项目二标准溶液的配制与配方计算_染整技术实验（第2版）-QQ阅读男生玄幻网

书名：染整技术实验（第2版）
作者名：蔡苏英
本章字数：3527字
更新时间：2020-06-24 19:11:10

项目二标准溶液的配制与配方计算

实验中所用的试剂溶液一般有两种，一种是用来控制反应条件的，其准确度要求不高，称为非标准溶液；另一种是用来测定物质的组成含量的，应具有精确的浓度和一定的纯度，称为标准溶液。前者通常用质量分数浓度、质量浓度表示，后者常用物质的量浓度表示。

本项目的教学目标是使学生掌握各种浓度的正确表示方法与计算技巧，及常用标准溶液的配制与标定基本技能。

任务一溶液浓度的表示与计算方法

浓度表示方法有很多种，它们分别适用于不同的情况与要求。染整生产与试化验中，常用的浓度表示方法与换算关系如下：

一、物质的量浓度

物质的量浓度常用于标准溶液的配制与标定，指1L溶液中所含有溶质的物质的量，单位为mol/L。定义为：

而溶质的物质的量（即摩尔数）又可以通过质量（m）和摩尔质量（M）求得：

物质的量浓度溶液的稀释公式为：

c₁V₁=c₂V₂

式中：c₁、c₂分别表示稀释前后溶液的物质的量浓度（mol/L）；V₁、V₂为稀释前后溶液的体积（L）。

例：如何将12mol/L的浓盐酸配成0.3mol/L盐酸5L？

解：设需要12mol/L盐酸V₁，则：

所以，取12mol/L浓盐酸0.125L，加水稀释至总体积5L，搅匀后即得0.3mol/L的盐酸溶液。

二、质量浓度

质量浓度在染整加工中应用极为广泛，如前处理、染色及后整理工作液配方等。质量浓度指1L溶液中所含溶质的质量，单位常以g/L表示，即：

三、质量分数

质量分数最常用，如溶液浓度、印花色浆等。它是用100g溶液中所含溶质的质量来表示的，即：

质量分数（w）与物质的量浓度（c）（mol/L）之间的互换关系：

式中：d为溶液的密度（g/cm³）；M为溶质的摩尔质量（g/mol）。

在用已知质量分数（或质量浓度）的溶液配制另一质量分数（或质量浓度）的水溶液时，可采用一种较简便的计算方法，即十字交叉法（也称对角线法）。

式中：A为已知浓溶液的质量分数（或质量浓度）；B为已知稀溶液的质量分数（或质量浓度）；C为欲配制溶液的质量分数（或质量浓度）；m为浓溶液的质量份数；n为稀溶液的质量份数。

例：怎样把95%的酒精稀释成50%的酒精？

解：用十字交叉法计算结果为：

所以，所需浓溶液95%的酒精重量与水重量之比为50∶45，即为10∶9，混合可得到50%的酒精溶液。

使用十字交叉法应注意：只适用于A、B为同类性质的溶液，或其中之一为水的情况；此法也可应用于质量浓度（g/L）的计算，但需再进行一次正比例计算。举例如下：

例：已知浓漂液的有效氯为31.5g/L，计200L，要求配成含有效氯为3.5g/L的漂液，应添加水多少升？

解：先按十字交叉法求出m、n值：

再按正比例计算出实际应加水的体积（V）：

四、质量分数和体积分数

质量分数与体积分数适用于表示极稀溶液的浓度以及微量物质的量，如水的总硬度、重金属离子含量等。单位为mg/kg或mL/m³；过去也有采用ppm（parts per million）表示的，指某一物质100万份质量中，所含另一物质质量的份数。

五、比例浓度

比例浓度常用来表示原装浓试剂与溶剂的比例，单位以体积表示，为印染厂实际生产中常用的表示方法。如染色车间的印染助剂常预配成一定浓度的溶液，在临用时运用此法量取方便、加料均匀，例如1∶1HAc即取1份浓醋酸用一份水来稀释。

任务二常用标准溶液的配制及标定

一、c（HCl）=1mol/L盐酸标准溶液

1.配制 将90mL浓盐酸（分析纯，相对密度为1.18）缓缓倒入1L冷却的无二氧化碳的蒸馏水中，存放于耐酸磨口瓶内，待标定。

2.标定 称取1.6g（精确至0.0001g）于270～300℃灼烧至恒重的基准无水碳酸钠，用50mL蒸馏水溶解至250mL锥形瓶内。加10滴溴甲酚酞—甲基红混合指示剂，用待标定的盐酸溶液滴定至溶液由绿色变为暗红色。沸煮2min，冷却后继续用盐酸溶液滴定至溶液呈暗红色。同时做空白试验，分别记录耗用盐酸溶液的毫升数（V），用下式计算盐酸标准溶液的浓度，单位为mol/L。

式中：m为无水碳酸钠的质量（g）；V₁为盐酸溶液的用量（mL）；V₂为空白试验盐酸溶液的用量（mL）；0.05299为与1.00mL盐酸标准溶液［c（HCl）=1.000mol/L］相当的，以克数表示的无水碳酸钠的质量。

