淺談高職化工分析課程中空白實(shí)驗(yàn)的教學(xué)

陳 斌

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 江陰 214405）

淺談高職化工分析課程中空白實(shí)驗(yàn)的教學(xué)

陳 斌

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 江陰 214405）

在化工分析檢測(cè)中，空白實(shí)驗(yàn)作為減免系統(tǒng)誤差的主要手段，被廣泛應(yīng)用。高職的《化工分析》課程教學(xué)，應(yīng)結(jié)合分析標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)空白實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用進(jìn)行分析，幫助學(xué)生體會(huì)空白實(shí)驗(yàn)在化工分析中減免系統(tǒng)誤差的形式。

空白實(shí)驗(yàn)；化工分析；高職；教學(xué)

空白實(shí)驗(yàn)是指在化工產(chǎn)品的分析檢測(cè)中，為了減免化學(xué)試劑帶來的系統(tǒng)誤差，在不加入待測(cè)試樣的情況下，按所用的分析方法，以同樣條件加入試劑進(jìn)行分析。其測(cè)得的結(jié)果稱為空白值。從試樣分析結(jié)果中扣除空白值，可得到比較可靠的分析結(jié)果。因此空白實(shí)驗(yàn)在化工分析中應(yīng)該是非常重要的。但空白實(shí)驗(yàn)在《分析化學(xué)》中只是在講到系統(tǒng)誤差時(shí)簡(jiǎn)單提及，僅把它作為一種減小系統(tǒng)誤差的方法，沒有充分強(qiáng)調(diào)它的重要性，更沒有舉例分析它在企業(yè)分析檢測(cè)中的具體運(yùn)用。高職教育要求我們應(yīng)該以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，對(duì)學(xué)生的職業(yè)技能進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)式的培養(yǎng)。所以我們應(yīng)圍繞企業(yè)生產(chǎn)分析需要，在化工分析教學(xué)中對(duì)空白實(shí)驗(yàn)的重要性給予必要的強(qiáng)調(diào)。

在培養(yǎng)高職學(xué)生的化工分析技能中，我們是以化工分析技能培養(yǎng)目標(biāo)為宗旨，培養(yǎng)具有一定的基本操作技能，能運(yùn)用所學(xué)過的《分析化學(xué)》的基本知識(shí)“讀懂”一般分析標(biāo)準(zhǔn)中的分析方法，以及能“套用”現(xiàn)有的化工產(chǎn)品分析標(biāo)準(zhǔn)中的方法對(duì)一般的化工產(chǎn)品進(jìn)行分析檢測(cè)的綜合能力。因此我們不能只局限于傳統(tǒng)教材中的知識(shí)點(diǎn)，還要特別注重企業(yè)化工產(chǎn)品分析的各種標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)所有的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行總體歸納分析，理解空白實(shí)驗(yàn)在分析標(biāo)準(zhǔn)中的重要應(yīng)用。

以下幾個(gè)分析標(biāo)準(zhǔn)中的空白實(shí)驗(yàn)在化工分析中的作用就很具有典型性：

1.在化工產(chǎn)品的分析檢測(cè)中，用來減免化學(xué)試劑帶來的系統(tǒng)誤差。

這種空白實(shí)驗(yàn)是《分析化學(xué)》中所介紹的，也是空白實(shí)驗(yàn)最基本的應(yīng)用，在化工產(chǎn)品分析的每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中都需要進(jìn)行這樣的空白實(shí)驗(yàn)，以減免化學(xué)試劑帶來的系統(tǒng)誤差。

在“GB/T 601—88化學(xué)試劑滴定分析（容量分析）用標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備”中，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的標(biāo)定過程都要進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)，例如，其中在氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1mol/L的標(biāo)定步驟：稱取0.6g于105～110℃烘至恒重的基準(zhǔn)鄰苯二甲酸氫鉀，稱準(zhǔn)至0.0001g，溶于50ml無二氧化碳的水中，加2滴酚酞指示劑液（10g/L），用配制好的滴定至溶液呈粉紅色，耗氫氧化鈉溶液體積為V1；同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)，耗氫氧化鈉溶液體積為V0。計(jì)算氫氧化鈉的濃度：基準(zhǔn)鄰苯二甲酸氫鉀所消耗的氫氧化鈉溶液體積等于V1-V0。

