酸堿滴定法被廣泛地應用于生產(chǎn)實際中,許多工業(yè)產(chǎn)品如燒堿、純堿、硫酸銨和碳酸氫銨等,一般都采用酸堿滴定法測定其主要成分的含量。在農(nóng)業(yè)方面,土壤和肥料中氮、磷含量的測定,以及飼料、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的評定等,也經(jīng)常用到酸堿滴定法。下面舉例說明。
一、銨鹽中氮的測定
常用的按鹽如NH4C1,(NH4)2S0;等,雖具有酸性,但酸性太弱,故不能用NaOH直接滴定,一般采用下面兩種方法進行測定。
1.蒸餾法
將銨鹽試樣放入蒸餾瓶中,加人過量的濃NaOH溶液,加熱把生成的NH3蒸餾出來。
NH4++OH-→NH3↑+H2O
將蒸餾出的NH3吸收于H3BO3溶液中,然后用酸標準溶液滴定H3BO3吸收液:
NH3十H3BO3?NH3·H3BO3
NH3·H3BO3+HCl?NH4Cl+H3BO3
H3BO3是極弱的酸,它可以吸收NH3,但不影響滴定,故不需要定量加入?;瘜W計量點時溶液中有H3BO3和NH4+存在,pH約為5,可用甲基紅和溴甲酚綠混合指示劑,終點為粉紅色。根據(jù)HCl的濃度和消耗的體積,按下式計算氮的質(zhì)量分數(shù):
w(N)=c(HC1)V(HCI)M(N) / m(試樣)
除用H3BO3吸收NH3外,也可以用HC1或H2SO4標準溶液吸收,過量的酸用NaOH標準溶液返滴定,可以用甲基紅為指示劑。
土壤和有機化合物中氮的測定,一般采用凱氏定氮法。其原理是將試樣用濃硫酸、硫酸鉀和適量催化劑(如CuSO4,HgO和Se粉等)加熱消解,使各種氮化合物轉(zhuǎn)變成銨鹽后,再按上述方法進行測定。
2.甲醛法
甲醛與氨的強酸鹽作用,生成等物質(zhì)的量的酸:
4NH4++6HCHO=(CH2)6N4+4H++6H2O
反應生成的酸,用NaOH標準溶液滴定。化學計量點時產(chǎn)物為六亞甲基四胺,是一種很弱的堿(Kb=1.4×10-9)溶液的pH約為8.7,故可選用酚酞作指示劑。根據(jù)NaOH的
濃度和消耗的體積,按下式計算氮的質(zhì)量分數(shù):
w(N)=c(NaOH)V(NaOH)M(N) / m(試樣)
二、生物試樣中總酸度的測定
生物試樣中所含的酸為有機弱酸,如醋酸、乳酸和蘋果酸等??捎肗aOH標準溶液直接滴定,化學計量點時溶液呈堿性,故可選用酚酞作指示劑。
水中存在的CO2會影響滴定的準確度,因為在滴定時,CO2可作為一元弱酸與NaOH作用。因此,須使用不含CO2的蒸餾水。
用堿溶液滴定時,凡Ka>10-7的弱酸均可被滴定,因此測出的結(jié)果應是總酸量。以適當?shù)乃岜硎?,可按下式計算總酸度?
w(總酸量)=c(NaOH)V(NaOH)K / m(試樣)
式中:K為適當酸的換算系數(shù),蘋果酸:0.067;檸檬酸:0.064;醋酸:0.060;乳酸:0.090;酒石酸:0.075。
三、指示劑用量影響其變色范圍
滴定分析實驗中液體指示別用量一般只需2或3滴。有的同學誤認為增加指示劑用量會易于判斷滴定終點,減小滴定誤差。其實恰恰相反。一是指示劑本身是弱酸弱堿,用量太多會消耗滴定劑,帶來滴定誤差,二是對單色指示劑來說,理論和實驗都證明,增加指示劑用量,變色范圍Mm向pH低的方向發(fā)生移動。雙色指示劑用量太大時,酸式色和堿皿目.式色會相互掩蓋,反而不利于終點判斷。