EDTA差减法准确测定铜盐中铜含量方法的研究
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№.1 陕西科技大学学报 Feb.2006・50・ J OU RNAL OF SHAANXI UN IV ERSIT Y OF SCIENCE&TECHNOLO GY Vol.24
3 文章编号:1000-5811(2006)01-0050-03
ED TA差减法准确测定铜盐中铜含量方法的研究
王瑞斌
(榆林学院化学与化学工程学院,陕西榆林 719000)
摘 要:研究了采用ED TA差减法测定铜盐中铜含量的方法。
样品溶解后,在p H=5~6时,
以二甲酚橙为指示剂,先用ED TA标准溶液滴定金属离子的总量,然后在另一份试液中加入
硫脲掩蔽Cu2+,再用ED TA滴定除Cu2+外的其它金属离子,两者之差即相当于铜的量。
实验
表明,这种方法操作简单、测定快速、准确度高、干扰小且颜色变化敏锐,终点易于判断,测定结
果的准确度远远高于间接碘量法,其相对标准偏差R S D%=0.3%,加标回收率(R)为97.
56%~101.08%。
关键词:ED TA;硫脲;差减法;铜盐;铜测定
中图分类号:O655.25 文献标识码:A
0 引言
铜盐中铜含量的测定目前主要采用的是经典的间接碘量法〔1~3〕,该法是在弱酸性溶液中以KI将Cu2+还原为CuI沉淀,同时析出与之计量相当的I2,然后以淀粉为指示剂,用Na2S2O3标准溶液进行滴定。
由于CuI沉淀表面易吸附少量的I2而使终点提前出现,或终点附近经常会出现返蓝现象,因此传统的操作方法是在临近终点时加入硫氰酸盐,使CuI转化为CuSCN↓以提高测定的准确度。
但硫氰酸盐中常常含有硫化物及氰化物等耗碘杂质〔4〕,其加入后会使溶液颜色变浅甚至变白,从而导致终点提前,有时终点颜色带有灰色而难以判断〔5〕。
同时,硫氰酸盐中含有有毒的氰化物,其废液会污染环境。
此外,碘量法使用的淀粉指示剂和硫氰酸盐均应在反应临近终点时才能加入,若加入时间过早或滞后,均易造成较大的误差或导致实验失败。
笔者经大量试验,根据Cu2+与ED TA可形成稳定的络合物(log K形=18.80),采用ED TA差减法进行了铜的测定,该法既提高了测定的准确度,又节省了实验时间。
1 实验部分
1.1 主要试剂
ED TA标准溶液:0.02mol・L-1,称取8.0g乙二胺四乙酸二钠盐(Na2H2Y・2H2O)于500mL烧杯中,加入300mL去离子水,温热使其完全溶解,转入聚乙烯瓶中,用去离子水稀释至1000mL,摇匀后用纯铜标定其浓度;六亚甲基四胺溶液:200g・L-1;硫脲溶液:100g・L-1;HCl溶液(1∶5);H2SO4溶液(1∶18);二甲酚橙指示剂:2g・L-1。
以上试剂均为分析纯级或基准试剂,所用水为二次去离子水。
1.2 样品分析
1.2.1 试液的配制
准确称取CuSO4・5H2O试样1.0~1.2g(准至0.0001g)于250mL烧杯中,加10mL H2SO4溶液和100mL纯水,溶解后无损转入250mL容量瓶中,用去离子水定容于刻度,摇匀。
1.2.2 铜含量的测定
3收稿日期:2005-10-29
作者简介:王瑞斌(1956-),男,陕西省榆林市人,副教授,研究方向:化学分析
第1期王瑞斌:ED TA 差减法准确测定铜盐中铜含量方法的研究准确移取上述试液25.00mL 于250mL 锥形瓶中,加20mL 去离子水、2mL 1∶5的HCl 溶液及10mL 六亚甲基四胺溶液,使溶液的p H 值稳定在5.5~6.0,滴加2~3滴二甲酚橙指示剂,摇匀后用标定好的ED TA 标准溶液滴定至溶液由红紫色突变为亮黄色,即为终点,记取为V 1mL 。
同样,另移取25.00mL 试液于锥形瓶中,加20mL 去离子水、10mL 1∶5的HCl 溶液及15mL 100g ・L -1的硫脲溶液,摇动1min ,加入2~3滴二甲酚橙指示剂,用六亚甲基四胺溶液及HCl 溶液将溶液的p H 值调至5.5~6.0(稳定的红紫色),用ED TA 标准溶液滴定至亮黄色即为终点,记取为V 2mL 。
1.3 铜含量计算可按下式计算铜盐中铜的质量分数ω%:
ωCu (%)=C (V 1-V 2)×10-3×M Cu m s ×25/250
×100 式中:C 表示ED TA 标准溶液的浓度,mol ・L -1;V 1、V 2分别表示滴定金属离子的总量及滴定除Cu 2+外的其它金属离子时用去ED TA 标准溶液的体积,mL ;M Cu 表示铜的摩尔质量,为63.55g ・mol -1;M s 称取样品的质量,g 。
2 结果与讨论
2.1 测定结果的比较
本文以CuSO 4・5H 2O (A R )为试样,分别用间接碘量标准法和本法同时测定样品5次,其测定结果见表1,两种方法测定结果与理论值的比较见表2。
表1 铜盐中铜的测定结果(质量分数,%)
测定次序12
345平均值碘量法25.0225.08
25.1025.1725.2325.12差减法25.2425.2825.2825.3425.3725.30表2 测定结果与理论值的比较(质量分数,%)(n =5)
碘量法均值
差减法均值理论值RS D R 25.1225.3025.450.397.56~101.08
2.2 准确度试验
由表1、表2可以看出,在CuSO 4・5H 2O (AR )中,Cu 理论%=25.45%,与理论值比较,本法的相对误差为0.59%,而碘量法的相对误差为1.30%,因此本法的准确度明显高于碘量法。
为了进一步检验此法的准确度,样品平行测定5次,并用不同体积的Cu 2+标准溶液进行了加标回收试验,其测定结果的回收率R %=97.56%~101.08%,说明该法的准确度较为理想。
2.3 方法的精密度
我们对同一样品重复进行了5次测定,由表2可以看出,测定结果的相对标准偏差(即变异系数)R S D 仅为0.3%,从本法测定结果的平均值和相对标准偏差来看,其重现性好,精密度较为满意。
