
| 专业班级 | 高分子材料083 | 学号 | 20083239 |
| 姓名 | 付强 | 分数 | |
| 实验名称 | 离子交换法测定钠 | ||
| 时间 | 16小时 | ||
| 预习思考题 | ﹙1﹚用本方法测定Na+离子含量时,为什么试液里不能含有其他阳离子? ﹙2﹚在交换柱中,为什么要始终保持液面在树脂层上方? | ||
| 实验目的 | (1)了解离子交换的原理; (2)掌握用离子交换法的操作技术; (3)掌握利用离子交换测定钠离子的方法。 | ||
| 实验原理 | 将含一定浓度的氯化钠溶液,通过一只装有H+型的强酸型阳离子交换树脂的交换柱。加入一定量的氯化钠溶液,试液中的Na+即与阳离子交换树脂上的H+发生置换反应,置换出相等量H+离子。 置换反应: R—SO3H + Na+ →R—SO3Na + H+ 以酚酞作指示剂,用氢氧化钠标准溶液滴定置换出的H+ H++OH-=H2O 根据消耗的氢氧化钠标准溶液的用量,即可算出钠的含量 | ||
| 实验内容 | 三 实验仪器设备及试剂: 分析天平、 酸滴管、 滴定管架、50ml烧杯4个、pH试纸、250mL锥形瓶 3个、强酸性阳离子交换树脂,0.1mol/L氢氧化钠、0.1氯化钠溶液、4.0mol/LHCl、酚酞指示剂。 四 实验内容及步骤: 实验内容: ① 离子交换树脂的预处理和柱; ② 钠离子交换分离; ③ 测定钠离子浓度、计算回率。 实验步骤: (1)树脂的预处理: 在使用新的732型阳离子交换树脂时,必须先用去离子水漂洗几次。然后用5倍树脂体积的4HCl浸泡2小时,除去可溶性杂质,并充分溶胀,最后用去离子水洗涤。在以后使用过程中,不能使树脂脱离水面,以免树脂床有空气进入而产生短路,并使树脂干裂损坏。 (2)分别配制0.1mol/L NaOH溶液1000ml,0.1mol/L的氯化钠溶液500ml。 标定NaOH:用邻苯二甲酸氢钾作基准物质。 用差减法准确称取邻苯二甲酸氢钾三份,每份约0.4-0.45g,分别放在250ml锥形瓶中,加入50ml热水,加4滴酚酞指示剂,用NaOH溶液滴定至溶液刚好由无色变为粉红色,并保持30s不褪色,记下所消耗的NaOH溶液体积,计算NaOH溶液溶度。 CNaOH =m(邻苯二甲酸氢钾)/204.2 VnaOH 10-3 m(邻苯二甲酸氢钾) | NaOH溶液 | CNaOH |
| 0.4363g | 27.0ml | 0.082mol/L | |
| 0.4110g | 24.1ml | 0.084 mol/L | |
| 0.4012g | 22.4ml | 0.088 mol/L | |
(3)装柱和转型:
取一只25.00ml酸式滴管,在底部铺上一层棉花,用蝴蝶夹垂直固定在滴定管架上,将处理好的带水的树脂加到交换柱中约20cm高度。上面再轻轻盖上稍许棉花。用去离子水洗涤,直到流出液的PH值与去离子水PH值相同。
(4) 钠离子浓度的测定:
将准确量取的10ml氯化钠溶液,转移此溶液到交换树脂上,以相同的流速从交换柱上流至250ml锥形瓶中。用约40ml去离子水洗涤树脂,分四次。洗出液收集在同一锥形瓶中, 加1---2滴酚酞指示剂,用0.1mol/L NaOH标准溶液进行滴定,平行测定三份。并计算交换下来的的量。( 三次,相对偏差<2℅)。
五 实验数据记录和处理:
1. 钠离子浓度的计算
CNa+ =(C.V) NaOH/VNa+
C-NaOH标准溶液浓度; V-消耗NaOH标准溶液的体积;VNa+-量取氯化钠溶液的体积
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 消耗NaOH标准溶液的体积/ml | 9.20 | 8.80 | 9.05 | 9.00 | 9.10 |
| CNa+ /mol/L | 0.0782 | 0.0748 | 0.0769 | 0.0765 | 0.0774 |
| 平均CNa+ /mol/L | 0.0768 | ||||
A = CNa+(平均)/mol/L÷CNa+ (初始浓度) /mol/L ×100%
=0.0768/0.1*100%
| =76.8% | |||
| 复习思考题 | ﹙1﹚用本方法测定Na+离子含量时,为什么试液里不能含有其他阳离子? 若试液中有其他阳离子会导致置换出偏大量的H+离子,导致试验误差。 ﹙2﹚在交换柱中,为什么要始终保持液面在树脂层上方? 在以后使用过程中,不能使树脂脱离水面,以免树脂床有空气进入而产生短路,并使树脂干裂损坏。 误差分析: 本实验的回收率为76.8%,回收率较高,但也有相当一部分的Na+离子没被置换出来。 分析得出: a)H+型的强酸型阳离子交换树脂失效,只置换出了一部分的Na+离子,当然,也可能是操作不当导致Na+离子没能完全置换出来。 b)NaOH溶液的标定偏低,由于操作不当或试剂本身质量的问题都会导致NaOH溶液的标定偏低。 c)在配置NaCl溶液的过程中有部分固体NaCl损失,导致了溶度的偏低。 | ||
| 实验结果 | CNaOH (平均)=0.085 mol/L 平均CNa+ =0.0768 /mol/L A =76.8% | ||
