雙指示劑法滴定混合堿結果偏差原因分析

袁海梅，楊敏，馬玉，漆剛，彭聰*(.成都大學食品與生物工程學院，四川 成都 6006；.成都硅寶科技股份有限公司，四川 成都 6004)

0 引言

分析化學實驗是高等學校化學相關專業必修的核心課程之一，本課程旨在使學生能夠熟練地掌握實驗基本操作，使學生從單一的思維模式向創新思維模式轉變。通過分析化學理論和實驗操作的學習，逐漸培養學生分析問題和解決問題的能力。在分析化學實驗教學中，滴定分析是最基礎的一種分析方法，其中酸堿中和滴定是分析化學定量分析最常用的方法。該分析方法操作簡便、快速、低成本，具有很大的實用價值，在工農業生產和科學研究中被廣泛使用[1-3]。

工業混合堿通常是指碳酸鈉(Na2CO3)和氫氧化鈉(NaOH)的混合物，或是碳酸氫鈉(NaHCO3)和Na2CO3的混合物。通過滴定分析可以確定混合堿的組成及其含量。目前，雙指示劑滴定法是混合堿成分分析普遍采用的分析方法[4-9]。但在工業檢驗或實驗教學過程中發現，不同的測試結果存在一定偏差，測試結果的重現性不佳[10-12]。本文從雙指示劑滴定法的原理和操作步驟入手，分析了測試結果存在偏差的可能原因，歸納了不同影響因素對測試結果的影響趨勢，以期為實驗教學或從業人員提供一定的參考。

1 雙指示劑法原理

所謂雙指示劑法，是指在滴定過程中先后加入兩種不同的指示劑。如圖1 所示，通過兩種指示劑的顏色變化可得到兩個滴定終點，再根據兩個終點時所消耗的鹽酸標準溶液的體積V1和V2，計算出混合堿組分含量的方法。

圖1 雙指示劑法測定混合堿原理圖

根據反應原理和兩次滴定V1和V2的結果，混合堿的組成含量為：

(1)當V1＞V2，混合堿為Na2CO3和NaOH 的混合物，其中Na2CO3的質量分數為：

(2)當V1＜V2，混合堿為Na2CO3和NaHCO3的混合物，其中Na2CO3的質量分數為：

2 雙指示劑法操作步驟

采用少量標準溶液潤洗移液管3 次，用移液管準確移取混合堿待測液于蒸餾水洗滌過的錐形瓶中，加2～3 滴酚酞，用已標定好的HCl 標準溶液滴定至溶液由紅色變成微紅色為第一終點，記下體積V1；再加入2～3 滴甲基橙，繼續用已標準溶液滴定至溶液由黃色恰好變為橙色為第二終點，記下體積V2，平行測定三次。

3 滴定結果偏差分析

3.1 移液操作不當

移液管的使用對混合堿的分析影響較大，其正確操作是獲得準確分析結果的前提，主要有以下注意事項。移液管移取溶液之前，由于移液管壁或者尖端內外的水滲到待測溶液中，會使待測溶液稀釋，溶液濃度發生變化。因此，必須用吸水紙將移液管壁和尖端內外的水除去，并采用待測溶液潤洗3 次。移取溶液時，移液管尖插入待測溶液不宜過淺，也不宜過深，一般在液面下1～2 cm 深處。采用已按壓的洗耳球緊接移液管上端，緩慢松開洗耳球，當液面升至移液管標線以上，迅速移去洗耳球，并用右手食指按住移液管管口，將移液管與容器傾斜成約45°，移液管管尖與容器相接，微微松動右手食指，使移液管液面與彎月面下緣與標線相切時，按住食指，停止放液。采用同樣的辦法，將移取得溶液放至準備好的錐形瓶中，待液面下降至管尖，停留15 s，再取出移液管。移取完溶液后，最后在管尖存留的半滴溶液不能直接用洗耳球吹到錐形瓶中，而是需要根據移液管上面的標示來決定，如果標示有“快”或“吹”等字樣，則必須要用洗耳球將這半滴吹入錐形瓶，否則就不能吹入，因為在標定移液管容量時，管尖最后留有的少量溶液未被計算進去[2]。另外，為了防止交叉污染、影響實驗結果的準確度，使用過的吸水紙不能重復使用。