2.4 溶液的酸度及其控制
在以二甲酚橙作指示剂的ED TA 滴定法中,溶液的p H 值应控制在5~6,其酸度过高或过低不仅会影响指示剂的显色,而且可能使部分金属离子水解而干扰测定。
本法选择六亚甲基四胺溶液及HCl 溶液来控制溶液的酸度,可将p H 稳定在5.5~6.0。
而在用硫脲掩蔽Cu 2+时适宜的酸度应为0.2~0.5mol ・L -1,可用稀盐酸调节。
滴定前,必须将溶液的p H 调至5.5~6.0才能用ED TA 滴定。
2.5 干扰离子的影响在用碘量法测定铜时,试液中的铁、砷、锑及亚硝酸盐等均会干扰测定,由于本法是用ED TA 滴定试液中的所有金属离子或掩蔽Cu 2+后的所有金属离子,所以通常除Hg 2+能与硫脲发生络合外(此样品中无
・
15・
陕西科技大学学报第24卷Hg 2+),其它的金属离子一般不干扰其测定,因此本法的准确度远远高于其碘量法。
2.6 指示剂的选择
二甲酚橙属于三苯甲烷类的显色剂,在p H >6.3时呈红色,p H <6.3时呈黄色,它与金属离子配位后呈红紫色、因此只能在p H <6.3的酸性溶液中使用。
终点时溶液由红紫色突变为亮黄色,很灵敏。
若因Cu 2ED TA 的颜色较深而影响终点的观察时,可减少其称样量或改用PAN 作指示剂。
2.7 Cu 2+的掩蔽
ED TA 差减法中,在测定了所有金属离子总量后,应加入掩蔽剂将Cu 2+掩蔽后再测定除铜外的其它离子的含量,所以Cu 2+的掩蔽要完全彻底,否则会造成一定的误差。
本法选用硫脲作为Cu 2+的掩蔽剂是因为其一,在0.2~0.5mol ・L -1的酸度下它可将Cu 2+全部掩蔽,其二,其它的离子在此条件下大都不与硫脲试剂作用,从而可提高测定结果的准确度。
3 结论
经典的间接碘量法与ED TA 差减法均可作为铜盐中铜含量的测定方法,但本法操作简单、测定快速、准确度高、重现性好、干扰小、颜色变化敏锐,终点易于判断。
测定结果的相对标准偏差仅为0.3%,其加标回收率为97.56%~101.08%间,是一种准确而快捷的测铜方法,既可提高测定的准确度,又可节省实验时间。
ED TA 差减法不仅可用于铜盐中铜的测定,对于铜合金、含铜矿石及饲料中的铜溶样后均可采用此法进行测定。
参考文献
〔1〕华中师范大学.分析化学实验(第三版)〔M 〕.北京:高等教育出版社,2001,85~86.
〔2〕四川大学化工学院,浙江大学化学系.分析化学实验(第三版)〔M 〕.北京:高等教育出版社,2003,115~118.〔3〕张成孝.化学分析实验〔M 〕.西安:陕西师范大学出版社,1992,209~211.
〔4〕王 辄.硫氰酸盐中的耗碘杂质对碘量法测定铜的影响及其消除〔J 〕.理化检验-化学分册,1986,22(4):249.〔5〕郭孟萍.PVA 作指示剂碘量法滴定铜〔J 〕.理化检验-化学分册,2003,39(5):300.
A STU DY ON THE ACCURATE METH OD OF DETERMINING
THE COPPER CONTENT IN SAL T OF COPPER BY
THE EDTA IN THE MINUS WAY
WAN G Rui 2bin
(School of Chemistry and Chemical Engineering ,Yulin College ,Yulin 719000,China )
Abstract :The st udy deals wit h t he accurate met hod of determining t he copper content in salt of copper by t he ED TA in t he minus way.After dissolving t he sample ,while t he p H is 5~6,wit h t he XO as t he indicator ,Tit ration t he total of t he metal ions is tested by using t he standard solution of ED TA.Then anot her sample is used ,when t he Cu 2+is masked by t he t hiourea ,to tit rate t he ions except Cu 2+by means of ED TA.The amount of t he copper is de 2termined by t he gap between two result s.The result shows t hat t his is a easy 2operating way wit h t he fast determination and high accuracy.It is less dist urbed ,t he changing of t he colors is acuity and t he end point is easily estimated.The result of t his met hod is very much accu 2rate t han t hat in t he iodomet ry.R S D %=0.3%,and R is between 97.56%and 101.08%.The result ,got according to t his met hod ,is much better by t he st udent s experiment.K ey w ords :ED TA ;t hiourea ;way of t he minus ;salt of copper ;determination of copper ・25・。