试剂的选用和试剂溶液的配制

出处：按学科分类—农业科学 农业出版社《土壤农化分析手册》第11页（7007字）

(一)试剂的分级、选用和保存 分析试剂一般分为六级：光谱纯、一级、二级、三级、四级及工业用试剂。光谱纯试剂(S．P．)为光谱分析用的标准物质。一级又称保证试剂(G．R．绿色标志)，这种试剂纯度高，杂质含量低，一般作为标定剂和配制基准溶液之用。二级又称分析纯试剂(A．R．红色标志)，适用于准确度较高的分析及配制标准溶液。三级又称化学纯试剂(C．P．蓝色标志)，适用于一般常规分析试剂的配制。四级(L．R．实验室试剂蓝色标志)及工业用试剂含杂质较多，适于某些大量和精度要求不高的试剂配制。各级试剂价格可相差甚多，因之，不需要用更高一级的试剂就不要用；相反，有时经过检验，还可用较低级的试剂代替。例如经检验不含氨的四级及工业用的浓硫酸和氢氧化钠，也可用于全氮的测定。当缺乏二、三级试剂时，也可自行将低级试剂进行重结晶、蒸馏、升华等提纯制成。

试剂种类很多，贮存时应按酸、碱、盐类、指示剂、有机试剂、元素等分别存放。盐类中又可按阳、阴离子顺序排列存放。强酸、强碱、强氧化剂、易燃品和挥发性试剂应单独存放于荫凉、干燥、通风之处。氨水和HCl、HNO₃极易挥发性药品，应远离其他试剂，以免被污染。定氮用的浓H₂SO₄和定钾用试剂尤须严防NH₃的沾污，否则将引起分析结果的严重错误。启开氨水、乙醚等易挥发性试剂应特别小心，瓶口不要面对着人，防止试剂喷出发生事故。H₂O₂能溶解玻璃的碱质而加速分解，所以应用塑料瓶或涂腊的瓶贮存在暗处。70%的高氯酸与有机物接触易引起爆炸，稀释至50－60%则较安全，应用时亦是如此。氯化亚锡、硫酸亚铁等易被空气氧化的试剂，必须注意密封保存，防止吸湿等。氢氟酸有腐蚀性和毒性，除能腐蚀玻璃外，接触皮肤产生剧疼和灼伤，因此使用时要戴手套并在通风橱中进行。

(二)溶液浓度表示与溶液配制方法

1．体积比 液体试剂的体积与水的体积比例，如1∶3盐酸溶液，即1体积的浓盐酸与3体积的水混合。

2．重量比 固体试剂混合时，常用此法表示。例如，1∶9的CuSO₄∶Na₂SO₄，即1份重量的CuSO₄与9份重量的Na₂SO₄混合，粉碎过筛。

3．重量百分浓度，%(W／W) 100g溶液中含溶质的克数。例如，5%NaCl水溶液，即100g溶液中含5gNaCl和95g水。

4．体积百分浓度，%(V／V) 100ml溶液中含溶质的毫升数。例如，70%酒精，即100ml溶液中含70ml无水酒精和30ml水。

5．重量对体积百分浓度，%(W／V) 100ml溶液中含溶质的克数。例如3%的H₃BO₃溶液即3gH₃BO₃溶解于100ml水中。

6．摩尔浓度(mol) 1L溶液中含溶质的摩尔数。例如，0．2500mol EDTA二钠盐水溶液，即将372．3×0．2500=93．06gEDTA二钠盐溶于水后，加水稀释成1L(372．3为EDTA二钠盐的式量)。

7．当量浓度(N) 1L溶液中含溶质的克当量数。例如，0．4NH₂SO₄水溶液，即1L溶液中含0．4克当量的H₂SO₄。H₂SO₄的当量为98÷2=49，0．4克当量H₂SO₄为0．4×49=19．6g，而商品浓H₂SO₄的比重为1．84，含H₂SO₄98%，故19．6gH₂SO₄为浓H₂SO₄。配法：取浓H₂SO₄10．9ml徐徐倒入水中，稍冷却后，加水至1L，如须精确的克当量浓度，则还须经标定，方法见后标准溶液的标定。

