实验室常用标准滴定溶液的配置方法

一、概述

标准溶液是化学实验室用于分析工作的标准试剂的总称，标准滴定溶液是确定了准确浓度用于滴定分析的一种溶液。

标准滴定溶液按其化学反应原理可分为酸碱、络合、氧化、还原、沉淀四大类标准滴定溶液，如何制备标准滴定溶液并保证其浓度的准确性是保证试样分析结果准确性的基础。

本文主要说明标准溶液如何配置，制备标准溶液过程中需注意哪些问题，标准滴定溶液制备误差是什么，以及如何消除误差。

二、标准溶液的配制与标定

1、对试剂和水的要求

(1)试剂的纯度应在分析纯以上, 且性质稳定, 配成的溶液不易挥发和起其他变化。标定标准溶液必须用基准试剂。

(2)配制标准溶液必须用纯净的蒸留水或去离子水, 应符合GB6682中三级水的规格。 

2、标准溶液在配制与标定过程中注意问题

（1）溶液配制中所用的水，在没有注明其它要求时，应符合GB6683中三级水规格。所用乙醇是指95%乙醇。

（2）标定溶液和配制基准溶液所用试剂为容量分析基准试剂。配制一般溶液所用试剂纯度不低于分析纯。

（3）溶液配制中使用的分析天平的砝码、滴定管、容量瓶及移液管等需按计量检定规程要求定期检定。

（4）配制溶液所称取的试剂质量，应在所规定的质量±10%以内。

（5）标定标准滴定溶液浓度时，单次标定的浓度值与算术平均值之差不应大于算术平均值的0.2%。至少取三次标定结果的算术平均值作为标准滴定溶液的实际浓度。

（6）标准滴定溶液和基准溶液的浓度取四位有效数字。

（7）所配制的标准滴定溶液的浓度值与所规定的浓度值之差不应大于规定浓度值的±5%。

（8）用标定和比较两种方法标定溶液浓度时，如，有争议应以标定法为准。

三、标准滴定溶液的制备

（一）氢氧化钠标准溶液的配制和标定

1、目的要求

掌握NaOH标准溶液的配制和标定。

掌握碱式滴定管的使用，掌握酚酞指示剂的滴定终点的判断。

2、方法原理

NaOH有很强的吸水性和吸收空气中的CO2，因而，市售NaOH中常含有Na2CO3。

反应方程式：2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O

由于碳酸钠的存在，对指示剂的使用影响较大，应设法除去。

除去Na2CO3最通常的方法是将NaOH先配成饱和溶液（约52%，W/W），由于Na2CO3在饱和NaOH溶液中几乎不溶解，会慢慢沉淀出来，因此，可用饱和氢氧化钠溶液，配制不含Na2CO3的NaOH溶液。待Na2CO3沉淀后，可吸取一定量的上清液，稀释至所需浓度即可。此外，用来配制NaOH溶液的蒸馏水，也应加热煮沸放冷，除去其中的CO2。

标定碱溶液的基准物质很多，常用的有草酸（H2C2O4•2H2O）、苯甲酸（C6H5COOH）和邻苯二甲酸氢钾（C6H4COOHCOOK）等。最常用的是邻苯二甲酸氢钾，滴定反应如下：

C6H4COOHCOOK+NaOH→C6H4COONaCOOK+H2O

※计量点时由于弱酸盐的水解，溶液呈弱碱性，应采用酚酞作为指示剂。

3、仪器和试剂

仪器：碱式滴定管（50mL）、容量瓶、锥形瓶、电子分析天平、台秤。

试剂：邻苯二甲酸氢钾（基准试剂）、氢氧化钠固体（A.R）、10g/L酚酞指示剂：1g酚酞溶于适量乙醇中，再稀释至100mL。

4、操作步骤

1.0.1mol/L NaOH标准溶液的配制

用小烧杯在台秤上称取120g固体NaOH，加100mL水，振摇使之溶解成饱和溶液，冷却后注入聚乙烯塑料瓶中，密闭，放置数日，澄清后备用。

准确吸取上述溶液的上层清液5.6mL到1000毫升无二氧化碳的蒸馏水中，摇匀，贴上标签。

0.1mol/L NaOH标准溶液的标定

将基准邻苯二甲酸氢钾加入干燥的称量瓶内，于105～110℃烘至恒重，用减量法准确称取邻苯二甲酸氢钾约0.6000克，置于250mL锥形瓶中，加50mL无CO2蒸馏水，温热使之溶解，冷却，加酚酞指示剂2～3滴，用欲标定的0.1mol/LNaOH溶液滴定，直到溶液呈粉红色，半分钟不褪色，同时做空白试验，要求做三个平行样品。

