实验三   硫酸铵含氮量的测定   

一、实验目的

1、掌握甲醛法测定铵盐中氮含量的原理和方法。

2、熟练掌握碱式滴定管、移液管及容量瓶的使用。

3、熟练掌握电子天平的使用方法。

二、实验原理

铵盐是强酸弱碱盐，但由于NH₄⁺的酸性太弱Ka=5.6×10^-10，故无法用NaOH标准溶液直接准确滴定，因而采用间接滴定法，使NH₄⁺转化为较强的酸然后滴定。通常采用甲醛法：

4 NH₄⁺ + 6HCHO ═ (CH₂)₆N₄H⁺ + 3H⁺ + 6H₂O

(CH₂)₆N₄H⁺ 的Ka=7.1×10^-6，可用NaOH标准溶液直接滴定，计量点时产物为(CH₂)₆N₄，显微碱性，选用酚酞作指示剂。

三、仪器与试剂

1、仪器：50mL碱式滴定管1支；250mL锥形瓶3个；100mL烧杯1个；250mL烧杯1个；100mL量筒1个；25mL移液管1支；250 mL容量瓶1个；玻璃棒2根；小滴瓶1个；洗瓶1个。

2、试剂：0.15mol·L^-1NaOH标准溶液（待标定）； 1:1甲醛（约20%）；0.2%酚酞；0.2%甲基红。

四、实验内容

1、0.15mol·L^-1NaOH标准溶液的标定

准确称取1.9~2.3 g基准H₂C₂O₄·2H₂O于100mL烧杯中，加入少量蒸馏水溶解。待H₂C₂O₄·2H₂O完全溶解后，定量转入250 mL容量瓶中，加水至刻度摇匀。（基准物质质量范围的确定：m₁=1/2×0.15×20×126.07÷1000=0.19g；m₂=1/2×0.15×25×126.07÷1000=0.24g，既可称大样，也可称小样）

用25mL移液管移取上述H₂C₂O₄·2H₂O溶液于250mL锥形瓶中，加入2滴酚酞指示剂，用待标定的NaOH溶液滴定至呈微红色并保持半分钟不褪即为终点，平行滴定三份，计算NaOH溶液的浓度。

2、甲醛溶液的处理

量取15mL 原瓶装甲醛于250mL烧杯中，加入15mL蒸馏水，混匀，加入2滴酚酞指示剂，用NaOH标准溶液中和至甲醛溶液呈微红色，备用。

3、硫酸铵含氮量的测定

准确称取(NH₄)₂SO₄试样0.2～0.23g（21.2% = cVM_N / 1000m×100%，V=20～25mL，c =0.15 mol·L^-1，M_N =14.01）于锥形瓶中，加水溶解（约25mL左右），加入3～4滴甲基红指示剂，若呈黄色，则说明铵盐中不含游离酸；若呈红色，说明铵盐中含有游离酸，此时应该用NaOH事先中和，滴定至橙色或黄色，除去其中的游离酸。然后加入10mL已中和的1:1甲醛溶液，再加入2滴酚酞指示剂，摇匀，静止1分钟。用0.15mol·L^-1NaOH标准溶液滴定至溶液呈微红色，半分钟不褪色即为终点，平行测定三份。（此处强调滴定过程中的颜色变化：红→黄→淡红）

五、问题讨论

1、NH₄NO₃、NH₄Cl或NH₄HCO₃中的含氮量能否用甲醛法测定？

2、为什么中和甲醛中的游离酸使用酚酞指示剂，而中和(NH₄)₂SO₄试样中的游离酸却使用甲基红指示剂？

3、NH₄⁺为NH₃的共轭酸，为什么不能直接用NaOH溶液滴定？

六、实验数据记录与处理

1、0.15mol·L^-1NaOH标准溶液的标定

注：

2、硫酸铵含氮量的测定

 注：

第二篇：实验四 NaOH标准溶液浓度的标定、铵盐中铵态氮量的测定(甲醛法)

上一次实验（滴定分析基本操作练习）的问题：

1.    思考题：锥形瓶不需要先用该溶液润洗或烘干主要是因为它不会改变该溶液的物质的量。

2.    讨论：应该就实验过程中出现的现象、情况和实验结果进行讨论。讨论并不是思考题。例如可对相对平均偏差过大进行讨论分析，对使用不同指示剂时导致V_HCl / V_NaOH的比值有点差别，等等。

