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第十节
滴定分析基本操作

一、移液管的洗涤与使用

移液管是用于准确移取一定体积溶液的量出式玻璃量器,正规名称是“单标线吸量管”,习惯称为移液管。它的中间有一膨大部分(见图2-39),管颈上部刻有一标线,用来控制所吸取溶液的体积。移液管的容积单位为毫升(mL),其容量为在20℃时按规定方式排空后所流出纯水的体积。

图2-39 移液管

移液管的正确使用方法如下:

(1)用铬酸洗液将其洗净,使其内壁及下端的外壁均不挂水珠。用滤纸片将流液口内外残留的水擦掉。

(2)移取溶液之前,先用待移取的溶液润洗三次。方法是:将一部分待移取的溶液倒入洗净并烘干的小烧杯,用移液管吸取溶液3~5 mL,立即用右手食指按住管口(尽量勿使溶液回流,以免稀释),将管横过来,用两手的拇指及食指分别拿住移液管的两端,转动移液管并使溶液布满全管内壁,当溶液流至距上口2~3 cm时,将管直立,使溶液由尖嘴(流液口)放出,弃去。

(3)用移液管自容量瓶中移取溶液时,右手拇指及中指拿住管颈刻线以上的地方(后面两指依次靠拢中指),将移液管插入容量瓶内液面以下1~2 cm深度。不要插入太深,以免外壁沾带溶液过多;也不要插入太浅,以免液面下降时吸空。左手拿洗耳球,排除空气后紧按在移液管口上,借吸力使液面慢慢上升,移液管应随容量瓶中液面的下降而下降。当管中液面上升至刻线以上时,迅速用右手食指堵住管口(食指最好是潮而不湿),用滤纸擦去管尖外部的溶液,将移液管的流液口靠着容量瓶颈的内壁,左手拿容量瓶,并使其倾斜约30°。稍松食指,用拇指及中指轻轻捻转管身,使液面缓慢下降,直到调定刻度线。按紧食指,使溶液不再流出,将移液管移入准备接受溶液的容器中,仍使其流液口接触倾斜的器壁。松开食指,使溶液自由地沿壁流下(图2-40),待下降的液面静止后,再等待15 s,然后拿出移液管。

注意:在调整液面和排放溶液过程中,移液管都要保持垂直,其流液口要接触倾斜的器壁(不可接触下面的溶液)并保持不动;等待15 s后,流液口内残留的一点溶液绝对不可用外力使其被震出或吹出;移液管用完应放在管架上,不要随便放在实验台上,尤其要防止管颈下端被玷污。

二、滴定管的洗涤与使用

滴定管是用来放出不固定量液体的量出式玻璃仪器,主要用于滴定分析中对滴定剂体积的测量。

图2-40 移液管的操作

图2-41 滴定管

滴定管一般分为三种:一种是下端带有玻璃活塞的酸式滴定管,如图2-41(a)所示,用于盛放酸类溶液或氧化性溶液;另一种是碱式滴定管,如图2-41(b),用于盛放碱类溶液,其下端连接一段医用橡皮管,内放一玻璃珠,以控制溶液的流速,橡皮管下端再连接一个尖嘴玻璃管;还有一种是酸碱一体的高分子材料滴定管,如图2-41(c)。常用滴定管的容积一般为25 mL或50 mL,它们的最小刻度为0.1 mL,读数可估计到0.01 mL。

1.滴定管的准备

(1)洗涤

滴定管使用前必须洗涤干净,其标准为:滴定管装满水后再放出时,管的内壁全部为一层薄水膜湿润,且不挂有水珠。无明显油污的滴定管,可直接用自来水冲洗。若有油污,可用滴定管刷蘸肥皂刷洗;若不行,则用铬酸洗液洗涤,洗时应事先关好活塞,每次将10 mL左右的洗液倒入滴定管中,两手平端滴定管,并不断转动,直至洗液布满全管为止,然后打开活塞,将洗液放回原瓶中。若油污严重,可倒入温洗液浸泡一段时间。用洗液洗过的滴定管,先用自来水冲洗,再用少量蒸馏水润洗三次。碱式滴定管的洗涤方法同上,但要注意铬酸洗液不能直接接触橡皮管。为此可将碱式滴定管倒立于装有铬酸洗液的玻璃槽内浸泡,或用橡皮管接于水泵上,轻捏玻璃珠,将洗液徐徐抽至近橡皮管处,让洗液浸泡一段时间后,再把洗液放回原瓶中,然后用自来水冲洗,蒸馏水润洗三次。

