三、常用溶液的配制与标定
定量分析所用化学试剂均为分析纯(AR),配制溶液用蒸馏水(或去离子水)。
(一)75%硫酸溶液
1.溶液配制
在冷却条件下,将700mL浓硫酸(密度为1.84g/mL)小心缓慢地加入到350mL蒸馏水中,边加边搅拌,待溶液冷却至室温后,加蒸馏水至1000mL。
或在冷却条件下,将1000mL浓硫酸(密度1.84g/mL)慢慢加入到570mL蒸馏水中,边加边搅拌,冷却至室温。
硫酸溶液浓度允许范围在73%~77%(质量分数)。
2.溶液标定
用移液管吸取硫酸溶液3mL左右(约5g),置于已知重量的锥形瓶中称重(精确至0.0001g),加蒸馏水100mL,加酚酞指示剂数滴,以1.0mol/L氢氧化钠溶液滴定,滴至溶液呈淡红色为止。按下面公式计算硫酸的浓度(%)。
式中 G——吸取硫酸溶液的质量,g;
C——氢氧化钠溶液的浓度,mol/L;
V——耗用氢氧化钠溶液的体积,mL。
(二)硫酸溶液
1.50%硫酸溶液配制
在冷却条件下,将400mL浓硫酸(密度为1.84g/mL)缓缓加入到500mL蒸馏水中,边加边搅拌,冷却至室温。
2.59.5%硫酸溶液配制
在冷却条件下,将840mL浓硫酸(密度为1.84g/mL)缓缓加入到1000mL蒸馏水中,边加边搅拌,待溶液冷却至室温后,调整密度到1.4902~1.4956g/mL(20℃)。
3.60%硫酸溶液配制
在冷却条件下,将500mL浓硫酸(密度为1.84g/mL)缓缓加入到582mL蒸馏水中,边加边搅拌,待溶液冷却至室温后,调整密度到1.498g/mL。
溶液标定方法见前述“75%硫酸溶液”。
(三)20%盐酸溶液
1.溶液配制
将1000mL浓盐酸(20℃,密度为1.19g/mL)缓慢加入到800mL蒸馏水中,待冷却到20℃时再加入蒸馏水,修正其密度至1.095~1.100g/mL。
浓度控制在19.5%~20.5%。
2.溶液标定
用移液管吸取盐酸溶液4mL左右(约5g)置于已知重量的锥形瓶中称重(精确至0.0001g),加蒸馏水100mL,加酚酞指示剂数滴,以0.1mol/L氢氧化钠溶液滴定,滴至溶液呈淡红色为止。按下面公式计算盐酸的浓度(%)。
式中 G——吸取盐酸溶液的质量,g;
C——氢氧化钠溶液的浓度,mol/L;
V——耗用氢氧化钠溶液的体积,mL。
(四)80%甲酸溶液
1.溶液配制
将880mL浓甲酸(质量分数为90%,密度为1.204g/mL)用蒸馏水稀释至1000mL。或将780mL浓甲酸(质量分数为98%~100%,密度1.220g/mL)用蒸馏水稀释至1000mL。
甲酸溶液的浓度允许在77%~83%(质量分数)范围内。
2.溶液标定
用移液管吸取甲酸溶液5mL置于已知重量的锥形瓶中称重(精确至0.0001g),加蒸馏水100mL,加酚酞指示剂数滴,以0.1mol/L氢氧化钠溶液滴定,滴至溶液呈淡粉色为止。按下面公式计算甲酸浓度(%)。
式中 G——吸取甲酸溶液的质量,g;
C——氢氧化钠溶液的浓度,mol/L;
V——耗用氢氧化钠溶液的体积,mL。
(五)甲酸/氯化锌溶液
取20g无水氯化锌(质量分数大于98%)和68g无水甲酸,加蒸馏水至100g。或称取100g的氯化锌溶解于316mL的88%甲酸中,再加入13.5mL的蒸馏水,充分混合,配制成甲酸/氯化锌溶液。
注意:此试剂有害,使用时宜采取妥善的防护措施。
(六)锌酸钠溶液
1.锌酸钠(储备溶液)
将180g氢氧化钠溶解在180~200mL蒸馏水中,在不断搅拌下逐渐加入80g氧化锌,同时慢慢地加热溶液,当氧化锌全部加入后,加热溶液至微沸腾,继续加热直到溶液变澄清或略有混浊,加入20mL蒸馏水,充分搅拌冷却至室温。将溶液移入500mL容量瓶中,加蒸馏水至刻度。
使用锌酸钠溶液前,用孔径为40~90μm的烧结玻璃过滤器过滤溶液。
2.锌酸钠稀溶液(工作溶液)
精确量取1份的锌酸钠储备液(经过滤),在搅拌下加入2倍的蒸馏水,充分混合,并在24h内使用。
(七)1mol/L碱性次氯酸钠溶液
1.溶液配制
在1000mL浓度为1mol/L的次氯酸钠溶液中加入5g氢氧化钠(使其含量为5g/L±0.5g/L),待溶解后用碘量法标定,使其浓度在0.9~1.1mol/L范围。