3.说明

（1）重复标定两次，双样的相对误差不得超过0.2%。

（2）其他浓度盐酸标准溶液的配制方法同上，相关溶液及基准物用量见表1-3。

表1-3 浓盐酸及基准物用量

（3）车间用1.000mol/L的HCl可用1.000mol/L NaOH直接标定，用酚酞作指示剂。

二、硫酸标准溶液

1.配制 将30mL浓硫酸（分析纯，相对密度为1.84）缓缓倒入1L冷却的无二氧化碳的蒸馏水中，存放于耐酸磨口瓶内，待标定。

2.标定 称取1.6g（精确至0.0001g）于270～300℃灼烧至恒重的基准无水碳酸钠，用50mL蒸馏水溶解至250mL锥形瓶内。加10滴溴甲酚酞—甲基红混合指示剂，用待标定的硫酸溶液滴定至溶液由绿色变为暗红色。沸煮2min，冷却后继续用硫酸溶液滴定至溶液呈暗红色。同时做空白试验，分别记录耗用硫酸溶液的毫升数（V），用下式计算硫酸标准溶液的浓度（mol/L）。

式中：m为无水碳酸钠的质量（g）；V₁为硫酸溶液的用量（mL）；V₂为空白试验硫酸溶液的用量（mL）；0.05299为与1.00mL硫酸标准溶液相当的，以克数表示的无水碳酸钠的质量。

3.说明

（1）重复标定两次，双样的相对误差不得超过0.2%。

（2）其他浓度硫酸标准溶液的配制方法同上，相关溶液及基准物用量见表1-4。

表1-4 浓硫酸及基准物用量

（3）车间用1.000mol/L的H₂SO₄可用1.000mol/L的NaOH直接标定，用酚酞作指示剂。

三、c（NaOH）=1mol/L氢氧化钠标准溶液

1.配制 称取100g氢氧化钠（化学纯）溶于100mL的蒸馏水中，摇匀后注入聚乙烯容器中，密闭放置至溶液澄清。用塑料管吸取上层澄清液52mL，注入1L无二氧化碳的蒸馏水中，摇匀，待标定。

2.标定 称取4g（精确至0.0001g）于105～110℃烘至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾，置于250mL锥形瓶中，加80mL无二氧化碳的水使其溶解。加入2滴酚酞指示剂（10g/L），用待标定的氢氧化钠溶液滴定至粉红色。同时做空白试验，分别记录耗用氢氧化钠溶液的毫升数，用下式计算氢氧化钠标准溶液的浓度（mol/L）。

式中：m为邻苯二甲酸氢钾的质量（g）；V₁为氢氧化钠溶液的用量（mL）；V₂为空白试验氢氧化钠溶液的用量（mL）；

0.2042为与1.00mL氢氧化钠标准溶液［c（NaOH）=1.000mol/L］相当的，以克数表示的邻苯二甲酸氢钾的质量。

3.说明

（1）重复标定两次，双样的相对误差不得超过0.2%。

（2）其他浓度氢氧化钠标准溶液的配制方法同上，相关溶液及基准物用量见表1-5。

表1-5 氢氧化钠饱和溶液及基准物用量

四、c（Na₂S₂O₃）=0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液

1.配制 称取26g硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃·5H₂O）（或16g无水硫代硫酸钠），溶于1L蒸馏水中，缓慢沸煮10min，冷却。将溶液保存在棕色磨口试剂瓶中，两周后标定。

2.标定 称取0.15g（精确至0.0001g）于120℃烘至恒重的基准重铬酸钾，放入500mL碘量瓶中，注入25mL蒸馏水溶解。加2g碘化钾和20mL硫酸溶液（20%），摇匀后置于暗处放置10min。取出后，加冷蒸馏水150mL。然后用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定。当滴至溶液呈黄绿色时，加3mL淀粉指示剂（5g/L），继续滴至溶液由蓝色变成亮绿色。同时做空白试验，分别记录硫代硫酸钠溶液耗用毫升数，按下式计算硫代硫酸钠标准溶液的浓度（mol/L）。

式中：m为重铬酸钾的质量（g）；V₁为硫代硫酸钠溶液的用量（mL）；V₂为空白试验硫代硫酸钠溶液的用量（mL）；0.04903为与1.00mL硫代硫酸钠标准溶液［c（Na₂S₂O₃）=1.000mol/L］相当的，以克数表示的重铬酸钾的质量。

五、碘标准溶液

1.配制 称取13g碘（化学纯）及35g碘化钾（化学纯），溶于100mL蒸馏水中，稀释至1L，摇匀，保存于棕色试剂瓶中，待标定。

2.标定 称取0.15g（精确至0.0001g）预先在硫酸干燥器中干燥至恒重的基准三氧化二砷，置于碘量瓶中，加4mL氢氧化钠溶液［c（NaOH）=1mol/L］溶解，加50mL水，加2滴酚酞指示剂（10/L），用硫酸溶液中和，加3g碳酸氢钠及3mL淀粉指示剂（5/L），用待标定的碘溶液滴定至溶液呈浅蓝色。同时做空白试验，分别记录耗用碘溶液的毫升数，按下式计算碘标准溶液的浓度（mol/L）。