(2)查漏

将已洗净的滴定管装满水,放置在滴定管架上直立静置2 min,观察有无水滴漏下。然后,将活塞旋转180°,再静置2 min,观察有无水滴漏下。如均不漏水,滴定管即可使用。

若酸式滴定管漏水,可按以下方法处理:取下玻璃活塞,用滤纸或纱布擦干活塞及活塞槽。用手指粘少量凡士林抹在活塞粗的一端,沿圆周涂一薄层,尤其在孔的近旁不能涂多,如图2-42(a)。活塞另一端的凡士林最好是涂在活塞槽内壁上,涂完以后将活塞插入槽内,插时活塞孔应与滴定管平行,如图2-42(b)。然后转动活塞,从外面观察活塞与活塞槽接触的地方是否呈透明状态,转动是否灵活,如图2-42(c)。检查活塞是否漏水,如不合要求则需要重新涂凡士林。

图2-42 旋塞涂凡士林

若碱式滴定管漏水,可将橡皮管中的玻璃珠稍加转动,或略微向上推或向下移动一下,进样处理后仍然漏水,则需要更换玻璃珠或橡皮管。

(3)装液

为了使装入滴定管的溶液不被滴定管内壁的水稀释,要先用所装溶液润洗滴定管。即注入所装溶液约5~6 mL,然后两手平端滴定管,慢慢转动,使溶液流遍全管。打开滴定管的活塞,使润洗液从管口下端流出。如此润洗3次后,再装入溶液。装液时要直接从试剂瓶注入滴定管,不要经过漏斗等其他容器。

(4)排气

当溶液装入滴定管时,出口管还没有充满溶液。此时将旋塞的滴定管倾斜约30°,左手迅速打开活塞使溶液冲出,就能使溶液充满全部出口管。假如使用碱式滴定管,则把橡皮管向上弯曲,玻璃尖嘴斜向上方,用两指挤压玻璃珠,使溶液从出口管喷出,气泡随之逸出(见图2-43)。气泡排除后,加入溶液至刻度以上,再转动活塞或挤捏玻璃珠,把液面调节在“0.00”毫升刻度处或略低于“0”刻度。

图2-43 碱式滴定管中气泡的赶出

图2-44 读数时视线的方向

(5)读数

在读数时,要把滴定管从架上取下,用右手大拇指和食指夹持在滴定管液面上方,使滴定管与地面呈垂直状态。读数时视线必须与凹液面最低点保持在同一直线上,如图2-44所示。对于无色或浅色溶液,读它们的弯月面下缘最低点的刻度;对于深色溶液(如高锰酸钾、碘水等),可读两侧最高点的刻度(见图2-45)。若滴定管的背后有一条蓝带,无色溶液这时就形成了两个弯月面,并且相交于蓝线的中线上,读数时即读此交点的刻度(见图2-46);若为深色溶液,则仍读液面两侧最高点的刻度。为了使读数清晰,也可在滴定管后衬一张纸片为背景,形成较深的弯月面,读取弯月面的下缘——这样不受光线影响,容易观察(见图2-47)。每次滴定最好都将溶液装至滴定管的“0.00”毫升刻度或稍下一点,这样可消除因上下刻度不均匀所引起的误差。读数应读至毫升小数后第二位,即估计到0.01 mL。

图2-45 深色溶液的读数

图2-46 蓝条滴定管

图2-47 读数卡

2.滴定操作

使用酸式滴定管时,左手握滴定管,无名指和小指向手心弯曲,轻轻地贴着出口部分,用其余三指控制活塞的转动(见图2-48)。注意不要向外用力,以免推出活塞造成漏液,应使活塞稍有一点向手心的回力。使用碱式滴定管时,仍以左手握管,拇指在前,食指在后,其他三指辅助夹住出口管。用拇指和食指捏住玻璃珠所在部位,向右边挤压橡皮管,使玻璃珠移至手心一侧,从而使溶液可从玻璃珠旁边空隙流出(见图2-49)。注意不要用力捏玻璃珠,也不要使玻璃珠上下移动;不要捏玻璃珠下部橡皮管,以免空气进入而形成气泡,影响读数。

