实验教学

目 录

《分析化学实验》课程简介

《分析化学实验》是药学专业的核心基础课程，与分析化学理论教学紧密结合，是一门实践性很强的学科。主要内容涉及经典化学分析，包括分析化学实验的一般知识、滴定分析基本操作、酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法以及重量分析法等。通过本课程学习，加深学生对分析化学的基本理论的理解，掌握基本操作与技能，应用所学理论解决实际分析测试问题，为未来从事工农业生产、科学研究等积淀扎实的基础知识和良好的动手能力。

实验守则及要求

   每个学生必须严格遵守实验室规则尤其是安全注意事项。要求亲手动手实验，掌握每项实验内容及相关仪器使用方法，规范实验操作和记录，积极思考，能够综合运用所学知识解决实验中所遇到的问题，并对所得到的实验结果进行正确地判断、分析和讨论，认真书写实验报告。

实验内容

实验一  分析化学实验的一般知识          

实验二 酸碱滴定实验——药用硼砂的测定

实验三 配位滴定法——水的硬度测定

实验四 氧化还原滴定法——维生素C的测定

实验五 沉淀滴定实验——氯化钠的测定

实验六 重量分析法—硫酸钠的测定

实验七 综合实验-----葡萄糖干燥失重及含量测定

实验一 分析化学实验的一般知识

一、实验目的

学习分析化学一般知识（化学试剂分类、使用、保存）；

学习常用器皿的洗涤和保存等；

掌握分析化学实验的一般操作（分析化学称量、溶液配制和滴定操作）

二、实验材料、仪器和试剂

万分之一分析天平、烧杯、量筒、离心管、移液管、容量瓶、滴定管、玻璃棒等

三、实验方法及步骤

1. 常用试剂分类、试剂使用和保存介绍

 2. 常用玻璃器皿的洗涤方法

 3. Na₂CO₃溶液（0.04 mol/L）配制：计算质量（摩尔浓度、体积、分子量），称量，溶解，容量瓶定容

 4. 滴定分析操作步骤练习

四、思考题

1. 为什么同一次滴定中，滴定管溶液体积初始和终读数应由同一操作者读取？

 2. 滴定管为什么要有标准溶液润洗？

 3. 如何防止滴定管漏液？若有，应如何处理？

实验二 酸碱滴定实验——药用硼砂的测定

一、实验目的

掌握酸碱滴定法测定硼砂的原理、方法和操作；

掌握用无水碳酸钠作基准物质标定盐酸溶液的原理和方法；

熟悉甲基红–溴甲酚绿混合指示剂及甲基红指示剂滴定终点的判定。

二、实验原理

   药用硼砂为强碱弱酸盐，盐酸溶液（标定）直接滴定。

Na₂B₄O₇ + 2HCl + 5H₂O → 2NaCl + 4H₃BO₃

计量点前，酸度很弱，计量点后，稍过量溶液pH急剧下降，形成突跃。计量点pH=5.1，选用甲基红指示剂。    

三、实验材料、仪器和试剂

酸式滴定管、分析天平（万分之一）、锥形瓶（250ml）、量筒等

盐酸（AR），无水碳酸钠（基准试剂），硼砂（药用），HCl 标准溶液，甲基红-溴甲酚绿指示剂；甲基红指示剂（0.1% 乙醇溶液）

四、实验方法及步骤

1. 盐酸溶液的标定：

盐酸溶液（0.1mol/L）配制：4.5ml 加水至500ml，摇匀。

碳酸钠(基准物质)溶液配制：0.2g恒重无水碳酸钠，溶解（50ml蒸馏水），加入指示剂（甲基红-溴甲酚绿10滴），滴定。终点判断：绿色变为紫红色，加热约2min，冷却至室温，继续滴定至暗紫色，30s。计算盐酸浓度。

2. 药用硼砂的测定：

取药用硼砂0.5g，精密称定，加水50ml 使溶解，加甲基红指示剂2滴，滴定，

由黄色变为橙色即为滴定终点。根据读数计算硼砂百分含量。                                                                                                五、注意事项

