实验22-硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定

实验22 硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定

一、实验目的

1.掌握Na2S2O3溶液的配制方法和保存条件。

2.了解标定Na2S2O3溶液浓度的原理和方法。

3.了解淀粉指示剂的变色原理及变色过程。

二、实验原理

Cr2O72-+ 6I-+ 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7 H2O

I2 + 2S2O32- = S4O62- + 2I-

三、实验仪器和试剂

1. 仪器：分析天平或电子天平，称量瓶，1L棕色试剂瓶，25mL移液管，250mL碘量瓶或锥形瓶，酸式滴定管。

2. 试剂：Na2S2O3∙5H2O(固)，Na2CO3 (固)，KI(固)，10%KI溶液，0.5% 可溶性淀粉溶液，K2Cr2O7（AR或基准试剂，在150～180℃烘干2h），纯铜（w>99.9%），30% H2O2，10%KSCN 溶液，6 mol ∙ L-1 HCl，1mol∙ L-1 H2SO4。

四、实验内容

1. 0.1 mol∙ L-1 Na2S2O3溶液的配制

称取12.5 g Na2S2O3∙5H2O于500 mL烧杯中，加入300 -500mL新煮沸已冷却的蒸馏水，待完全溶解后，加入0.1 g Na2CO3 ，然后用新煮沸已冷却的蒸馏水稀释至0.5 L，贮于棕色瓶中，在暗处放置7 ~ 14 d后标定。

2. 用K2Cr2O7标准溶液标定Na2S2O3溶液浓度

准确称取已烘干的K2Cr2O7(A.R.，其质量相当于20 ~30 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液)于250 mL碘量瓶，加入10 ~20 mL水使之溶解，再加入20 mL 10%KI溶液(或2 g固体KI)和6 mol/L HCl 溶液5 mL，混匀后用玻塞塞好，放在暗处5 min①。然后用50 mL水稀释②，用0.1 mol ∙ L-1 Na2S2O3溶液滴定到呈浅黄绿色，加入0.5%淀粉溶液2 mL，继续滴定至蓝色变亮绿色，即为终点③。根据K2Cr2O7的质量及消耗的Na2S2O3溶液体积，计算Na2S2O3溶液的浓度。

【注释】

① K2Cr2O7与KI的反应不是立刻完成的，在稀溶液中反应更慢，因此应等反应完成后再加水稀释。在上述条件下，大约经5 min反应即可完成。

②生成的Cr3+离子显绿色，妨碍终点观察。滴定前预先稀释，一方面，可使Cr3+离子浓度降低，绿色变浅，终点时溶液由蓝变到绿，容易观察。另一方面，由于K2Cr2O7与KI 反应产生的I2的浓度较高，稀释可降低I2的挥发损失。同时稀释也使溶液的酸度降低，适用于Na2S2O3滴定I2。

③滴定完全的溶液放臵后会变蓝色。如果不是很快变蓝(经过5 ~ 10 min)，那就是由于空气氧化所致。如果很快而且又不断变蓝，说明K2Cr2O7和KI的作用在滴定前进行得不完全，溶液稀释得太早。

④用纯铜标定Na2S2O3溶液时，所加入的H2O2不能过量太多，金属铜分解完后，一定要把多余的H2O2赶尽，否则影响后面的测定结果。

⑤加淀粉不能太早，因反应中产生大量的CuI沉淀，若淀粉与I2过早形成蓝色配合物，大量I3-被CuI沉淀吸附，终点呈较深的灰色，不好观察。

⑥加入KSCN不能过早，而且加入后要剧烈摇动，有利于沉淀的转化和释放出吸附的I3-。

五、思考题

1. 如何配制和保存浓度比较稳定的I2和Na2S2O3标准溶液？

2.用K2Cr2O7作基准物标定Na2S2O3溶液时，为什么要加入过量的KI和HCl溶液？为什么放置一定时间后才加水稀释？

3. 用纯铜标定Na2S2O3溶液时为什么要在弱酸性溶液中进行？为什么临近终点时加入KSCN溶液？

实验23 硫酸铜中铜含量测定(间接碘量法)

一、实验目的

1. 了解碘量法测定铜的原理。

2. 掌握间接碘量法的操作过程。

二、实验原理

碘量法测定硫酸铜中的铜含量是基于Cu2+与过量的KI反应定量析出I2，然后用Na2S2O3标准溶液进行滴定，反应式如下：

2Cu2+ + 4I -= 2CuI↓+ I2

I2 + 2 S2O32 -= S4O62 - + 2I -

Cu2+与I –的反应是可逆反应，为了使反应趋于完全，必须加入过量的KI。但是由于CuI 沉淀强烈地吸附I3-离子，会使测定结果偏低。如果加入KSCN，使CuI(K sp = 5.06×10-12 )转化为溶解度更小的CuSCN(K sp = 4.8×10-15 )：

CuI + SCN - = CuSCN ↓ + I –

这样不但可释放出被吸附的I3-离子，而且反应再生了I-离子，可减少KI的用量。但是，KSCN只能在接近终点时加入，否则较多的I2会明显地为KSCN所还原而使结果偏低：SCN - + 4I2 + 4H2O = SO42- + 7I -+ ICN + 8H+

三、实验仪器和试剂

1. 仪器：分析天平或电子天平，称量瓶，1L棕色试剂瓶，250mL碘量瓶或锥形瓶，酸式滴定管。

2. 试剂：Na2S2O3∙5H2O(固)，Na2CO3 (固)，KI(固)，10%KI溶液，0.5% 可溶性淀粉溶液，K2Cr2O7（AR或基准试剂，在150～180℃烘干2h），纯铜（w>99.9%），H2O2（30%），10% KSCN溶液，20%NH4HF2 溶液，1：1 HAc，6 mol ∙ L-1 HCl，1：1氨水。

四、实验内容

1.硫酸铜试样中铜的测定

精确称取硫酸铜试样（每份相当于20 ~ 30 mL 0.1mol·L-1 Na2S2O3标准溶液）于250 mL

碘量瓶或锥形瓶中，加入约30 mL水，溶解试样②。滴加1：1氨水至沉淀刚刚生成，然后加入8mL 1：1 HAc，少量NaF固体，20 mL 10%KI溶液(或2 g固体KI)，立即用Na2S2O3标准溶液滴定至呈淡黄色。然后加入2 mL 0.5%淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色。再加入10 mL 10%KSCN溶液，摇匀后溶液蓝色转深，再继续滴定至蓝色恰好消失为终点(此时溶液为米色CuSCN悬浮液)。记录下消耗的Na2S2O3标准溶液的体积，计算试样中铜的质量分数。

【注释】

①矿石或合金中的铜也可以用碘法测定。但必须设法防止其它能氧化I-的物质(如 NO3-、Fe3+离子等)的干扰。防止的方法是加入掩蔽剂以掩蔽干扰离子(例如使Fe3+生成FeF63-配离子而被掩蔽)或在测定前将它们分离除去。若有As(Ⅴ)、Sb(Ⅴ)存在，则应将pH调至4，以免它们氧化I-离子。

②为防Cu2+水解，溶解时可加少量的稀硫酸溶液。

六、思考题

1. 用碘法测定铜含量时，为什么要加入KSCN溶液？为什么不能在酸化后立即加入KSCN溶液？

2. 用Na2S2O3标准溶液测定铜矿或铜合金中的铜，最好用什么基准物标定Na2S2O3溶液的浓度？

3. 试述分析矿石或合金中的铜含量时，干扰杂质的消除方法