中学化学中的一些定量实验
中学化学中的一些定量实验
高中化学课本中的定量实验数目不多，除配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液(见化学基本操作)外，主要的定量实验是中和滴定、硫酸铜晶体结晶水含量的测定以及盐的溶解度的测定。中和滴定，旨在初步学会中和滴定的操作和运用，巩固中和滴定的计算技能。结晶水的测定和盐的溶解度的测定，旨在运用天平称量等操作技能，学习测定晶体里结晶水含量和盐的溶解度的实验方法与计算方法。学习这些定量的化学实验，要注意培养宏观与微观结合、定性与定量结合等化学思想、化学方法；必须以严谨、求实的科学态度对待实验问题和实验结果；要坚持探索、创新的精神去完成定量实验问题的设计、实施与实验结果的评价。定量实验应该做到：准确运用化学实验基本操作技能，使实验结果在该实验设备条件下达到相对准确，减少误差；对实验操作引起的误差或失败的原因作出客观的判断与合理的解释；能够将以上定量实验的思想与方法，适当迁移运用到某些类似的定量实验中去，解决一些原理和操作较简单的定量问题。
1．中和滴定
滴定的操作过程大致是：首先称取一定质量的试样制成溶液(或者取一定体积的试样溶液)，然后通过滴定管将已知浓度的溶液逐滴加到被测溶液中去(也可把待测液滴入已经浓度的标准溶液中)，根据指示剂颜色的变化而终止滴定。最后，可通过有关溶液的浓度和所用体积算出被测试样的含量或被测溶液的浓度。滴定包括中和滴定、氧化还原滴定、络合滴定等。
酸碱中和滴定，是利用酸碱中和反应的原理测定酸、碱的含量或酸、碱溶液浓度的滴定方法。
(1)中和滴定的实验程序(以标准盐酸溶液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液为例)
①仪器的洗涤
将滴定需用的滴定管、移液管和锥形瓶均洗涤干净，。滴定管、移液管再用少量要盛的溶液洗2～3次，备用。
②滴定的操作
在酸式滴定管中注入标准盐酸，使尖嘴部分充满溶液后，记录起始读数。
用碱式滴定管或移液管量取一定体积的未知浓度的NaOH溶液，放入锥形瓶中，并加入少量适当的酸碱指示剂(例如2～3滴无色酚酞试液)，振荡、摇匀。
滴定时，在锥形瓶下垫一白纸。右手沿同一方向摇动锥形瓶，眼睛集中观察瓶内指示剂颜色的变化，以确定滴定终点。常用的简单方法是：滴入盐酸到酚酞由红色变为浅粉红色，最后刚刚变为无色为止。此外，还可在滴入1滴盐酸后，酚酞由红色变为无色，再反滴入1滴NaOH溶液时，酚酞又由无色变红色，即达滴定终点。如果用NaOH溶液滴定盐酸(仍用酚酞作指示剂)，当滴入1滴NaOH溶液后，瓶内溶液由无色变浅粉红色且摇动时在半分钟内颜色不消失，即达滴定终点。滴定后观测、记录已知标准溶液消耗的体积数。
(2)中和滴定应注意的几个问题
作为定量实验，关键要力求实验数值和测定结果准确，努力减少误差。为此，应特别注意以下几点：
①滴定管不能漏水，酸式滴定管的活塞应该转动灵活。滴定管中加入液体后，应该从下面放出液体，调节到尖嘴部分充满溶液，并使滴定管内部没有气泡，再把起始时液面的读数记录下来。
②滴定过程中，要小心摇动锥形瓶，确保所有滴加的液体进入瓶内溶液，不能有任何的溶液从瓶内溅出。
③要恰当地选择酸碱指示剂。各种酸碱指示剂都有一定的变色范围。
一般说来，用适当浓度的一元强酸与一元强碱相互滴定时，使用酚酞或甲基橙较易掌握(由于石蕊的紫色与蓝色不易区分，一般不用石蕊作中和滴定的指示剂)；一元弱酸(如乙酸)滴定一元强碱(如NaOH)时，因生成的盐水解，溶液显弱碱性，通常使用酚酞作指示剂相对好一些；一元弱碱(如氨水)，滴定一元强酸(如盐酸)时，因生成的盐水解，溶液显弱酸性，使用甲基橙作指示剂相对好一些。 ④滴定操作，应重复适当的次数，至少应重做一次。取两次或多次测定数据的平均值去计算待测试样的含量或待测溶液的浓度。