图2-48 酸式滴定管的操作

图2-49 碱式滴定管的操作

滴定一般在锥形瓶中进行,滴定管下端伸入瓶中约1 cm,必要时也可在烧杯中进行。操作方法如图2-48和图2-49所示。左手按前述方法操作滴定管,右手的拇指、食指和中指拿住锥形瓶颈,沿同一方向按圆周摇动锥形瓶,不要前后振动。边滴边摇,两手协同配合,开始滴定时,无明显变化,液滴流出的速度可以快一些,但必须成滴而不能成线状流出,滴定速度一般控制在3~4滴/秒,注意观察标准溶液的滴落点。随着滴定的进行,滴落点周围出现暂时性的颜色变化,但摇动锥形瓶,颜色变化很快。当接近终点时,颜色变化消失较慢,这时应逐滴加入,加一滴后把溶液摇匀,观察颜色变化情况,再决定是否还要滴加溶液。最后应控制液滴悬而不落,用锥形瓶内壁把液滴靠下来(这时加入的是半滴溶液),用洗瓶吹洗锥形瓶内壁,摇匀。如此重复操作直至颜色变化半分钟不消失,即可认为到达终点。滴定结束后,滴定管内剩余的溶液应弃去,不要倒回原瓶中。然后依次用自来水、蒸馏水各冲洗三次,倒立夹在滴定管架上。

三、移液器的使用

1.移液器的工作原理

1958年,Eppendorf公司发明了世界上第一支微量加样器,并于1961年成功申请气体活塞式移液器专利。移液器的工作原理是活塞通过弹簧的伸缩运动来实现吸液和放液。即在活塞推动下,排出部分空气,利用大气压吸入液体,再由活塞推动空气排出液体。使用移液器时,配合弹簧的伸缩性特点来操作,可以很好地控制移液的速度和力度。

2.移液器的操作使用

(1)设定移液体积

旋转刻度旋钮即可调节移液体积。从大体积调节至小体积时,逆时针旋转刻度即可。从小体积调节至大体积时,可先顺时针调至超过设定体积的刻度,再回调至设定体积,以保证最佳的精确度。

(2)装配移液器吸头

对于单道移液器,将移液器端垂直插入吸头,左右微微转动,上紧即可。注意不要用反复撞击吸头的方法来上紧,长期这样操作,会导致移液器中的零部件因强烈撞击而松散,甚至会导致调节刻度的旋钮卡住(图2-50)。

图2-50 单道移液器装配吸头

多道移液器装配吸头时,应将移液器的第一道对准第一个吸头,倾斜插入,前后稍许摇动上紧(图2-51)。

图2-51 多道移液器装配吸头

(3)吸液和放液

黏稠液体可以通过吸头预润湿的方式来达到精确移液,即先吸入样液,打出,吸头内壁会吸附一层液体,使表面吸附达到饱和,然后再吸入样液,最后打出液体的体积会很精确。

吸液分为正向吸液和反向吸液两种方式。正向吸液是指正常的吸液方式。吸液操作时可将按钮按到第一挡吸液,释放按钮。放液时先按下第一挡,打出大部分液体,再按下第二挡,将余液排出。反向吸液是指吸液时将按钮直接按到第二挡再释放,这样会多吸入一些液体,打出液体时只要按到第一挡即可。多吸入的液体可以补偿吸头内部的表面吸附。反向吸液一般与预润湿吸液方式结合使用,适用于黏稠液体和易挥发液体。

放液时要慢,控制好弹簧的伸缩速度,吸头尖端靠在容器内壁。

3.移液器日常使用注意事项

(1)移液器长时间不用时建议将刻度调至最大量程,让弹簧恢复原形,延长移液器的使用寿命。

(2)移取的液体如果易产生气泡,如表面活性剂(内置气体活塞式移液器在移取这类液体时产生气泡,属正常现象),请使用外置活塞式移液器移液。

(3)多道移液器与吸头衔接处的O型圈可定期用硅油轻拭保养。

(4)如果需要从长颈瓶中移液,可将移液器外层套筒取下,在内杆上直接装配吸头使用,或者使用特殊的长颈吸头来操作。 ZR6nCp2ndqvzI7DupTFb4+GuwbFhU3ZDfmZFbMqcbhiD14rAaL0kPDaNl7nVCF4e

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