食用白醋中醋酸浓度的测定.doc

食用白醋中醋酸浓度的测定【引入】食用白醋作为日常饮食中的一种调味剂，深受人们的青睐，它对改善食物的口感、增进食欲、促进食物消化等都有独特的功能。随着生活水平的不断提高，人们对于食用白醋质量的要求也逐渐上升，而醋酸的浓度又是作为判断食用白醋质量的重要依据，自然也备受关注。在本课题中，我们将运用DIS实验技术，测定并计算食用白醋中醋酸的浓度，那么我们将选用测量哪些物理量的传感器来确定醋酸的浓度呢？评注：【知识准备】醋酸是一种弱酸，但能与碱发生中和反应，生成醋酸盐。例如醋酸与烧碱反应生成醋酸钠。反应的化学方程式如下：CH3COOH NaOHCH3COONa H2O传统的常规实验中，常用NaOH标准溶液进行滴定，由于在化学计量点时溶液呈弱碱性，滴定突跃在碱性范围内，选用酚酞作指示剂，在滴定至溶液呈现微红色并保持30s不褪即为终点，通过测定NaOH标准溶液消耗的物质的量，测定醋酸的物质的量浓度。请思考强碱滴定弱酸与强碱滴定强酸相比较，滴定过程中pH变化有何不同？如何克服指示剂的变色点与刚好完全反应点之间存在误差的矛盾？电导滴定法：根据滴定过程中被滴定溶液电导的变化来确定滴定终点的一种容量分析方法。电解质溶液的电导取决于溶液中离子的种类和离子的浓度。在滴定过程中离子的种类和浓度发生变化，因而电导也发生变化，据此可以确定滴定终点。利用电导滴定分析法，用已知浓度的氨水溶液滴定待测食用白醋样品溶液，其反应的化学方程式如下：滴定时反应的化学方程式是：CH3COOH+NH3·H2O=CH3COONH4+H20由于醋酸、氨水分别为弱酸、弱碱，在滴定过程中，当醋酸与氨水发生完全反应生成醋酸铵时，溶液的导电能力最强，这时可以通过氨水的体积计算得到食用白醋的浓度。评注：【实验过程设计】实验仪器：朗威DISLab数据采集器、电导率传感器、计算机、磁力搅拌器、50ml烧杯、滴定架、20ml移液管、100ml容量瓶、50ml滴定管、自动自主滴液装置实验试剂：0.1mol/L 标准NH3·H2O、食用白醋、蒸馏水，酚酞试剂请根据实验原理，对以上提供的实验装置和药品进行选择，并说明理由。如选用自动滴液装置，请指出其比50ml滴定管所具有的优势，并按照下图所示组建实验装置。（提示：安装滴定台、准备自动滴液装置。连接计算机、数据采集器及电导率传感器，并将电导率传感器电极连接在传感器上。打开数据采集器开关，打开计算机，进入DIS实验操作系统。）实验方案：1预先将白醋稀释十倍后备用。2点击化学专用软件主界面上实验条目“电导率测量”，打开软件。3用移液管移取20ml稀释后白醋溶液至50ml 烧杯，放入搅拌磁子，将烧杯置于磁力搅拌器上。并在自动滴液瓶中加入约100ml 0.1mol/L NH3·H2O后固定在铁架台上。4在实验界面中更改电导池常数数值，点击“开始记录”，将电导率传感器电极放入蒸馏水中进行传感器调零。5将电导率传感器放入盛有稀释后白醋溶液的烧杯中（注意液面应没过传感器电极玻璃珠且电极不能接触磁子、烧杯壁及烧杯底），打开磁力搅拌机开关。6点击实验界面中“开始记录”，打开自动滴液装置开关，注意控制流速。系统将自动记录电导率的变化。7当电导率数值开始由大变小时，点击停止记录，滴定结束。关闭自动滴液装置开关，关闭磁力搅拌机开关。8拖动界面滚动条，选择适当的位置，点击窗口右下角按钮，可将当前实验结果以图象文件的形式保存。9实验结束，点击“返回”按钮，退出软件。关闭数据采集器，整理实验装置。评注：【实验中的注意事项】教师：1.自动滴定装置的使用：先将止水夹夹住橡皮管，将控制流速开关滑动至适合挡位，使瓶内溶液流出，关闭止水夹。滴定时打开止水夹即可。2试验结束后，电导率电极用蒸馏水清洗，并用滤纸擦干后装入盒子。交流与讨论（学生）：1在滴定时为什么要预先将白醋稀释10倍？2. 为什么要预先用少量待测溶液润洗自动滴液瓶3次？3.本实验设计了自动滴液装置，并对其流速事先进行标定。请问你在实际操作中确定的流速是多少?是否进行过不同流速滴定效果的比较，哪个流速你认为效果最佳，请说明理由。评注：【记录与结论】“实验数据或图像汇总”：“解释”：请对本实验的电导率曲线的变化进行描述，并说明引起不同变化趋势的原因？“结论”：根据氨水的体积和浓度，计算消耗氨水的物质的量，从而确定醋酸的含量，氨水的体积可以根据自动滴液装置的流速和滴定时间来计算。评注：【课题拓展】本实验使用DIS替代了指示剂的作用，完成了弱酸弱碱滴定分析，其中自动滴液装置让滴定实验实现自动化。请思考该套装置还适用于哪些类型反应进程的观测，举出例子并进行简单的实验设计或说明。评注：利用DIS数字化信息系统测定食用白醋中醋酸浓度的测定一、 实验仪器朗威®DISLab数据采集器、电导率传感器、计算机、磁力搅拌器、100ml烧杯、滴定架、50ml滴定管、20ml移液管、100ml容量瓶二、实验试剂 0.1mol/L 标准NH3·H2O、食用白醋、酚酞指示剂、蒸馏水三 、实验过程1、预先将白醋稀释十倍后备用。2、安装滴定台、准备自动滴液装置。连接计算机、数据采集器及电导率传感器，并将电导率传感器电极连接在传感器上。打开数据采集器开关，打开计算机，进入DIS实验操作系统。3、点击化学专用软件主界面上实验条目“电导率测量”，打开软件。4、用移液管移取20ml稀释后白醋溶液至50ml 烧杯，放入搅拌磁子，将烧杯置于磁力搅拌器上。并在自动滴液瓶中加入约100ml 0.1mol/L NH3·H2O后固定在铁架台上。5、在实验界面中更改电导池常数数值，点击“开始记录”，将电导率传感器电极放入蒸馏水中进行传感器调零。6、将电导率传感器放入盛有稀释后白醋溶液的烧杯中（注意液面应没过传感器电极玻璃珠且电极不能接触磁子、烧杯壁及烧杯底），打开磁力搅拌机开关。7、点击实验界面中“开始记录”，打开自动滴液装置开关，注意控制流速。系统将自动记录电导率的变化。8、当电导率数值开始由大变小时，点击停止记录，滴定结束。关闭自动滴液装置开关，关闭磁力搅拌机开关。9、拖动界面滚动条，选择适当的位置，点击窗口右下角按钮，可将当前实验结果以图象文件的形式保存。10、实验结束，点击“返回”按钮，退出软件。关闭数据采集器，整理实验装置。注意事项：1、 实验期间最好介绍自动滴液装置的工作原理。2、 氨水的体积可以根据自动滴液装置的流速和滴定时间来计算。3、 自动滴定装置的使用：先将止水夹夹住橡皮管，将控制流速开关滑动至适合挡位，使瓶内溶液流出，关闭止水夹。滴定时打开止水夹即可。4、试验结束后，电导率电极用蒸馏水清洗，并用滤纸擦干后装入盒子。