校准方法，了解容量器皿校准的意义。

二、实验原理

滴定管、移液管及容量瓶是滴定分析时所用的三种主要量器。目前国内生产的玻璃容量器皿，其准确度可以满足一般分析工作的需要，可无须校准而直接使用。但由于玻璃容量器皿在生产过程中因材质等多种原因，其容积和标称体积有时不能完全准确相符，因此，在准确度要求较高的分析工作中，必须对以上三种量器进行校正。

容量器皿常采用两种校准方法：绝对校准和相对校准。

1.绝对校准

绝对校准是测定容量器皿的实际容积，其原理是用天平称量容量器皿中所容纳或放出的水的质量，根据水在当时室温下的密度（见表2-4）计算出该量器在20℃时的容积。

2.相对校准

许多定量分析实验要用容量瓶配制相关试剂的溶液，再用移液管移取一定体积比的试液供测试用。为保证移出样品的体积比准确，就必须进行容量瓶和移液管的相对校正，相对校准的方法参见2.3.4。经互相校准后，移液管与容量瓶可配套使用。

三、实验仪器

酸式滴定管，移液管（25mL），干燥容量瓶（100mL），干燥锥形瓶或碘量瓶（50mL），0.01 g电子天平。

四、实验内容

1.滴定管的校准

称量洁净且干燥的50mL小锥形瓶或碘量瓶，记录质量。将纯水装入已洗净的滴定管中，调整液面至0.00mL刻度处，然后按约10mL·min ^-1 的流速，先放出约10.00mL的水于上述已称量的小锥形瓶或碘量瓶中，再称量，两次质量之差即为水的质量。

按照上述方法，每次以10.00mL间隔为一段进行校正。校正0.00～10.00mL、0.00～20.00mL、0.00～30.00mL、0.00～40.00mL、0.00～50.00mL间隔容积，按表2-5记录。根据称得每段滴定管放出的水质量，查表2-4并计算出滴定管中某一段体积的实际体积数。

【例2-3】 25℃时由滴定管放出10.10mL水，称得其质量为10.08g，查表2-4得：25℃时水的密度 ρ H ₂ O =0.9961g·mL ^-1 ，计算这一段滴定管的实际体积为：

故滴定管这段容积的校准值=实际值-表观值=（10.12-10.10）=+0.02（mL）。现将温度为25℃时酸式滴定管校准的一套实验数据列入表2-5中，供实验记录和实验报告参考。

2.移液管的校准

用洁净的25mL移液管准确移取25.00mL纯水，放入已称量的小锥形瓶或碘量瓶中再称量，根据水的质量计算该温度时的实际体积。同一支移液管校准两次，两次的称量差值不得超过20mg，否则重新做校准。测定数据记录于表2-6中。

3.移液管和容量瓶的相对校准

用25mL移液管与100mL容量瓶做相对校正时，事先应将容量瓶洗净且晾干，然后用25mL移液管准确移取4次25.00mL纯水放入容量瓶中，观察纯水的弯月面的位置，如与标线一致，则合乎要求，否则应另做一记号。

五、实验数据记录及处理

1.滴定管的校准

注： 水温25℃， ρ H ₂ O =0.9961g·mL ^-1 。

2.移液管的校准

六、思考题

（1）容量器皿校准的主要影响因素有哪些？

（2）从滴定管放出纯水到称量用的锥形瓶中，应注意哪些事项？

（3）100mL容量瓶，如果与标线相差0.40mL，此体积的相对误差为多少？分析试样时，称取试样0.5000g，溶解后定量转入容量瓶中，移取25.00mL测定，体积误差为多少？

2.3.5 酸碱滴定实验

滴定分析是定量分析中一类重要的分析方法，包括酸碱滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法和氧化还原滴定法。滴定分析法具有分析速度快、测量准确的特点（通常相对误差可以控制在±0.1%以内），适用于常量组分（被测组分含量>1%）的分析，在生产、环保、科研等领域具有广泛的用途。