8．ppm和ppb 百万分浓度和十亿分浓度。ppm是指1000g(或1L)溶液中所含溶质的毫克数，或1g(或1ml)溶液中所含溶质的微克(γ)数，如10ppm磷溶液，即1升溶液中含磷10mg，也即1ml溶液中含磷1μg。ppb是指1000g(或1L)溶液中溶质的微克数。

9．滴定度(T) 指每毫升滴定剂溶液相当于被测物质的克数。可用符号TM₁／M₂表示，M₁是溶质的化学式，M₂是被测物质的化学式。例如，TKMnO₄／Fe=0．00503，表示高锰酸钾标准溶液对亚铁离子的滴定度，即每毫升KMnO₄标准溶液可以氧化0．00503克亚铁离子。使用滴定度可消除系统分析误差。

10．百分浓度溶液配制的混合法则 混合两种已知浓度溶液以配制所需浓度(重量%)溶液的计算：如下图所示，将所须的溶液浓度(60%)放在两条直线的交叉点上，二个已知溶液浓度(85%和40%)放在二条直线的左端(较大的在上，较小的在下)。然后在每一条直线上，把两个数字的差(不计正负号)写在同一直线的右端，所得数字即要配制溶液需用的每一溶液的重量份数，即需用20份重量的85%溶液和25份重量的40%的溶液相混合。

如用溶剂稀释较浓的溶液以制备较稀的溶液，只需将左下角的浓度作为零即可。

(三)各种标准溶液的配制与标定

1．标准酸碱溶液

(1)0．1NHCl溶液：市售分析纯(A·R·)HCl比重为1．19，含HCl37．23%，当量浓度约为12。若需配制0．1N HCl1L，则0．1N×1000ml=12．0N×x，x=8．33ml，即量取浓HCl8．4ml，用水稀释至1L。

标定方法：称取硼砂(Na₂B₄O₇·10H₂O)⁽¹⁾4．500－5．000g，加水溶解后，全部洗入250ml容量瓶中，定容，即加水至刻度，充分摇匀(上下摇动至少30次)。吸取硼砂溶液25ml，放入125ml三角瓶中，加水约至50ml，加入甲基红指示剂2－3滴，用0．1NHCl滴定至溶液由黄色转为微红色为终点，重复标定2－3次，平行标定结果的相对相差不得超过0．2%。

计算：

式中381．4是硼砂Na₂B₄O₇·10H₂O的式量。

(2)0．1NH₂SO₄溶液：市售分析纯H₂SO₄的比重约为1．84，含H₂SO₄约98%，当量浓度约为36。需配0．1NH₂SO₄1L溶液时，

0．1N×1000ml=36N×xml，x=2．78ml。

可量取浓H₂SO₄2．8ml，徐徐倒入约800ml水中，冷却后加水至1L。其标定方法与HCl同。

(3)0．1NNaOH溶液：固体NaOH易吸收空气中的CO₂和水蒸气而生成Na₂CO₃和潮湿。Na₂CO₃与酸作用即生成CO₂，将影响滴定终点的判断和测定的准确度。由于Na₂CO₃难溶于浓NaOH，所以较好的配法，是先将固体NaOH配成50%的浓溶液，密闭放置数天，待Na₂CO₃沉降后，取上面的澄清液使用。

配制时量取8．4ml50%NaOH澄清液放在烧杯中，用用无CO₂的蒸馏水(新煮沸和冷却的蒸馏水)稀释至1L。

标定方法：称取4．000－5．000g预先在125℃烘干的邻苯二甲酸氢钾(KHC₈H₄O₄)，放入烧杯中用水溶解，然后洗入250ml容量瓶中定容。然后吸取25ml入125ml三角瓶中，再加30ml水，加2－3滴酚酞指示剂，用配制的NaOH溶液滴定至溶液呈粉红色，并在半分钟内不褪色为终点。重复标定2－3次，计算NaOH的当量浓度，要求相对相差不超过0．2%。