1. 碳酸钠加热（270-300℃）干燥，除去水分及少量的碳酸氢钠。

2. 碳酸钠有吸湿性，称量时要迅速。

3. 硼砂不易溶解，必要时可加热溶解，冷却后再滴定；

4. 盐酸标定接近终点时，由于形成H2CO3 –NaHCO3缓冲溶液，pH变化不大，终点不敏锐，需加热或煮沸溶液。

5. 硼砂滴定终点应为橙色，若偏红，则滴定过量，使结果偏高。

六、思考题

1. 醋酸钠与硼砂均为强碱弱酸盐，能否用盐酸标准溶液直接测定醋酸钠？

  2. 硼砂若部分风化，则测定结果偏高还是偏低？

实验三 配位滴定法——水的硬度测定

一、实验目的

掌握配位滴定法测定测定水的硬度的原理及方法；

掌握水的硬度的测定方法及计算；

了解水的硬度的测定意义和常用硬度表示方法。

二、实验原理

基于配位滴定法，运用EDTA标准溶液滴定水样中Ca²⁺、Mg²⁺总量，即可计算水的硬度。滴定过程中反应是：

滴定前：Ca²⁺ + HIn^2- ⇌ CaIn^- + H⁺

终点前：Ca²⁺ + Mg²⁺ +2H₂Y^2- ⇌ CaY^2- + MgY^2- + 4H⁺

终点时：MgIn^- + H₂Y^2- ⇌ MgY^2- + HIn^2- + H⁺

三、实验材料、仪器和试剂

滴定管、分析天平（万分之一）、锥形瓶（250ml）、量筒等

EDTA•2Na•H₂O（AR），ZnO基准物，HCl 溶液（3mol/L），氨试液（3mol/L），NH₃•H₂O-NH₄Cl缓冲溶液（pH 10.0），甲基红指示剂（0.025% 乙醇溶液），铬黑T指示剂

四、实验方法及步骤

1. EDTA标准溶液的配制与标定：

0.05 mol/L EDTA溶液配制:取EDTA•2Na•H₂O约9.5g，加水500ml使溶解，贮存在聚乙烯塑料瓶中。

EDTA溶液的标定：称量0.12g恒重过的ZnO,溶解在3ml盐酸溶液中，加水25ml、指示剂（甲基红3滴pH=4.2-6.3），滴加氨水（3M）至呈微黄色，加水25ml NH₃H₂O-NH₄Cl缓冲溶液10ml及铬黑T指示剂5滴，滴定。溶液由紫红色变为纯蓝色即为终点。计算EDTA标准溶液的浓度。

2. 水硬度的测定

量取100ml 水样，加NH₃·H₂O-NH₄Cl缓冲溶液（pH=10） 5ml，加指示剂铬黑T 5滴，滴定，溶液由紫红色变为纯蓝色即为终点。计算水样总硬度。                                                                                                五、注意事项

1. EDTA•2Na•H₂O在水中加热溶解，贮存时避免与橡皮塞、橡皮管等接触。

2. 配位滴定反应速度相对较慢，故滴定时不宜太快，室温较低时尤需注意。临近终点时，逐滴加入，并充分振摇。

3. 当水的硬度过大时，在pH附近会析出碳酸镁、碳酸钙沉淀使溶液浑浊，滴定至“终点”时，常出现返回现象，使终点难以确定，滴定重复性差。可按以下步骤进行酸度调节：量取水样100ml置于锥形瓶中，投入一小块刚果红试纸，用6mol/L盐酸酸化至试纸变蓝色，振摇2分钟，然后从“加缓冲溶液”开始上述操作。

六、思考题

1.用EDTA法测定水的硬度时，哪些离子存在干扰？如何消除？

 2.根据测定结果，说明所测水样属于哪种类型（<8°d为软水，8~16°d为中等硬度水，16~30°d为硬水）？若所测水样为生活用水，其硬度是否合格？

实验四 氧化还原滴定法——维生素C的测定

一、实验目的

了解用碘量法测定维生素C含量的原理；

进一步熟悉电子天平的使用和滴定操作

二、实验原理

   维生素C的烯二醇基具较强还原性，能被I₂定量氧化成二酮基，采用直接碘量法可以测定维生素C含量。

三、实验材料、仪器和试剂

棕色酸式滴定管、分析天平（万分之一）、锥形瓶（250ml）、量筒等

维生素C，I₂标准溶液，淀粉指示剂（0.5%），稀HAc（2M）等。

四、实验方法及步骤

1.碘标准溶液的标定：

（1）碘标准溶液配制： 取碘13g于玻璃乳钵中，加碘化钾36g与水50ml，研末完全溶解后，加盐酸3滴，水稀释至1000ml，摇匀，垂熔玻璃滤过，贮于棕色瓶中，密塞，置凉暗处保存。

（2）碘标准溶液标定：精密吸取碘溶液25ml于碘量瓶中，加蒸馏水1000ml及盐酸溶液（9→10）1ml，混匀，硫代硫酸钠标准溶液（0.1mol/L）滴定，接近终点（黄色）时，加淀粉指示剂2mL，蓝色消失即为滴定终点。计算碘标准溶液浓度。

