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碳酸钠标定盐酸标准滴定溶液误差分析

大C-会员头像-www.bzwz.com标准物质网 大C 0 1621 2020-10-25
【摘要】以GB/T601—2002中盐酸标准滴定溶液的标定方法和操作过程为基础 ,分析了方法误差、试剂 误差 、仪器误差 、操作误差等系统误差和偶然误差的产生原因 ,说 明了数据处理的正确方法 ,并针对 各 自误差的性质和产生的原 因给出了相应的解决方案
  • 浓盐 酸具有较强 的挥发性 ,因而其标准溶液 采用 间接法配制。按 照所需 配置盐 酸的浓度 ,称 取规定重量 。在 270~300℃高温炉 中灼烧 至恒重 的无水碳 酸钠 ,溶于 50mL水 中,加 10滴溴 甲酚绿 一 甲基 红指示 液 ,用配好 的盐酸溶液滴定至溶液 由绿色变为暗红色 ,煮沸2rain,冷却后继续滴定至 溶液再呈暗红色;同时做空白试验 。

    1误 差来 源分 析

    标定盐酸标准溶液的 目的是为了得到准确 的 盐 酸浓 度 ,即使分析方法再可靠 、仪 器再精 密 ,操 作再细致熟练 ,所测数据只能更加接近真实值 。 因为误 差是客观存在 的 ,但如果掌握 了标定盐酸 时产生误差 的性质 和原因 ,就可 以最大程度地降 低误差。

    1.1 系统 误 差

    2.1.1 方 法误差

    (1)产生 原 因

    方法误 差是 由于分析方法本身造成 的 ,如滴 定过程 中反应进行不完全 、化学计量点 和滴定终 点不想符合 、以及反应条件没有控制好和发生其 它副反应等等 ,都会引起系统的测定误差 。

    酸碱滴定过程 中最重要 的是了解滴定过程 中 溶液 pH值的变化规律 ,再根据 pH值的变化规律选 择最适宜的指示剂指示终点 。

    盐酸标准溶液 的标定属 于多元碱滴定过程 , 滴定分为 2步进 行 :第 1步 CO3>+H =HCO,一;第 2 步 HCO3+H=CO T+H:O;标定盐 酸时盐酸与碳 酸钠进行完全 中和反应 ,即反应进行到第 2步 ,依 据第 2步pH的变化来选择指示剂 。

    H:CO,与 Na:CO,为共轭酸碱对 ,则 由HCO,的 离解 常 数可 以计 算 出 NaCO,一 级离 解 常数 K。= 1.8×10~,二级离解常数 K:=2.4x10~,设需配置的盐 酸浓度为 1mol/L,K。/K 10,且 K:≥10 才 能出现第 2个滴定 突跃 ,第 2个滴定突跃不明显 ,再加上 HCO3的缓 冲 作用 ,使 得滴定终 点时 pH值 变化很 不明显 ,不利 于滴定终点的判断。

    (2)解 决对 策

    盐酸与碳酸钠反应完全 ,达到化学计量点时 , 溶液 被滴 定形 成 的 CO饱 和 ,H:CO,的浓度 约为 0.040mol/L,pH=3.89,但 由于NaCO的二级离解常 数不够大。再加上 CO饱和使溶液的酸度增大 ,终 点提前 ,为此在滴定近终点时必须剧烈摇动 ,促使 H:CO,分解 ,最好将溶液煮沸 2min除去 CO:,使突 跃变大 。冷却后继续滴定至终点 。依据化学计量 点时 pH=3.89,可采用 甲基橙作指示剂 ,变色范 围 的pH:3.1~4.4,颜色为红色 、碱色为黄 ,颜色变化不 敏锐 ,终点较难判断 ;而 甲基红一溴甲酚绿混合指 示 剂的酸色为酒 红 、碱色绿色 ,色差较大 ,易于终 点判断 ,因而其作 为标定盐酸标准溶液指示剂 的 首选 ,但并不是说此指示剂就是最合适的 ,其变色 点 pH为 5.1,与 3.89仍有差距 ,还有很大的变化空 间 ,来寻找更好 的指示剂使其变色点 的pH更接近 3.89,即使滴定终点更接近化学计量点。

    2.1.2试 剂误 差

    (1)产生原因

    试剂误差是 由于所用蒸馏水含有杂质或所使 用的试剂不纯引起的。在分析工作中经常要用到 水 ,它可视为用量最大 的试剂 ,但什么规格 的水 才 能满足配置标准滴定溶液 的要求 ,国家标准 中都 有严格 的规定 ,因为水的各 相指标 直接影 响标 准 滴定溶液的标定浓度及储存时间 。

    基准物无水碳酸钠 的纯度对盐酸浓度的准确 度影响更为直接 、更大 ,因为无水碳酸钠 直接参 与 盐酸浓度 的计算 ,若纯度达不到要求 ,盐酸浓度的 准确度就无法保证。

    标定盐酸的过程 ,外观没有变化 ,必须借助指 示剂 的颜色改变来确定滴定终点 ,指示剂若失 效 或浓度过大 ,都会使终点变色迟钝 ,直接影 响到滴 定终点 的确定 ,从而使滴定终点与化学计量点 的 误差增大。

    (2)解决 对策

    配制 、标定盐 酸标 准溶液用水必 须符合 GB/ T66822—2008中三级水的规格要求 ,且为了确保水 的质量 ,避免水在输送 、储存 中变质 ,可通过测定 pH值和电导率确定水质 ,更为保险的做法是 ,标液 室配备小型净化水的装置 ,确保水的质量b。

    按照要求基 准无水碳酸钠 的纯度为 1.0000-+ 0.0005,为此要选 择正规厂家的产 品和生产 日期 较短 的产品 ,从 而确保产品的质量 ;同时还可以将 无水 碳酸钠纯度带入盐酸浓度 的计算式 ,可 以得 到更为准确盐酸浓度 。

    为了尽可能减小滴定终点与化学计量点之间 的误差 ,提高测定结果的准确度 ,指示剂的纯度必 须符合标准要求 ,且 严格按 照国家标 准的要求配 置 ,配置量不要太 多 ,以防放置时间过长 ,指示剂 失效或浓度发生变化。

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