楊文靜， 黎學明， 李武林， 牛麗丹

(重慶大學化學化工學院，重慶400044)

0 引言

混合堿一般是由碳酸鈉、碳酸氫鈉以及氫氧化鈉的一種或幾種組成?；旌蠅A滴定分析是分析化學實驗課的重要組成部分，而目前廣泛使用的滴定方法是酚酞+甲基橙雙指示劑法，其測定結果準確度及重現(xiàn)性較差［1-2］。為解決上述問題，眾多改進和替代方法早已報道，如使用混合指示劑法［3-5］、利用碳酸鈉和碳酸氫鈉在氯化鈉水溶液中溶解度不同的分離法［6］、碳酸鋇沉淀分離法［7-8］、電位滴定法［9］、等離子體原子反射光譜法［10-11］等，但這些方法均比較耗時，且操作者不易掌握。廢渣中混有一部分有色雜質，使滴定分析結果的可靠性不高。本文通過對雙指示劑法測定混合堿中指示劑進行優(yōu)化，能夠較準確地判斷滴定終點，滴定結果的準確性及重現(xiàn)性均比較好［12-15］。

1 混合堿測定原理

混合堿滴定通常采用標準HCl溶液為滴定劑來計算產(chǎn)品純度，其滴定總反應式為:

第一化學計量點時的滴定反應式為:

溶液中NaOH全部中和;Na2CO3只被滴定到NaHCO3，即只中和了一半。第二化學計量點時的滴定反應式為:

第一步生成的NaHCO3被進一步中和為CO2。

碳酸鈉為多元弱堿，其 Kb1=1．79×10－4，Kb2=2．38 ×10－8，Kb1/Kb2≈104，基本滿足被強酸準確滴定以及分布滴定的條件(CKb≥10－8。Kb1/Kb2≥104)。

根據(jù)其水解常數(shù)，通過計算可以得到如圖1所示的碳酸鈉分布系數(shù)曲線。

圖1 碳酸鹽分布曲線

從圖1可以看出，第一化學計量點時，pH約為8．31，由于CO2－3的Kb1/Kb2的值略小于104，使滴定的第一個突躍不明顯，當用酚酞作指示劑時，酚酞從紅色到無色的變化不是很敏銳，終點誤差較大。第二化學計量點時，pH約為3．88，溶液容易生成H2CO3過飽和溶液，影響第二化學計量點的準確判斷。使得結果的準確度及重現(xiàn)性較差［16］。

2 實驗

2．1 指示劑的選擇

根據(jù)文獻報道的結果，選取酚酞、甲酚紅-百里酚藍作為第一化學計量點指示劑，甲基橙作為第二化學計量點指示劑，比較不同指示劑時滴定的準確度。

2．2 混合堿液

(1)標準混合堿溶液配置。稱取 2．674 9 g Na2CO3和1．987 5 g NaOH 于100 mL小燒杯中，用少量蒸餾水溶解并定量轉移到1 000 mL容量瓶，稀釋到相應刻度，并搖勻。

(2)稱取4 g重慶某化工廠提供的堿樣，加熱溶于100 ml小燒杯中并定量轉移到1 000 ml容量瓶，稀釋到相應刻度，并搖勻。

2．3 滴定分析

用25．00 mL移液管移取25．00 mL溶液于250 mL錐形瓶中，分別加入上述指示劑，以HCl標準溶液(0．095 2 mol/L)滴定，平行測定3次。

3 結果討論

3．1 第一化學計量點指示劑比較

由表1可以看出，使用酚酞作為第一化學計量點指示劑，由于其是從紅色變到無色，顏色變化不是很敏銳，滴定劑鹽酸用量很容易過等當點。如果使用甲酚紅-百里酚藍指示劑，其接近化學等當點時顏色是由紫色變?yōu)槊倒寮t色，變化敏銳，其滴定劑用量較少。通過理論計算可以得知，當混合堿溶液達到第一化學等當點時，鹽酸用量約為19．68 mL?？梢姡捎梅犹鳛橹甘緞┑慕Y果偏大，而使用甲酚紅-百里酚藍作為指示劑的滴定結果更為合理。

表1 混合堿滴定第一化學計量點消耗鹽酸量

3．2 第二化學計量點準確性比較

采用甲基橙作為第二化學計量點指示劑，對混合堿樣進行分析，并通過BaCl2法對第二化學計量點鹽酸用量進行了比較，結果如表2所示。

表2 混合堿滴定第二化學計量點消耗鹽酸量

從表2中可以看出，采用雙指示劑法滴定的結果與BaCl2法得到的結果非常接近，說明采用甲基橙作為第二化學計量點指示劑還是比較準確。下述分析混合堿樣時采用甲酚紅-百里酚藍作為第一化學計量點指示劑，甲基橙作為第二化學計量點指示劑。

3．3 混合堿樣的分析

重慶某化工廠提供的樣品呈黑色，溶于水中后形成的溶液略顯黃色，采用傳統(tǒng)的雙指示劑法滴定結果重現(xiàn)性也不好。采用上述建立的方法對未知堿樣進行分析，并采用電位滴定法對結果進行了比較，結果如表3所示。

表3 未知堿樣滴定分析結果

從滴定結果來看，雙指示劑法滴定結果與電位滴定結果非常接近，可以作為該化工廠堿樣的化學分析檢測方法。

3．4 注意事項

(1)混合堿滴定快到終點時有可能生成H2CO3飽和溶液，pH為3．9。為了防止終點提前，需在接近終點時劇烈振蕩溶液或加熱以驅除CO2，本文采用的是加熱溶液。

(2)本文采用雙指示劑法測定混合堿的含量時，使用了甲酚紅-百里酚藍(由紫色至玫瑰紅)、甲基橙(由黃色至橙色)，顏色變化明顯，消除了主觀因素，分析結果準確度較高，溶液中含少量有色雜質也不會影響滴定結果。

4 結語

混合堿含量的測定時使用甲酚紅-百里酚藍+甲基橙雙指示劑進行滴定，通過消耗的鹽酸的體積計算混合堿中的組分與含量，整個操作簡潔實用，測定結果較為準確，有較大推廣價值。

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