3.    不论是用NaOH溶液滴定HCl 还是HCl溶液滴定NaOH  V_HCl / V_NaOH或V_NaOH/ V_HCl是一个不变的值，

4.    有效数字的保留。（比值保留四位有效数字，相对平均偏差要求保留两位有效数字）

5.    数据处理时表格设计要科学合理。

6.    实验步骤要简洁易懂。

实验三.  NaOH标准溶液浓度的标定

           铵盐中氮含量的测定（甲醛法）

一．        实验原理：

1.    碱标准溶液常用NaOH 或KOH来配制，由于固体NaOH 和KOH易吸收空气中的CO₂和水分，因此常用间接法来配制，即先配制近似浓度，然后用基准物质（草酸H₂C₂O₄、邻苯二甲酸氢钾KHP）来标定。

化学计量点：pH＝9.1

指示剂：酚酞

终点颜色：无色→ 微红色

 

计算：C_NaOH/mol L^－1＝(     )_KHP/V_NaOH×10^-3    其中：M_KHP=204.2

2. （NH₄）₂SO₄是一种氮肥，它和（NH₄）₂CO₃，NH₄Cl一样，肥效的高低重要取决于其含氮量，因此测定铵态肥的肥效，实际上就是测定以NH₄⁺的形式存在的氮。（NH₄）₂SO₄是强酸弱碱盐，由于NH₄⁺的酸性太弱（K_a＝5.6×10^-10），不满足cK_a≥10^-8故无法用NaOH标准溶液直接滴定，必须进行强化。生产和实验中广泛使用甲醛法测定铵盐中氮的含量。

4NH₄⁺＋6HCHO（CH₂）₆N₄H⁺＋3H⁺＋6H₂O         （4-1）

生成的H⁺和（CH₂）₆N₄H⁺（K_a＝7.1×10^-6）可用NaOH标准溶液直接滴定

      （CH₂）₆N₄H⁺＋3H⁺＋4OH^－＝（CH₂）₆N₄＋4H₂O         （4-2）

化学计量点时，产物是（CH₂）₆N₄（K_b＝10^-9），其水溶液显微碱性（pK_b＝9），可选用酚酞作指示剂。终点颜色变化：无色→浅红色

甲醛法准确度较差，但比较快速，故生产上用得较多。如果试样中含有Fe³⁺，影响终点观察，可改用蒸馏法。

由（4-1）和（4-2）可知NH₄⁺~ N~ OH^－，所以       = cV_NaOH×10^-3

 

故w_N＝                    ×100%

其中c＝        ，M_N＝14.01

二．仪器与试剂：电子天平，滴定管，锥形瓶，容量瓶，移液管，量筒；NaOH，KHP，；（NH₄）₂SO₄样品，酚酞指示剂，（1：1）甲醛

三．试验步骤

（一） NaOH溶液浓度的标定：称KHP 0.4-0.5g至锥形瓶中→加入20-30mL水溶解→加入1-2滴酚酞→用待标的NaOH溶液来滴定至微红色，30s不褪色，即终点→记录数据。（平衡三份）

（二）铵盐中氮含量的测定：

1.    甲醛的处理：（已经处理好，可直接取用）

2.    （NH₄）₂SO₄样品中游离酸的处理：这一步可不做，我们的样品基本不含有游离酸。

3.    测定：称取样品0.8~1.0g→小烧杯中→加水溶解→转移至100mL容量瓶中→定容至刻度→摇匀。吸取样液20.00mL→锥形瓶中→加入8mL中性甲醛→摇匀→放置1min→加入2d酚酞→用NaOH标液滴定至微红色且30s不褪色，即为终点。平衡三份。

四. 原始数据和结果

1. NaOH溶液浓度的标定

2. 铵盐中氮含量的测定

五. 注意事项

1. 电子天平的使用和滴定管的洗涤

2. 读数、记数应注意有效数字的保留。

3. 称量基准物时一般采用递减称量的方法。

4. 滴定管调零前应该把其他事宜准备好，调零后马上开始滴定，滴定后马上读数，防止因滴定管漏液而造成的读数误差。

4.     

5.    甲醛预处理，除去甲醛中的游离酸（如甲酸）。如未中和，测定结果会偏高；如中和过量，则测定结果偏低。

6.    如果样品（NH₄）₂SO₄要处理以除去游离酸，则要先加入甲基红指示剂，用NaOH溶液滴定至橙色，然后再加入甲醛进行测定。这时溶液的颜色变化为：微红→浅黄色→橙红（微红→浅黄色是甲基红颜色的变化，加入酚酞，用NaOH继续滴定，终点颜色是甲基红的黄色和酚酞的红色的混合色，故呈橙红色。）

7.    转移样液时，注意不要滴到外面。

8.    注意静置，使其反应完全。

六．思考题：P64-65：1、3、4中任选2题；P65-66任选两题

七．讨论