计算：

式中204．23是KHC₈H₄O₄的式量。

标定NaOH也可以用草酸为基准物质。称量也可以分别称取三份，每份0．4000－0．5000g，作为平行测定。

2．氧化还原用标准溶液

(1)0．1NK₂Cr₂O₇液：重铬酸钾由于易获得纯品，并且很稳定，所以是较好的基准物质。配制时，称取已在105－110℃烘干的K₂Cr₂O₇5．000g，加水溶解，然后全部洗入1L容量瓶中定容。其准确浓度可直接计算得到：

式中49．03是K₂Cr₂O₇的当量。

(2)0．1N KMnO₄液：称取分析纯KMnO₄3．2g，置于1L烧杯中，加入蒸馏水1L，加热近沸，并保持30min，或在室温下放置2－3d，使充分氧化水中的杂质，生成的MnO₂沉淀后用玻璃棉过滤。滤液收集于棕色试剂瓶中，贮于暗处备用。

标定方法：标定KMnO₄溶液的标定剂有Na₂C₂O₄、H₂C₂O₄·2H₂O、FeSO₄·7H₂O、FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O、As₂O₃和纯铁丝等，常用的是Na₂C₂O₄。

称取在110℃烘干的分析纯Na₂C₂O₄约1．000g，放入烧杯中，加水溶解，然后全部洗入250ml容量瓶中定容。用吸管吸取50mlNa₂C₂O₄溶液放入250ml烧杯内，加6NH₂SO₄10ml，加热到75－85℃，趁热用KMnO₄溶液滴定。加入1滴KMnO₄溶液搅动，待颜色褪去后，再继续滴定，随着反应速度的加快，逐渐增加滴定速度。直至滴定到加入1滴KMnO₄溶液，经搅动后红色在1min内不褪去为终点。同时作空白试验，校正KMnO₄溶液的用量。计算KMnO₄的当量浓度。

式中0．06701是Na₂C₂O₄的当量。

(3)0．1N FeSO₄或0．1NFeSO₄·(NH₄)₂SO₄溶液：硫酸亚铁(FcSO₄·7H₂O)和硫酸亚铁铵〔FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O〕都是浅绿色晶体，在空气中极易氧化为三价铁的碱式盐。因之标准溶液须经常标定。一般常测定亚佚溶液与氧化剂溶液的消定度，也可以计算亚铁溶液的当量浓度。

配制及标定方法：称取28克FeSO₄·7H2O或40g FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O于1L烧杯中，加500ml水及30ml 6N H₂SO₄，溶解后稀释至1L。用吸管吸取0．1N K₂Cr₂O₇标准溶液10ml于250ml三角瓶中，加5ml浓H₂SO₄和5ml浓H₃PO₄，加水至约50ml，加2－3滴邻菲啰啉指示剂，用0．1NFeSO₄·7H₂O溶液滴定至溶液呈褐红色为终点。

计算：

(4)0．1N KIO₃溶液和I₂溶液：配制0．1N KIO₃溶液，则称取KIO₃3．600g，溶于适量水中，洗入1L容量瓶定容，倾入棕色试剂瓶贮于暗处。KIO₃为基准物质，可直接计算其准确浓度。

式中214．002为KIO₃式量。

配制0．1N I₂溶液，可称取I₂6．5g及KI20g，加水溶解并稀释至1L。贮于玻塞棕色瓶中，放在暗处，数天后才标定。

0．1N I₂的标定，从滴定管中放出20ml Na₂S₂O₃标准溶液入250ml三角瓶中，加水至约100ml，加入淀粉指示剂1ml，用0．1N I₂液滴定至溶液现稳定蓝色为终点。