酸碱滴定法又叫中和法，是以酸碱反应为基础的滴定分析法。在酸碱滴定中常采用强酸、强碱溶液作为滴定剂。酸碱物质能否准确滴定，可根据 cK ≥10 ^-8 判别式进行判断。水溶液中不能准确滴定的弱酸、弱碱物质，常常采用强化方法进行，如非水滴定法、H ₃ BO ₃ 甘露醇法、铵盐甲醛法、浓盐体系法、直线法、沉淀法、混合溶剂滴定法等。

下面以盐酸和氢氧化钠的相互滴定为例，来阐述滴定分析的基本概念、溶液配制的方法以及滴定分析的计算方法。

1.滴定分析基本概念

图2-19给出了0.1mol·L ^-1 NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L ^-1 HCl溶液的滴定过程中pH变化曲线——滴定曲线，由图2-19可以清楚地看出溶液的pH经历了三个不同的变化阶段，即开始的缓慢上升、中间的急剧上升和最后的维持基本不变阶段，在中间阶段值得关注的有 A 、 B 、 C 三点， C 点pH=7.00， V （NaOH）=20.00mL，称为化学计量点，此时NaOH与HCl恰好完全反应； A 点pH=4.30， V （NaOH）=19.98 mL，相对于 C 点来说，体积测量误差为-0.1%； B 点pH=9.70， V （NaOH）=20.02mL，相对于 C 点来说，体积测量误差为+0.1%；从图219中可以看出，在化学计量点前0.1%（ A 点）和化学计量点后0.1%（ B 点）溶液的pH发生了突变，我们把化学计量点前后±0.1%相对误差范围内溶液pH的突变称为酸碱滴定的突跃范围。

若以0.1mol·L ^-1 HCl溶液滴定20mL0.1mol·L ^-1 NaOH溶液，滴定曲线走势相反，突跃pH范围为9.70～4.30。

突跃范围是选择指示剂的重要依据，只要我们所选择的指示剂变色范围落在或部分落在突跃范围内，滴定分析的准确度就可以得到保证。酸碱滴定到指示剂颜色刚好发生改变的这一点称为滴定终点。由于滴定终点与化学计量点不一致所造成的误差称为终点误差。

2.标准溶液的配制

实验中我们把具有已知准确浓度的溶液称为标准溶液，通常标准溶液有两种配制方法，即直接法和间接法（也叫标定）。

所谓直接法配制标准溶液就是首先用分析天平准确称取一定量基准物质，经过溶解、定量转移等操作，最后在容量瓶中配制成一定体积的溶液（称定容），根据基准物质的质量、所配溶液的体积，计算出标准溶液的准确浓度。

所谓间接法配制标准溶液就是首先根据计算配制一近似浓度的溶液，然后取一定量的近似浓度溶液与某一基准物质或标准溶液进行滴定分析，通过化学计量关系计算其准确浓度。

所谓基准物质就是用来直接配制标准溶液或标定溶液浓度的试剂。作为基准物质的试剂必须满足如下条件：

（1）试剂的组成应与化学式完全相符。若含结晶水，其结晶水的含量也应与化学式相符。

（2）试剂的纯度要足够高，一般要求其纯度应在99.9%以上。

（3）试剂在常温下应该很稳定。

（4）试剂最好有比较大的摩尔质量。

（5）试剂参加反应时，应按化学反应方程式定量进行而没有副反应。

3.滴定分析计算

滴定分析定量计算的依据是“等物质的量关系”，以盐酸和氢氧化钠反应为例，其反应方程如下：

HCl+NaOH NaCl+H ₂ O

当盐酸和氢氧化钠完全反应时，“等物质的量关系”为：

n （HCl）= n （NaOH）

而 n （HCl）= c （HCl） V （HCl）， n （NaOH）= c （NaOH） V （NaOH），所以有： jMtWZpIUY9u8IMLRE7PPjoziLth5zUjFRP6lEOyCC4EhYEn7jIKy+DhjhscIHAku