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高分求間接碘量法的原理及實驗方案(最好測VC)

壹、方法原理

在弱酸性溶液中,Cu2 可被KI還原為CuI,2Cu2 4I- == 2CuI I2這是壹個可逆反應,由於CuI溶解度比較小,在有過量的KI存在時,反應定量地向右進行,析出的I2用Na2S2O3標準溶液滴定以澱粉為指示劑,間接測得銅的含量。

I2 2S2O32- == 2I- S4O62-

由於CuI沈澱表面會吸附壹些I2使滴定終點不明顯,並影響準確度故在接近化學計量點時,加入少量KSCN,使CuI沈澱轉變成CuSCN,因CuSCN的溶解度比CuI小得多(Ksp,CuI = 1.1×10-10, Ksp,CuSCN = 1.1×10-14)能使被吸附的I2從沈澱表面置換出來,

CuI SCN- == CuSCN I-

使終點明顯,提高測定結果的準確度。且此反應產生的I-離子可繼續與Cu2 作用,節省了價格較貴的KI。

二、主要試劑

1.0.01mol/L重鉻酸鉀標準溶液。用差減法準確稱取幹燥的(180℃烘兩小時)分析純K2Cr2O7固體0.7~0.8g於100mL燒杯中,加50mL水使其溶解之,定量轉入250mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。

2.0.05mol/L硫代硫酸鈉溶液。在臺秤上稱取6.5g硫代硫酸鈉溶液,溶於500mL新煮沸並放冷的蒸餾水中,加入0.5g Na2CO3,轉移到500mL試劑瓶中,搖勻後備用。

3.Na2SO4:30%水溶液。

4.碘化鉀:A·R。

5.硫氰酸鉀溶液:20%。

6.澱粉溶液:0.5%。稱取0.5g可溶性澱粉,用少量水調成糊狀,慢慢加入到沸騰的100mL蒸餾水中,繼續煮沸至溶液透明為止。

7.鹽酸:3mol/L。

8.硝酸:1:3。

9.氫氧化銨溶液:1:1。

10.醋酸:6mol/L。

11.HAc—NaAc緩沖溶液pH3.5。

12.尿素:A·R。

三、實驗步驟

1.硫代硫酸鈉溶液的標定。用移液管移取25.00mL K2Cr2O7溶液置於250mL錐形瓶中,加入3mol/L HCl 5mL,1g碘化鉀,搖勻後放置暗處5分鐘。待反應完全後,用蒸餾水稀釋至50mL。用硫代硫酸鈉溶液滴定至草綠色。加入2mL澱粉溶液,繼續滴定至溶液自藍色變為淺綠色即為終點,平行標定三份,計算Na2S2O3溶液的量濃度。

2.試液中銅的測定。準確吸取25.00mL試液三份,分別置於250mL錐形瓶中,加入NaAc—HAc緩沖溶液5mL及1g碘化鉀,搖勻。立即用Na2S2O3溶液滴定至淺黃色,加入20%KSCN溶液3mL,再滴定至黃色幾乎消失,加入0.5%澱粉溶液3mL,繼續滴定至溶液藍色剛剛消失即為終點。由消耗的Na2S2O3溶液的體積,計算試液中銅的含量。

3.銅合金中銅的測定。準確稱取0.12g左右的銅合金,分別置於250mL錐形瓶中,加入1:3 HNO3 5mL,在通風櫥中小火加熱,至不再有棕色煙產生,繼續慢慢加熱至合金溶解完全。蒸發溶液至約2mL體積。取下,冷卻後,用少量水吹洗瓶壁,繼用25mL 蒸餾水稀釋,並煮沸使可溶鹽溶解。趁熱逐滴加入1:1氨水,至剛有白色沈澱出現。再逐滴加入6mol/L HAc,搖勻至沈澱完全溶解後,過量1~2滴,加pH = 3.5的HAc~NaAc緩沖溶液5mL,冷卻至室溫,加入1g碘化鉀,搖勻,立即用Na2S2O3溶液滴至淺黃色,加入20%KSCN溶液3mL,再滴至黃色幾乎消失,加0.5%澱粉溶液3mL,繼續滴至藍色消失為終點。由消耗Na2S2O3溶液的體積,計算銅合金中銅的含量百分數。

4.銅合金中銅的測定。準確稱取三份0.12g左右的銅合金,分別置於250mL錐形瓶中,加入1:3 HNO3[1] 5mL,在通風櫥中小火加熱,至不再有棕色煙產生,繼續慢慢加熱至合金完全溶解。趁熱加入1g尿素[2]蒸發至溶液約有2mL體積,取下,稍冷用少量水吹洗瓶壁,加入30% Na2SO4[3] 10mL,蒸餾水15mL,繼續加熱煮沸使可溶鹽溶解,趁熱滴加1:1氨水至剛有白色沈澱出現,再滴加HAc,邊滴邊搖至沈澱完全溶解,加入pH = 3.5的HAc~NaAc緩沖溶液[4]5mL,冷卻至室溫,加入1g碘化鉀,搖勻,立即用Na2S2O3溶液滴至淺黃色,加入20%KSCN溶液3mL,滴至溶液黃色稍微變淺,加入0.5%澱粉溶液3mL,繼續滴至藍色消失為終點。由消耗滴定劑Na2S2O3溶液的體積計算銅合金中銅的含量百分數。

假如試樣中含有鐵,鐵(三價)也可與碘化鉀作用析出碘:

2Fe3 2I- == 2Fe2 I2

使結果偏高。加入氟氫化銨NH4HF2,使鐵生成不與碘化鉀作用的[FeF6]3-,以消除幹擾。氟氫化銨還可以作為緩沖劑,調節pH為3.3~4。

四、註重事項

⒈ 試樣溶解完全後,應盡量趕走多余的HNO3,但不能出現黑色CuO沈澱。

⒉ 尿素加入後,出現深藍色不能再滴加氨水,直接用HAc調至Cu2 的純藍色。

⒊ 澱粉溶液必須在接近終點時加入,否則會吸附I2分子,影響測定。但是試樣中Pb存在影響觀察終點,要在加入KSCN後滴定到黃色稍淺壹點,就加入指示劑。否則澱粉加進去後沒有藍色出現,已過終點。

五、思考題

⒈ 硫代硫酸鈉能否做基準物質?如何配制Na2S2O3溶液?能否先將硫代硫酸鈉溶於水再煮沸之?為什麽?

⒉ 用K2Cr2O7標定Na2S2O3時為什麽加入碘化鉀?為什麽在暗處放5分鐘?滴定時為何要稀釋?

⒊ 碘量法測銅時為何pH必須維持在3~4之間,過低或過高有什麽影響?

註:

[1] 如試樣中含有錫,則用1:1鹽酸和30%的H2O2溶樣。

[2] 用HNO3溶樣,可用尿素或H2SO4冒白煙趕凈HNO3。

[3] 加入Na2SO4的目的主要是使鉛以PbSO4沈澱存在,消除鉛對測定的幹擾,使終點顏色較清楚。不含鉛無需加入Na2SO4。

[4] 假如合金或銅礦中含有砷、銻,應預先將砷、銻氧化為,砷(V)、銻(V),調節溶液的pH為3.5~5滴定,則可消除幹擾。