计算：

(5)0．1NNa₂S₂O₃溶液：称取25gNa₂S₂O₃·5H₂O，溶解于新煮沸而冷却的蒸馏水中，加入0．1gNa₂CO₃，稀释至1L_。贮于棕色试剂瓶中，一天后标定。

0．1NNa₂S₂O₂溶液的标定：称取K₂Cr₂O70．1000—0．1200g于500ml三角瓶中，加25ml水使溶解，加20ml4NH₂SO₄及10%KI溶液10m1，混匀，稀释至200ml，用0．1NNa₂S₂O₃溶液滴定至黄绿色(I₂为黄色，Cr³⁺为绿色)，此时加入1%淀粉指示剂1m1，继续滴定至蓝色消失呈亮绿色为终点。并作空白试验。

计算：

(6)0．05N K₃Fe(CN)₆液：称取分析纯K₃Fe(CN)₆16．5g，Na₂CO₃70g，溶解于水后，稀释至1L。用标准0．1NNa₂S₂O₃标定。为此可吸取0．05NK₃Fe(CN)₆溶液50ml于250ml三角瓶中，加入KI3g和ZnSO₄·7H₂O3g，完全溶解后，再加9%醋酸10ml，用0．1N Na₂S₂O₃标准液滴定至淡黄色，然后加1ml淀粉指示剂，继续滴定至溶液蓝色消失为终点。

计算：

3．沉淀滴定法用标准溶液

(1)0．1N AgNO₃液：AgNO₃系标定剂之一，可直接称量配制标准溶液。称取在110℃烘1－2h的分析纯AgNO₃17．00g(或纯银10．80g)，溶于少量1∶1HNO₃中，洗入1L容量瓶中定容。贮于棕色瓶中，保存在暗处。

计算：

也可用NaCl标定AgNO₃。称取已在400－500℃灼烧至恒重的NaCl0．1500g入250ml三角瓶中，加25ml水使溶解，加入1ml5%K₂CrO₄溶液，在剧烈摇动下用AgNO₃液滴定，至溶液刚摇动后仍呈浅砖红色为终点。

计算：

(2)0．1N KCNS液或0．1N NH₄CNS液：硫氰酸钾和硫氰酸铵皆易吸湿，所以配制后须经标定。称取NH₄CNS9g溶于1L水中，标定时吸取0．1NAgNO₃标准液25ml入250ml三角瓶中，加入新煮沸冷却后无NO₂的6N HNO₃3ml，再加铁铵矾指示剂1ml，在剧烈摇动下用NH₄CNS溶液滴定，接近终点时，溶液显橙红色，经摇动仍不消失为终点。

计算：

铁铵矾指示剂：铁铵矾50g溶于100ml水中，加入浓HNO₃直到溶液褐色消失和溶液澄清为止，贮于棕色瓶中。

4．络合滴定法用标准溶液

(1)0．01molEDTA液：称取分析纯EDTA二钠盐(C₁₀H₁₄O₈N₂Na₂·2H₂O)1．9g，溶于200m1温水中，稀至1L。标定时，准确称取金属锌约0．1500g放入250ml烧杯中，加1∶1HCl10ml，盖好表面皿，必要时微微加热，使锌完全溶解。然后全部洗入250ml容量瓶中，定容。计算其准确浓度。吸其锌溶液25ml入 250ml三角瓶中，滴加1∶1氨水至开始出现Zn(OH)₂白色沉淀，再加pH10的缓冲溶液10ml，加水至约100ml，加约0．1g固体铬黑T指示剂，用EDTA液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色为终点。同时作空白试验。

计算：

(2)pH10缓冲液：称取NH₄Cl154g，加无CO₂的水溶解，加比重0．9的氨水380ml，稀释至1L。

(3)固体铬黑T剂：称lg络黑T指示剂与100g NaCl混合，磨细备用。