5、结果结算

NaOH标准溶液浓度计算公式：

m_NaOH =（V1-V2）×0.2042

式中：m---邻苯二甲酸氢钾的质量，g

V1---氢氧化钠标准滴定溶液用量，mL

V2---空白试验中氢氧化钠标准滴定溶液用量，mL

0.2042---与1mmol氢氧化钠标准滴定溶液相当的基准邻苯二甲酸氢钾的质量，g 

（二）盐酸标准溶液的配制和标定

一．目的要求

1.掌握减量法准确称取基准物的方法。

2.掌握滴定操作并学会正确判断滴定终点的方法。

3.学会配制和标定盐酸标准溶液的方法。

二．原理

由于浓盐酸容易挥发，不能用它们来直接配制具有准确浓度的标准溶液，因此，配制HCl标准溶液时，只能先配制成近似浓度的溶液，然后用基准物质标定它们的准确浓度，或者用另一已知准确浓度的标准溶液滴定该溶液，再根据它们的体积比计算该溶液的准确浓度。

标定HCl溶液的基准物质常用的是无水Na2CO3，其反应式如下：

Na₂CO₃＋2HCl=2NaCl＋CO₂＋H₂O

滴定至反应完全时，溶液pH为3.89，通常选用溴甲酚绿—甲基红混合液作指示剂。

三．试剂

1.浓盐酸（密度1.19）

2.溴甲酚绿-甲基红混合液指示剂：量取30mL溴甲酚绿乙醇溶液（2g/L），加入20mL甲基红乙醇溶液（1g/L），混匀。

四．步骤

1．0.1mol·L 1HCl溶液的配制

用量筒量取浓盐酸9mL，倒入预先盛有适量水的试剂瓶中，加水稀释至1000mL，摇匀，贴上标签。

2．盐酸溶液浓度的标定 

用减量法准确称取约0.15g在270~300℃干燥至恒量的基准无水碳酸钠，置于250mL锥形瓶，加50mL水使之溶解，再加10滴溴甲酚绿-甲基红混合液指示剂，用配制好的HCl溶液滴定至溶液由绿色转变为紫红色，煮沸2min，冷却至室温，继续滴定至溶液由绿色变为暗紫色。由Na2CO3的重量及实际消耗的HCl溶液的体积，计算HCl溶液的准确浓度。

五．注意事项

干燥至恒重的无水碳酸钠有吸湿性，因此在标定中精密称取基准无水碳酸钠时，宜采用“减量法”称取，并应迅速将称量瓶加盖密闭。

在滴定过程中产生的二氧化碳，使终点变色不够敏锐。因此，在溶液滴定进行至临近终点时，应将溶液加热煮沸，以除去二氧化碳，待冷至室温后，再继续滴定。 

（三）氧化还原标准溶液的配制和标定

    氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的容量分析方法。由于氧化还原反应类型不同，所以标准溶液比较多。高锰酸钾法以KMnO4为标准溶液；重铬酸钾法以K2Cr2O7为标准溶液等。下面着重讲一下高锰酸钾标准深溶液的配制和标定。

①高锰酸钾是一个强氧化剂，易受还原性杂质和有机杂质影响，所以KMnO4浓溶液配制后应加热煮沸，使各种还原物质完全氧化，再滤去杂质，静置15天，存放于棕色瓶中。

②高锰酸钾标准溶液的酸度要适当。酸度应保持在1mol/L左右，酸度过低，则MnO-4部分还原为MnO2，析出棕色沉淀，过高使基准Na2C2O4分解。

③温度要适当。将溶液温度加热到65℃左右可加速反应。当温度超过90℃时，在酸性溶液中会造成KMnO4、C2O42-分解;温度低于60℃时反应速度太慢。

④滴定速度要适当掌握。滴定开始时KMnO4反应很慢，应等第一滴红色消失后再加第二滴。溶液中产生了Mn2+后，由于Mn2+的自催化作用,滴定速度可加快，但不能成线，以防止MnO-4分解。滴定到红色在30秒内不消失为止，作为终点。

四、标准溶液保存

(1)标准溶液应在室温20±5℃下存放，不要放在有加热设备的房间里。

(2)标准溶液不应放在有酸碱和氧化还原性逸出气的环境中，应在瓶塞上加装过滤空气中杂质的保护管。酸标准溶液加酸石棉保护管以吸收碱性气体；碱标准溶液加碱石棉保护管，以吸收酸性气体。

(3)易挥发，见光易分解的标准溶液应装在棕色瓶中，避光存放。

(4)不能用吸液管直接从标准溶液中吸取标准液。

(5)标准溶液在常温下保存不得超过两个月，氧化还原溶液一般一个月。

总之，标准溶液在配制、标定、保存和使用过程中，要认真按规定进行各环节的工作，才能保证溶液浓度的准确性，以保证实验结果的真实、准确。

 （内容来源实验与分析网）