分析：該直接滴定方法中的空白實(shí)驗(yàn)完全是用來消除標(biāo)定過程中水和酚酞指示劑中可能消耗的氫氧化鈉所帶來的系統(tǒng)誤差。

2.在化工產(chǎn)品的低含量雜質(zhì)分析檢測(cè)中，用來提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度，減少終點(diǎn)滴定誤差。

在“GB/T 209—93氫氧化鈉的鈣鎂總含量的測(cè)定——絡(luò)合滴定法”中，預(yù)先配制好鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.2432g/L）和 EDTA 二鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定液（0.005mol/L），分析步驟：①試樣的制備：稱取10g試樣，稱準(zhǔn)至0.01g，置于250ml三角瓶中，加100ml水溶解；②空白實(shí)驗(yàn)：不加試樣，在100ml水中加入氨—氯化氨緩沖溶液（……以下同③），采用與測(cè)定完全相同的步驟進(jìn)行平行測(cè)定，耗EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為V0；③測(cè)定：將試樣冷卻后用鹽酸中和至pH=5～6（用pH試紙檢查），再過量2ml。冷卻至室溫用氨水調(diào)至pH=8～9，加入10ml氨—氯化氨緩沖溶液，5ml鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液，5～6滴鉻黑T指示劑，用EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色為終點(diǎn)，耗EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為V1；④分析結(jié)果的表述：鈣鎂總和（以鈣計(jì)）質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算中，試樣中鈣鎂總和所消耗的EDTA二鈉體積等于V1-V0。

分析：這是一種直接與間接滴定相結(jié)合的方法。在試樣中雜質(zhì)含量低于一定數(shù)值后，用直接滴定的方法分析將導(dǎo)致相對(duì)誤差較大，所以與一般的空白實(shí)驗(yàn)不同的是，加入與EDTA滴定劑起反應(yīng)的鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液后進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)，目的是來增大滴定終點(diǎn)的EDTA滴定液的體積，從而提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度，減少終點(diǎn)滴定誤差。

3.在待測(cè)物質(zhì)與試劑反應(yīng)速度較緩慢或不能充分反應(yīng)的雜質(zhì)分析檢測(cè)中，用來減少系統(tǒng)誤差。

在“GB/T 6234.3—93有機(jī)化工產(chǎn)品還原高錳酸鉀物質(zhì)的測(cè)定方法”的滴定法中，預(yù)先配制高錳酸鉀溶液（1g/L）和硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（0.05mol/L）。分析步驟：將規(guī)定體積的試樣置于盛有50ml硫酸溶液的碘量瓶中，混均。將此碘量瓶浸于水浴中，水浴溫度控制在（20±0.5℃），保持15min，用滴定管加高錳酸鉀溶液直到不褪色為止。然后再準(zhǔn)確加入10ml的高錳酸鉀溶液并記錄使用此溶液的總體積。加塞后放在暗處反應(yīng)40min（反應(yīng)時(shí)間可根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整）。反應(yīng)后加入過量的碘化鉀溶液，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，當(dāng)溶液呈淺黃色時(shí)，加0.5ml淀粉指示劑，繼續(xù)滴定到藍(lán)色消失，記下消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積V1。同時(shí)進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)，消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積V0。在高錳酸鉀指數(shù)計(jì)算過程中，試樣中消耗硫代硫酸鈉應(yīng)將空白實(shí)驗(yàn)消耗的體積減去試樣消耗的體積，即V0-V1。