3.2 儀器潤洗不當

盛放待測液的滴定管或移液管用蒸餾水洗滌后需要用待測液潤洗，若未用待測液潤洗，實際所取待測液的總物質的量變少了，會使標準液的用量減少。與此同時，盛放標準液的滴定管或移液管用蒸餾水洗滌后需要用標準液潤洗，若未用標準液潤洗，這時標準液的實際濃度變小了，會使標準液的用量增加。然而，錐形瓶用蒸餾水洗滌后不需要潤洗，若誤用待測液潤洗，這時待測液的實際用量就變多了，會使標準液的用量增加。

3.3 滴定管氣泡的排出

滴定管在滴定前是否排盡尖嘴內的氣泡對分析結果也有較大影響。如果未排盡氣泡，而在滴定后氣泡消失，則從滴定管內放出的液體讀數其實并沒有全部滴入錐形瓶內，而是有一部分液體用來填充滴定管尖的氣泡，導致標準溶液消耗的體積讀數大于實際需要值。在混合堿分析的試驗中，應排盡酸式滴定管尖的氣泡，酸式滴定管透明，容易看清是否有氣泡。如果是在活塞孔暗藏氣泡，則需要從出口快速放出溶液才能看見，酸式滴定管中氣泡排除的方法為右手拿滴定管無刻度處，并傾斜30°，左手迅速打開活塞借助溶液向下的重力，使氣泡排出，如果氣泡未排出，可重復以上操作[3]。

3.4 讀數方法有誤

體積讀數是是混合堿組分含量分析的數據來源，應遵循以下原則：首先，裝滿或者放出溶液后，必須等1～2 min 使附著在內壁的溶液流下來，液面穩定后再讀數；裝滿溶液時讀數，應該將滴定管管尖懸掛的溶液除去，否則附著在滴定管管尖的溶液滴入錐形瓶后，使消耗的標準液減少，測定的結果也偏小；讀數時，應該使滴定管保持豎直，視線與彎月面下緣的最低點成水平，滴定結束后，如果讀數時仰視液面，觀察液面就低于了實際液面，讀數會偏大，讀數時俯視液面，觀察液面高于了實際液面，讀數會偏小。如此，先俯視后仰視(先俯視后平視或先平視后仰視)，則消耗的標準液的讀數會偏大，如果先仰視后俯視(先仰視后平視或先平視后俯視)，則消耗的標準液讀數偏小；讀數時，必須估讀為0.01 mL，即讀到小數點后兩位[9]。

3.5 滴定操作不當

滴定過程中振蕩錐形瓶時，應使溶液向同一方向做圓周運動，左右旋轉也可，但不要使錐形瓶和滴定管接觸，更不可將待測液濺出，如果待測液濺出，這樣待測液的總量變小，會使標準液的用量減少；滴定過程中將標準液滴到錐形瓶之外，這樣會增加標準液的用量。滴定臨近終點時，滴定速度宜慢且要振蕩搖勻，滴定過快或振蕩不充分都會使滴定量超過終點；滴定時，左手不能離開活塞任其自流，這樣容易滴定超過終點；近終點時，應加一滴，振搖一下，最后半滴的加入時，應微微轉動活塞，使溶液懸掛在出口管管尖上，形成半滴液體，再用錐形瓶內壁將其粘落，接下來，使用洗瓶中的蒸餾水吹洗錐形瓶內壁，振搖錐形瓶，觀察終點變化，30 s 不褪色即為終點。

3.6 其他原因

對于含有NaOH 混合堿的滴定，要特別注意待測液的放置時間。如果放置太久，堿液會吸收空氣中的二氧化碳而消耗一定的NaOH，滴定時消耗的標準液的量會減少，使測定值偏低。

4 結語

本文系統歸納總結雙指示劑法測定混合堿結果出現偏差的原因，主要包括以下幾點：移液操作不當、儀器潤洗不當、滴定管尖氣泡的排出、讀數方法有誤、滴定操作不當以及滴定前堿液暴露空氣太久等。在分析化學實驗的定量分析中，滴定操作是一個非常重要的操作，要求分析工作者必須具備耐心、細致的工作態度，并且熟練正確地掌握滴定的操作技能，找出導致誤差的原因，克服操作誤差，才能真正提高滴定分析結果的準確度。