酸碱滴定法被广泛地应用于生产实际中,许多工业产品如烧碱、纯碱、硫酸铵和碳酸氢铵等,一般都采用酸碱滴定法测定其主要成分的含量。在农业方面,土壤和肥料中氮、磷含量的测定,以及饲料、农产品品质的评定等,也经常用到酸碱滴定法。下面举例说明。
一、铵盐中氮的测定
常用的按盐如NH4C1,(NH4)2S0;等,虽具有酸性,但酸性太弱,故不能用NaOH直接滴定,一般采用下面两种方法进行测定。
1.蒸馏法
将铵盐试样放入蒸馏瓶中,加人过量的浓NaOH溶液,加热把生成的NH3蒸馏出来。
NH4++OH-→NH3↑+H2O
将蒸馏出的NH3吸收于H3BO3溶液中,然后用酸标准溶液滴定H3BO3吸收液:
NH3十H3BO3↔NH3·H3BO3
NH3·H3BO3+HCl↔NH4Cl+H3BO3
H3BO3是极弱的酸,它可以吸收NH3,但不影响滴定,故不需要定量加入。化学计量点时溶液中有H3BO3和NH4+存在,pH约为5,可用甲基红和溴甲酚绿混合指示剂,终点为粉红色。根据HCl的浓度和消耗的体积,按下式计算氮的质量分数:
w(N)=c(HC1)V(HCI)M(N) / m(试样)
除用H3BO3吸收NH3外,也可以用HC1或H2SO4标准溶液吸收,过量的酸用NaOH标准溶液返滴定,可以用甲基红为指示剂。
土壤和有机化合物中氮的测定,一般采用凯氏定氮法。其原理是将试样用浓硫酸、硫酸钾和适量催化剂(如CuSO4,HgO和Se粉等)加热消解,使各种氮化合物转变成铵盐后,再按上述方法进行测定。
2.甲醛法
甲醛与氨的强酸盐作用,生成等物质的量的酸:
4NH4++6HCHO=(CH2)6N4+4H++6H2O
反应生成的酸,用NaOH标准溶液滴定。化学计量点时产物为六亚甲基四胺,是一种很弱的碱(Kb=1.4×10-9)溶液的pH约为8.7,故可选用酚酞作指示剂。根据NaOH的
浓度和消耗的体积,按下式计算氮的质量分数:
w(N)=c(NaOH)V(NaOH)M(N) / m(试样)
二、生物试样中总酸度的测定
生物试样中所含的酸为有机弱酸,如醋酸、乳酸和苹果酸等。可用NaOH标准溶液直接滴定,化学计量点时溶液呈碱性,故可选用酚酞作指示剂。
水中存在的CO2会影响滴定的准确度,因为在滴定时,CO2可作为一元弱酸与NaOH作用。因此,须使用不含CO2的蒸馏水。
用碱溶液滴定时,凡Ka>10-7的弱酸均可被滴定,因此测出的结果应是总酸量。以适当的酸表示,可按下式计算总酸度。
w(总酸量)=c(NaOH)V(NaOH)K / m(试样)
式中:K为适当酸的换算系数,苹果酸:0.067;柠檬酸:0.064;醋酸:0.060;乳酸:0.090;酒石酸:0.075。
三、指示剂用量影响其变色范围
滴定分析实验中液体指示别用量一般只需2或3滴。有的同学误认为增加指示剂用量会易于判断滴定终点,减小滴定误差。其实恰恰相反。一是指示剂本身是弱酸弱碱,用量太多会消耗滴定剂,带来滴定误差,二是对单色指示剂来说,理论和实验都证明,增加指示剂用量,变色范围Mm向pH低的方向发生移动。双色指示剂用量太大时,酸式色和碱皿目.式色会相互掩盖,反而不利于终点判断。