2. 维生素C的测定

称量：取维生素C 0.2g，精密称定

溶解：加稀HAc 10ml、新煮沸放冷蒸馏水100ml

淀粉指示剂：1ml

滴定：检查—洗涤--润洗--装液--初读--滴定--末读

终点：溶液呈现蓝色

计算维生素C的质量分数。

五、注意事项

1. 由于光照和受热能促使空气中O₂氧化I^-，引起I₂ 浓度的增加，因此配制好的I₂应贮存在棕色瓶中，暗处保存。

2. 在酸性介质中，维生素C受空气中O₂氧化速度稍慢，较为稳定，但样品溶于稀HAc，仍需立即进行滴定。

3. 滴定接近终点时应充分振摇，并放慢滴定速度。

4. 在有水或潮湿的情况下，维生素C易分解成糠醛。

六、思考题

1. 为什么要在HAc酸性条件下测定维生素C的样品？

 2. 为什么维生素C样品再新煮沸放冷的蒸馏水和稀HAc中溶解且溶解后要立即滴定？

实验五 沉淀滴定实验——氯化钠的测定

一、实验目的

掌握银量法指示终点的原理及应用条件；

掌握吸附指示剂法标定AgNO3标准溶液的原理及方法；

比较铬酸钾指示剂和吸附指示剂测定NaCl的终点判断和测定结果。

二、实验原理

铬酸钾指示剂法根据分布沉淀原理，由于AgCl溶解度小于Ag₂CrO₄，滴定过程首先析出白色AgCl沉淀，待Cl^-完全被滴定后，稍过量硝酸银即与K₂CrO₄生成砖红色Ag₂CrO₄沉淀，指示滴定终点到达。

滴定反应：Ag⁺ + Cl^- ⇌ AgCl （白色沉淀）

终点： 2Ag⁺ + CrO₄^2- ⇌  Ag₂CrO₄（砖红色沉淀）

S_AgCl < S_Ag2CrO4

吸附指示剂被沉淀表面吸附后，会因结构改变而引起颜色变化从而指示终点，如本实验以荧光黄为指示剂，终点时胶体溶液由黄绿色变为粉红色。

三、实验材料、仪器和试剂

滴定管、分析天平（万分之一）、锥形瓶（250ml）、量筒等

AgNO₃（AR），NaCl（基准物质）， NaCl （试样），铬酸钾指示剂，糊精，荧光黄指示剂，CaCO₃（AR）

四、实验方法及步骤

1. 硝酸银标准溶液的标定：

（1）AgNO₃（0.1mol/L）溶液配制

（2）AgNO₃标准溶液标定：

灼烧至恒重的基准NaCl约0.13g，精密称定，加50ml蒸馏水、糊精溶液（1→50）5ml、碳酸钙0.1g、荧光黄8滴，滴定。终点：浑浊液由黄绿色变为微红色。计算AgNO₃标准溶液浓度。

  2. NaCl试样的测定

   称量：取约NaCl试样1.3g，精密称定

溶解：加适量水使溶解，定容250mL量瓶。取四份25ml滴定：其中两份：各加水25ml +5%铬酸钾指示剂1ml，AgNO₃标准溶液滴定至砖红色；另外两份：各加水25ml、糊精溶液5ml、碳酸钙0.1g、荧光黄指示剂8滴，AgNO₃滴定至由黄绿色变为微红色。计算NaCl的质量分数。

五、注意事项

1. 硝酸银溶液见光容易分解，应避光贮存在棕色瓶中。

   2. 氯化银对光极其敏感，遇光易分解析出金属银，溶液很快变灰色或黑色，因此滴定时应避光或暗处操作。

   3. 铬酸钾指示剂加入量力求准确，滴定过程中须不断振摇。

   4. 当氯化银沉淀开始凝聚时，表示已快到终点，此时需逐滴加入硝酸银标准溶液，并用力振摇。

5. 保护胶体，加入糊精，防止凝聚。

六、思考题

1. 试比较两种指示剂法的测定结果，并加以分析讨论。

 2. 用吸附指示剂法测定时加入糊精和碳酸钙的目的是什么？

 3. K₂CrO₄指示剂得加得过多或过少，对测定结果有何影响？

实验六 重量分析实验—硫酸钠的测定

一、实验目的

掌握重量分析法的基本操作；

掌握沉淀重量法的基本操作；

了解晶形沉淀的沉淀条件。

二、实验原理

   利用沉淀反应使被测组分生成难溶性沉淀，将沉淀过滤、沉淀后，烘干或灼烧成组成一定的物质，然后称重，根据化学反应计量关系，计算被测组分含量。

Ba²⁺ + SO₄^2-  BaSO₄ （白色沉淀） K_sp=1.1 x 10^-10反应进行得较为完全

三、实验材料、仪器和试剂

马弗炉、分析天平（万分之一）、干燥器、瓷坩埚、坩埚钳等

硫酸钠试样，盐酸（AR），氯化钡溶液（0.1mol/L）

四、实验方法及步骤

1. 沉淀： 0.4g硫酸钠试样，加蒸馏水少量、1ml盐酸溶液（0.05mol/L） ，用水稀释至约200ml，缓缓滴入近沸腾的BaCl₂溶液至不再产生沉淀，加入过量BaCl₂溶液，盖上表面皿，继续加热陈化30min ，停止加热 ，静置放冷，确定沉淀完全。

