01甲醛法测定铵盐中氮的含量-教学设计

课程名称：分析化学基础实验

教学内容：甲醛法测定铵盐中氮的含量 实验类型：验证

教学对象：冶金、能器、化工、环境工程、药学、生物科学、应用化学、医学检验、制药、复合材料、生物工程、生物技术 授课学时：4学时 一、教学目的与要求：

1、练习移液管、滴定管的使用； 2、了解铵盐中氮的测定意义； 3、学习NaOH标准溶液的配制与标定； 4、掌握氮测定的原理、方法和计算；

5、熟悉酚酞、甲基红指示剂终点颜色判断和近终点时滴定操作控制 二、教学重点及难点：

重点：铵盐中氮的测定的基本原理和操作方法

难点：酚酞、甲基红指示剂的变色特征和近终点时滴定操作控制 三、教学方法：

分组讨论法、阅读指导法、现场讲解指导等 四、测定原理：

铵盐是常见的无机化肥，是强酸弱碱盐，可用酸碱滴定法测定其含量，但由于NH4+的酸性太弱（Ka＝5.6×10-10），直接用NaOH标准溶液滴定有困难，生产和实验室中广泛采用甲醛法测定铵盐中的含氮量。

甲醛法是基于甲醛与一定量铵盐作用，生成相当量的酸(H+)和六次甲基四铵盐（Ka＝7.1×10-6）反应如下：

4NH4+ ＋ 6HCHO ＝ (CH2)6N4H+ ＋ 6H2O ＋ 3H+

所生成的H+和六次甲基四胺盐，可以酚酞为指示剂，用NaOH标准溶液滴定。 五、仪器和试剂： 1、主要仪器

50ml碱式滴定管；25ml移液管；250ml锥形瓶；100ml量筒

2、主要试剂

１、0.1 mol/L NaOH溶液 ２、0.2％酚酞溶液

３、0.2％甲基红指示剂 ４、甲醛溶液１：１

六、测定过程： 1、准备工作

清洗锥形瓶、滴定管、移液管及需用的玻璃器皿 2、NaOH溶液的配制与标定

洗净碱式滴定管，检查不漏水后，用所配制的NaOH溶液润洗2～3次，每次用量5～10mL，然后将碱液装入滴定管中至“0”刻度线上，排除管尖的气泡，调整液面至0.00刻度或零点稍下处，静置1min后，精确读取滴定管内液面位置，并记录在报告本上。

用差减法或直接法准确称取0.4～0.6g已烘干的邻苯二甲酸氢钾三份，分别放入三个已编号的250mL锥形瓶中，加20～30mL水溶解(若不溶可稍加热，冷却后)，加入1～2滴酚酞指示剂，用0.1mol·L-1 NaOH溶液滴定至呈微红色，半分钟不褪色，即为终点。计算NaOH标准溶液的浓度。

cNaOHm邻苯二甲酸氢钾/M邻苯二甲酸氢钾VNaOH/1000(单位：molL1)3、甲醛溶液的处理

甲醛中常含有微量甲酸是由甲醛受空气氧化所致，应除去，否则产生正误差。处理方法如下：取原装甲醛(１)(40％)的上层清液于烧杯中,用水稀释一倍,加入1～2滴0.2％酚酞指示剂,用0.1 mol/LNaOH 溶液中和至甲醛溶液呈淡红色。 4、试样中含氮量的测定

准确称取0.4～0.5 g的NH4Cl或1.6～1.8 g左右的(NH4)2SO4于烧杯中，用适量蒸馏水溶解， 然后定量地移至250 ml 溶量瓶中，最后用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。 用移液管移取试液25.00 ml于锥形瓶中，加1～2滴甲基红指示剂，溶液呈红色，用0.1 mol/L NaOH溶液中和至红色转为金黄色，然后加入8ml已中和的1:1甲醛溶液，再加入1～2滴酚酞指示剂摇匀，静置一分钟后，用0.1 mol/L NaOH 标

准溶液滴定至溶液淡红色持续半分钟不褪，即为终点。记录读数，平行做2～3

N%(CV)NaOHMN/1000100m次。根据NaOH标准溶液的浓度和滴定消耗的体积，计算试样中氮的含量。 5、结束工作

清洗锥形瓶、滴定管、移液管、量筒等玻璃仪器并放回原处。 七、实验的成败关键：

1、移液管移取溶液准确与否，操作要领是否符合要求 2、滴定速度控制，快达终点时半滴加入与多摇的控制

3、终点变色的控制，快到终点时，要注意每加一滴NaOH都需充分摇匀，最好每滴间隔2-3s，滴到淡红色即为终点。

4、教师要巡回指导，并指出学生不足之处，及时更正。 八、实验数据及处理：

1、认真准确记录实验获得的原始数据，不得涂改。

2、以三线表的格式填写实验结果，进行误差分析，得出在95%置信度下的平均值的置信区间。 九、思考题：

1、NaOH酸碱滴定法测定对象是什么？(酸性溶液)，滴定时以什么作指示剂？滴定终点颜色如何判断？(酚酞、甲基红、由无色变淡红色或为终点) 2、铵盐中氮的测定为何不采用NaOH直接滴定法？

答：因NH4+的Ka=5.6×10-10，其Cka<10-8,酸性太弱，所以不能用NaOH直接滴定。

3、为什么中和甲醛试剂中的甲酸以酚酞作指示剂；而中和铵盐试样中的游离酸则以甲基红作指示剂？

答：甲醛试剂中的甲酸以酚酞为指示剂用NaOH可完全将甲酸中和，若以甲基红为指示剂，用NaOH滴定，指示剂变为红色时，溶液的pH值为4.4，而甲酸不能完全中和。铵盐试样中的游离酸若以酚酞为指示剂，用NaOH溶液滴定至粉红色时，铵盐就有少部分被滴定，使测定结果偏高。 4、NH4HCO3中含氮量的测定，能否用甲醛法？

答：NH4HCO3中含氮量的测定不能用甲醛法，因用NaOH溶液滴定时，HCO3-

中的H+同时被滴定，所以不能用甲醛法测定。