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1.铵盐中氮含量的测定
常见的铵盐如(NH4)2SO4, NH4Cl等,作为一种弱酸其pKa=14-4.74=9.26,为极弱酸,不能用标准碱溶液直接滴定。常用的测定方法有两种:蒸馏法和甲醛法。
(1)蒸馏法 该法是将试样放于蒸馏瓶中,加入过量NaOH溶液,加热煮沸,蒸馏出NH3,反应式为:NH4++OH-= NH3↑+H2O。蒸出的NH3,可用强酸如H2SO4、HCl吸收,亦可用硼酸吸收。若用强酸吸收,加入的强酸标准溶液是过量的,用碱标准溶液滴定反应后剩余的强酸标准溶液,根据滴定所用碱标准溶液的体积和浓度及吸收所用强酸标准溶液的体积和浓度即可计算出铵盐中氮含量。
例称取试样NH4Cl 2.000g,加过量KOH溶液,加热蒸馏出的NH3吸收在50.00mL 0.5000mol/L HC1标准溶液中,过量HCl用0.5000mo1/L NaOH标准溶液滴定,用去1.56mL,计算试样中N的含量。
[解]N含量=(50.00×0.5000-1.56×0.5000)×14.00/(2.000×1000)×100%=16.95%
若用硼酸吸收,其反应为:NH3+H3BO3=NH4BO2+H2O。NH4BO2是弱碱,可以用酸标准溶液滴定测定铵盐中氮含量,指示剂为甲基红-溴甲酚绿混合指示剂。因滴定的是NH4BO2,故硼酸吸收液只需过量即可。氮含量计算式为:
式中,G为样品质量,g。
(2)甲醛法详见前述cKa(或cKb)<10-8的单一酸、碱的滴定方法中例2。
2.混合碱测定
混合碱通常是指NaOH和Na2CO3或Na2CO3和NaHCO3的混合物,在化工生产中,常遇到混合碱的测定,例如用NaOH溶液作去除乙炔气中CO2吸收剂时,为保证其吸收率,需定时测定NaOH和Na2CO3含量;在用NaHCO3烧制Na2CO3时,要不断测定Na2CO3和NaHCO3含量,以了解其转化率。NaOH和Na2CO3或Na2CO3和NaHCO3混合物的测定问题就是混合碱测定问题,前者是强碱和弱碱的混合物而后者是两种弱碱的混合物。
测定NaOH和Na2CO3混合碱,用酚酞为指示剂,用HCI标准溶液滴定到终点时,相当于全部的NaOH和1/2的Na2CO3被中和(Na2CO3被滴定至NaHCO3),此时消耗的HCI标准溶液的体积为V(HCl)。继续加入甲基橙指示剂,滴定至第二个终点,此时相当于另一半Na2CO3被中和(NaHCO3被滴定至CO2),消耗的HCI标准溶液的体积为V(HCl)2。由此可知消耗于NaOH的HCI标准溶液的物质的量为cHCl(V(HC1)1-V(HCO2) , NaOH含量(g/L)的计算式为:
消耗于Na2CO3的HCI标准溶液的物质的量为c(HCl)×2V(HCl)2,Na2CO3含量(g/L)的计算式为:
M(1/2Na2CO3)=53.00
测定NaHCO3和Na2CO3混合碱,用酚酞为指示剂,用HCI标准溶液滴定到终点时,相当于1/2的Na2CO3被中和,此时消耗的HCl标准溶液的体积为V(HCl)1。继续加入甲基橙指示剂,滴定至第二个终点,此时试样中原有的NaHCO3和相当于另一半的Na2CO3被中和,消耗的HCl标准溶液的体积为V(HCl)2。由此可知消耗于Na2CO3的HCl标准溶液的物质的量为c(HC)×2V(HC1),Na2CO3含量(g/L)的计算式为:
消耗于NaHCO3的HCl标准溶液的物质的量为c(HCl)×(V(HCl)2-V(HCl)1) , Na2CO3含量(g/L)的计算式为:
在混合碱测定中,若V(HCl)1>V(HCl)2,则为NaOH和Na2CO3的混合物,V(HCl)2>V(HCI)1,则为Na2CO3和NaHCO3的混合物。
3.有机物测定示例
(1)草酸纯度的测定草酸(H2C2O4·2H2O)是二元酸,只要浓度不是很低,可按一元酸用NaOH标准溶液直接滴定,用酚酞作指示剂。草酸纯度(%)可按下式计算:
(2)醛类的测定醛类化合物既非酸又非碱,故不能用酸或碱直接滴定。但醛类化合物可以通过某些化学反应间接加以测定。例如,丙烯醛与盐酸羟氨在醇溶液中反应生成HCI。
CH2=CHCHO+NH2OH·HCl=CH2=(CH)2=NOH+HCl+ H2O
可用甲基橙作指示剂,用NaOH标准溶液滴定。丙烯醛含量(%)按下式计算:
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