分析：這是間接滴定與返滴定相結(jié)合的方法，該方法說明在高錳酸鉀指數(shù)測(cè)定時(shí)，因試樣中還原性物質(zhì)與高錳酸鉀反應(yīng)的速度太慢，同時(shí)短時(shí)間反應(yīng)不很充分，所以用高錳酸鉀溶液做空白實(shí)驗(yàn)，這樣讓試樣中還原性的物質(zhì)與高錳酸鉀進(jìn)行充分反應(yīng)，以減少系統(tǒng)誤差，這與一般空白實(shí)驗(yàn)不同，空白實(shí)驗(yàn)值減去試樣值為測(cè)定結(jié)果。

類似的，例如工業(yè)硫酸鋁中硫酸鋁含量測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)中，因鋁與EDTA反應(yīng)速度較慢，所以采用氯化鋅返滴定法，其中，空白實(shí)驗(yàn)基本是來測(cè)定EDTA濃度，目的就是來提高測(cè)定方法的準(zhǔn)確性。

4.在儀器分析中，消除試驗(yàn)中雜質(zhì)的干擾，進(jìn)一步提高分析方法的準(zhǔn)確性，減少系統(tǒng)誤差。

在“GB 210—92碳酸鈉”的標(biāo)準(zhǔn)中，測(cè)定其雜質(zhì)鐵含量的過程中，預(yù)先配制各種溶液和準(zhǔn)備好分光光度計(jì)。分析步驟：①工作曲線的繪制：按GB 3049第5.3條規(guī)定，選用厚度為3cm吸收池及其對(duì)應(yīng)的鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液用量，繪制工作曲線；②試樣的測(cè)定：稱取10g試樣，精確至0.01g，置于燒杯中，加少量水潤(rùn)濕，滴加35ml鹽酸溶液（1+1），煮沸 3～5min，冷卻（必要時(shí)過濾），移入250ml容量瓶中，加水至刻度，搖勻。用移液管移取50ml（或25ml）試驗(yàn)溶液，置于100ml燒杯中；另取7ml（或 3.5ml）鹽酸溶液（1+1）于另一燒杯中，用氨水（2+3）中和后，與試驗(yàn)溶液一并用氨水（1+9）和鹽酸溶液（1+3）調(diào)節(jié)pH值為2（用精密pH試紙檢驗(yàn)）。分別移入100ml容量瓶中，以下操作按GB 3049第5.3.2條及5.3.3條規(guī)定，選用3cm吸收池，以水為參比，測(cè)定試驗(yàn)溶液和空白實(shí)驗(yàn)溶液的吸光度。

分析：在儀器分析中經(jīng)常要進(jìn)行儀器的基準(zhǔn)點(diǎn)調(diào)節(jié)，上述的工作曲線繪制中，用參比溶液調(diào)節(jié)儀器，以消除在配制標(biāo)準(zhǔn)鐵系列溶液中其他試劑引入的鐵造成的誤差。這是儀器分析中通用的方法，也屬于空白實(shí)驗(yàn)。另外，在測(cè)定試樣中還要測(cè)定空白實(shí)驗(yàn)溶液，因?yàn)樵嚇釉谂渲七^程中要用鹽酸和氨水溶解和調(diào)節(jié)pH值，鹽酸和氨水中含有鐵，所以只能用水作為參比，而不能用工作曲線繪制中所配的參比溶液作為參比來消除干擾。

綜合上述分析空白實(shí)驗(yàn)在各種化工分析標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用，一方面說明了空白實(shí)驗(yàn)在化工分析中的重要性和靈活性，另一方面也印證了，在高職學(xué)生的職業(yè)技能培養(yǎng)過程中，應(yīng)該“貼近”企業(yè)實(shí)際，以企業(yè)常生產(chǎn)為實(shí)例來培養(yǎng)學(xué)生，這樣的學(xué)生到企業(yè)中才能“用得上”。在化工分析課程中，有必要引入大量的企業(yè)分析標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)例教學(xué)，直接將企業(yè)產(chǎn)品分析作為實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

［1］《通用化工產(chǎn)品分析方法手冊(cè)》編寫組.通用化工產(chǎn)品分析方法手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.

G718.5

A

1673-0046（2010）3-0035-02