2.溶液标定
用移液管吸取次氯酸钠溶液2mL置于锥形瓶中,加100~150mL蒸馏水,10%无色碘化钾溶液20~25mL,10%硫酸10~15mL,立即以0.1mol/L硫代硫酸钠溶液滴定,待溶液呈淡黄色时加入3~4mL淀粉指示剂,继续滴定至溶液蓝色消失为止。按下面公式计算次氯酸钠溶液的浓度。
式中 C1——次氯酸钠溶液的浓度,mol/L;
C2——硫代硫酸钠溶液的浓度,mol/L;
V1——吸取次氯酸钠溶液的体积,mL;
V2——耗用硫代硫酸钠溶液的体积,mL。
(八)氢氧化钠溶液
1.2.5%氢氧化钠溶液配制
将25g氢氧化钠溶入975mL蒸馏水中,搅拌均匀,使其充分溶解。
2.5%氢氧化钠溶液配制
将52.8g氢氧化钠投入1000mL蒸馏水中,搅拌均匀,使其充分溶解。或将50g氢氧化钠投入950mL蒸馏水中,搅拌均匀,使其充分溶解。
(九)稀氨水溶液
硫酸法、甲酸法用稀氨水溶液:取80mL浓氨水(密度为0.880g/mL)加蒸馏水稀释至1000mL。
甲酸/氯化锌法用稀氨水溶液:取20mL浓氨水(密度为0.880g/mL)用蒸馏水稀释至1000mL。
锌酸钠法、硫酸法(溶丝)用稀氨水溶液:取200mL浓氨水(密度为0.880g/mL),用蒸馏水稀释至1000mL。
(十)稀乙酸溶液
锌酸钠法用稀乙酸溶液:取50mL冰乙酸,用蒸馏水稀释至1000mL。
次氯酸盐法用稀乙酸溶液:吸取5mL冰醋酸,加蒸馏水稀释至1000mL。
(十一)C(NaOH)=1mol/L氢氧化钠标准溶液
1.溶液配制
将刚煮沸过的蒸馏水(称无二氧化碳的蒸馏水)约200mL置于500mL的烧杯中,称取42g氢氧化钠迅速放入水中,用玻璃棒轻轻摇匀以至溶解。移入1L容量瓶中,用无二氧化碳的蒸馏水稀释至刻度,摇匀后待标定。
2.溶液标定
称取3g(精确至0.0001g)于105~110℃烘至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾,置于250mL锥形瓶中,加80mL无二氧化碳的蒸馏水使其溶解。加入2滴酚酞指示剂(10g/L),用待标定的氢氧化钠溶液滴定至粉红色。同时做空白试验,分别记录耗用氢氧化钠溶液的毫升数。用下式计算氢氧化钠标准溶液的浓度C(mol/L)。
式中 m——邻苯二甲酸氢钾的质量,g;
V1——氢氧化钠溶液的用量,mL;
V2——空白试验氢氧化钠溶液的用量,mL;
0.2042——与1mL氢氧化钠标准溶液[C(NaOH)=1mol/L]相当的,以克数表示的邻苯二甲酸氢钾的质量。
3.操作说明
重复标定两次,两次相对误差不得超过0.2%。其他浓度氢氧化钠标准溶液的配制方法同1mol/L氢氧化钠标准溶液,相关溶液及基准物用量见表0-3。
表0-3 不同浓度氢氧化钠标准溶液的配制参考
(十二)C(Na2S2O3)=0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液
1.溶液配制
称取25g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)(或16g无水硫代硫酸钠),溶于1L无二氧化碳、冷却的、加有0.1g无水碳酸钠的蒸馏水中,搅匀使其溶解,移入棕色磨口试剂瓶中密封保存,1天后标定。
2.溶液标定
称取0.15g(精确至0.0001g)于120℃烘至恒重的基准重铬酸钾,放入500mL碘量瓶中,注入25mL蒸馏水溶解。加2g碘化钾和20%硫酸溶液20mL,摇匀后置于暗处放置10min。取出后,加冷蒸馏水150mL。然后用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定。当滴至溶液呈黄绿色时,加3mL淀粉指示剂(5g/L),继续滴至溶液由蓝色变成亮绿色。同时做空白试验,分别记录硫代硫酸钠溶液耗用毫升数。按下式计算硫代硫酸钠标准溶液的浓度C(mol/L)。
式中 m——重铬酸钾的质量,g;
V1——硫代硫酸钠溶液的用量,mL;
V2——空白试验硫代硫酸钠溶液的用量,mL;
0.04903——与1.00mL硫代硫酸钠标准溶液[C(Na2S2O3)=1.000mol/L]相当的,以克数表示的重铬酸钾的质量。