2. 过滤及洗涤：定量滤纸倾斜法过滤，洁净容器接滤液，检查无穿滤现象。           少量热蒸馏水洗涤3-4次，将沉淀用少量水移入滤器，擦扫冲洗烧杯壁使沉淀全移入滤纸内。

3. 干燥、灼烧、恒重：

沉淀用滤纸包裹，在恒重的坩埚中烘干（已恒重），小心炭化，灼烧至碳黑全部氧化、沉淀变白，马弗炉中灼烧约40min，冷却至微热，干燥器中放置30min，称重，          重复灼烧10分钟，冷却至室温，称重直至恒重（两次测量值<0.3mg）。

4. 计算硫酸钠的百分含量。

五、注意事项

1. 为了防止CO₃^2-、PO₄^3-等与Ba²⁺沉淀，在沉淀前应在溶液中加入适量盐酸酸化。

   2. 不要用稀硝酸酸化溶液，因为硝酸钡的吸附比氯化钡严重得多，所以常以0.05mol/L 盐酸酸化为宜。

   3. 硫酸钡溶解度受温度影响较小，可用热水洗涤。

4. 为了减少共沉淀（主要是表面吸附），应在热、稀溶液中进行沉淀。

5. 坩埚钳每次使用后应放置于石棉网上，坩埚钳嘴部向上以免玷污。

六、思考题

1. 沉淀重量法中，产生误差的主要因素有哪些？应如何避免？

 2. 在哪个步骤中检查沉淀是否完全？又在哪个步骤后检查洗涤是否完全？

 3. 什么叫陈化？为什么要进行陈化？

实验七 综合实验——葡萄糖干燥失重及含量测定

一、实验目的

运用本门课所学知识解决实际问题，巩固干燥失重法与碘量法操作要点。

二、实验原理

   葡萄糖含有1分子结晶水和少量吸湿水，当加热到100℃以上时转化成水蒸气而逸出，因此《中国药典》采用挥发重量法对葡萄糖进行干燥失重测定。

葡萄糖分子中醛基有还原性，在碱性介质中能被过量碘氧化成葡萄糖酸，然后在酸性条件下，用硫代硫酸钠标准溶液回滴剩余的碘，便可计算葡萄糖含量。

三、实验材料、仪器和试剂

棕色酸式滴定管、分析天平（万分之一）、碘量瓶（250ml）、称量瓶、量筒等

葡萄糖、I₂（0.05M）标准溶液、 Na₂S₂O₃标准溶液（0.1mol/L）、NaOH溶液（ 0.1mol/L ）、硫酸溶液（0.5mol/L）、淀粉溶液（0.5%）等

四、实验方法及步骤

1. 葡萄糖干燥失重测定

   取样：称量约1-2g。

   称重：平铺在恒重过的称量瓶中，厚度不超5cm，加盖，精密称重。

   恒重：置烘箱中，瓶盖打开斜架瓶口之上，逐渐升温，105℃干燥至恒重。

计算：根据减失重量计算试样的干燥失重。

2. 葡萄糖样品0.1g，加入蒸馏水30ml、碘溶液25ml，滴加氢氧化钠溶液 40ml (轻摇慢滴），密塞、封水、暗处放置10min，加入硫酸溶液 6ml、摇匀，用硫代硫酸钠标准溶液（0.1mol/L）滴定剩余碘，临近终点加入淀粉溶液2ml，继续滴定只蓝色消失为终点，并做空白试验以校正滴定结果。

计算葡萄糖的含量（葡萄糖的摩尔质量M=198.2）

五、注意事项

1. 取出时，须先将瓶盖盖上，置干燥器放冷至室温，再称重；

  2. 葡萄糖受热温度较高时，可能融化于吸湿水及结晶水中，因此本品恒重时，宜先较低温度（60 ℃左右）干燥一段时间，使大部分水分（结晶水）缓缓释去，逐渐升高温度，105℃干燥至恒重。

  3. 试样在干燥器中冷却时间每次应相同，称量应迅速。

 4. 滴加氢氧化钠不宜过快，否则生成的NaIO来不及氧化葡萄糖就歧化为不具氧化性的NaIO₃。

六、思考题

1. 什么叫恒重？影响恒重的因素有哪些？

 2. 葡萄糖的理论含水量应为多少？

 3. 含量测定实验中，空白试验有何作用？