分析化學(xué)實驗HCl標(biāo)準溶液標(biāo)定改進探討
時間:2022-11-22 09:36:18
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摘要:分析化學(xué)實驗是一門定量分析物質(zhì)含量的實踐學(xué)科。滴定終點誤差的計算是分析化學(xué)的重要內(nèi)容,也是判斷滴定準確度的依據(jù)。鑒于目前分析化學(xué)實驗教材中僅設(shè)置精密度的計算,而沒有準確度的計算。因此,該文通過改進“hcl標(biāo)準溶液的標(biāo)定”實驗,增加滴定終點誤差的計算,以便于學(xué)生掌握滴定結(jié)果的準確性,提高學(xué)生對科學(xué)研究的探索精神。
關(guān)鍵詞:分析化學(xué)實驗;滴定;終點誤差;準確性
分析化學(xué)實驗是醫(yī)學(xué)院校的一門必修基礎(chǔ)課,包括化學(xué)分析和儀器分析[1-2]。其中,化學(xué)分析是通過四大基本化學(xué)反應(yīng)的計量關(guān)系研究被測物質(zhì)的組成及其含量,具有很強的實踐性,這就要求學(xué)生十分重視分析化學(xué)實驗[3]。在規(guī)范的實驗操作下,不僅能夠掌握滴定結(jié)果的精密度,也能控制結(jié)果的準確度。分析化學(xué)實驗是有“顏色”的實驗,學(xué)生需要通過指示劑的顏色的變化判斷滴定終點。每屆學(xué)生在進行滴定實驗時,都會對指示劑終點的顏色變化感興趣。例如:酸堿滴定過程中,使用甲基橙作為指示劑時,終點顏色由黃色變?yōu)槌壬?;自來水的硬度測定時,使用鉻黑T為指示劑,終點顏色由紫紅色變?yōu)樗{色。對于計算成分偏重的一門實驗課,指示劑顏色的變化可以喚起學(xué)生積極參與實驗。但對于剛開始接觸滴定實驗的大一學(xué)生,僅從指示劑的顏色判斷終點,終點誤差往往過大。特別是一些對“顏色”執(zhí)著的學(xué)生,會質(zhì)疑終點顏色有偏差,與自己的認知顏色不符。大多數(shù)學(xué)生無法知曉自己實驗結(jié)果是否準確。目前,分析化學(xué)實驗教材中,滴定分析實驗僅要求學(xué)生掌握精密度的計算,卻沒有關(guān)于準確度的計算。即使學(xué)生在熟練掌握滴定操作的前提下,如果在滴定終點顏色判斷上存在一定的誤差,也會導(dǎo)致測定結(jié)果的不準確[4-5]。在筆者學(xué)校開設(shè)的分析化學(xué)實驗中,容量分析儀器的操作練習(xí)實驗中“HCl標(biāo)準溶液的標(biāo)定”,該實驗使用甲基橙指示劑,終點顏色由黃色到橙色。每屆學(xué)生使用甲基橙時,都會出現(xiàn)終點顏色難以判斷的情況。因此,該文通過優(yōu)化“HCl標(biāo)準溶液的標(biāo)定”,增加終點溶液pH的測定和滴定終點誤差的計算,讓學(xué)生可視化地掌握滴定終點的準確性,提高學(xué)生對科學(xué)研究的探索精神。
1原實驗內(nèi)容
筆者以HCl標(biāo)準溶液的標(biāo)定為例來說明滴定誤差的計算,未改動之前實驗內(nèi)容如下:移取20.00mLNaOH溶液于錐形瓶中,加入2滴甲基橙指示劑,用HCl標(biāo)準溶液滴定至溶液顏色由黃色變?yōu)槌壬?0s不褪色,即為滴定終點。記錄HCl標(biāo)準溶液的初讀數(shù)和終讀數(shù)。平行測定3份,實驗數(shù)據(jù)記錄在表1中,根據(jù)公式(1)和公式(2)計算HCl標(biāo)準溶液的濃度和平均偏差[6]。以上實驗設(shè)計,在正確掌握滴定操作前提下,學(xué)生難于判斷終點顏色的變化,經(jīng)常詢問任課教師“老師,這個顏色是橙色嗎?”,滴定到橙色終點時,學(xué)生也會疑問“這個是橙色嗎?”,學(xué)生無法滴定終點的準確性。整個實驗過程中,學(xué)生只是在教師的判斷下完成實驗,缺少獨立探索的科學(xué)素質(zhì),不利于培養(yǎng)學(xué)生自主解決問題的能力。
2實驗的改進
在原實驗內(nèi)容滴定終點后,優(yōu)化和增加“使用pH酸度計測定滴定終點溶液的pH值,根據(jù)公式(3)計算終點誤差。平行測定3份,終點誤差的數(shù)據(jù)記錄在表2中”。圖1中給出了HCl標(biāo)準溶液標(biāo)定終點的顏色和pH值,滴定開始前,NaOH溶液滴入2滴甲基橙指示劑后顯示黃色,滴定開始后,隨著HCl標(biāo)準溶液滴入到NaOH溶液中,發(fā)生酸堿中和反應(yīng),pH值減小,到達化學(xué)計量點時,HCl和NaOH完全反應(yīng),pH=7,溶液仍是黃色,繼續(xù)滴入HCl標(biāo)準溶液,當(dāng)出現(xiàn)圖1(b)的顏色時,測定溶液的pH=4.24,TE=0.11%。標(biāo)定第二份HCl標(biāo)準溶液,終點顏色為圖1(c)的顏色時,pH=3.93,TE=0.23%。標(biāo)定第三份HCl標(biāo)準溶液,終點顏色為圖1(d)的顏色時,pH=3.68,TE=0.40%。根據(jù)滴定分析誤差要求,滴定終點誤差≤0.2%,而第二份和第三份的誤差過大,不符合滴定分析的準確度要求。
3結(jié)語
通過改進HCl標(biāo)準溶液的標(biāo)定實驗,增加滴定終點溶液pH的測定和終點誤差的計算,使醫(yī)學(xué)院校學(xué)生能夠更準確地判斷滴定終點,從而增加實驗結(jié)果的準確性,在實驗之余,也能鼓勵學(xué)生提升自我的探索精神。
參考文獻
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作者:徐丹 李海霞 周丹 邱軍強 單位:海南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院
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