硫酸亚铁铵的制备及组成测定

硫酸亚铁铵的制备及组成测定

硫酸亚铁铵的制备及组成测定

一、实验目的

1．学习制备复盐(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的制备方法和实验条件。

2．熟练掌握水浴加热、过滤、蒸发、结晶等基本无机制备操作。

3．学习制备无机化合物有关投料、产率、产品限量分析等的计算方法。

4．掌握测定硫酸亚铁铵中各组分的的原理与方法。

二、实验原理

1．硫酸亚铁铵的制备

硫酸亚铁铵(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O）商品名为莫尔盐，为浅蓝绿色单斜晶体。一般亚铁盐在空气中易被氧化，而硫酸亚铁铵在空气中比一般亚铁盐要稳定，不易被氧化，并且价格低，制造工艺简单，容易得到较纯净的晶体，因此应用广泛。在定量分析中常用来配制亚铁离子的标准溶液。

和其他复盐一样，(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O在水中的溶解度比组成它的每一组分FeSO4或(NH4)2SO4的溶解度都要小。利用这一特点，可通过蒸发浓缩FeSO4与(NH4)2SO4溶于水所制得的浓

与KSCN溶液在比色管中配制成待测溶液，将它所呈现的红色与含一定Fe3+量所配制成的标准[Fe（SCN）]2+溶液的红色进行比较，确定待测溶液中杂质Fe3+的含量范围，确定产品等级。

2．Fe2+ 含量测定

（1）重铬酸钾法测铁，是铁矿中全铁量测定的标准方法。

在酸性溶液中，Fe2＋可以定量地被K2Cr2O7氧化成Fe3＋，反应为：

6Fe2＋＋Cr2O72－＋14H＋＝6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O

滴定指示剂为二苯胺磺酸钠，其还原态为无色，氧化态为紫红色。

必须加入磷酸或氟化钠等，目的有两个：一是与生成地Fe3＋形成配离子

[Fe（HPO4）]+，降低Fe3＋/ Fe2＋电对的电极电势，扩大滴定突跃范围，使指示剂的变色范围在滴定的突跃范围之内；二是生成的配离子为无色，消除了溶液中Fe3＋黄色干扰，利于终点观察。

（2）采用邻菲啰啉比色法测定亚铁含量

在一定酸度条件下，试液中亚铁离子（Fe2+）

与1,10-邻菲啰啉生成红色配合物，于波长为506nm 处，测定其吸光度，即可计算出铁含量。

3．NH4＋的测定

（1）甲醛法

由于铵盐中NH4+的酸性太弱，Ka=5.6×10-7 （pH=6.3）。故无法用NaOH标准溶液直接滴定。因此，工业生产中普遍采用甲醛法测定铵盐中的含氮量。将铵盐与甲醛作用，定量生成六亚甲基四铵盐和H+，其具体反应如下所示：

4 NH4+ + 6HCHO = (CH2)6N4H+ + 3H+ + 6H2O

生成的H+和(CH2)6NH4+ ：Ka 7.1×10-6 (pH=5.6)，可用NaOH标准溶液滴定。

(CH2)6NH4+ + OH- =(CH2)6N4+

＋H2O

计量点时产物为六亚甲基四胺(CH2)6N4＋，其水溶液显微碱性。

因此，在滴定终点时可采用酚酞作为指示剂，达到终点时试液由无色变为微红色。

（2）

4．SO42-含量的测定

（1）重量法

将样品溶解于水后，用稀盐酸酸化后加热至沸，在不断搅拌下慢慢的加入氯化钡溶液，所得沉淀经过过滤、洗涤、烘干、灼烧后，以硫酸钡形式称量，即可求得样品中硫酸根的含量。

Ba2+ + SO42- == BaSO4 (白色) （2）EDTA络合滴定

在酸性条件下,先用过量的氯化钡将溶液中SO42-的完全沉淀,溶液经过滤,沉淀硫酸钡经洗涤后,将其溶解于加入定量氨水的EDTA 溶液中,过量的EDTA 以锌标准溶液回滴,以铬黑T 为指示剂,可测定溶液中硫酸盐的浓度。

硫酸盐质量浓度( mg/L ) =(V0 - V1)×C ×96.06 ×1000/ V

式中:

V ———水样的体积,mL ; V0 ———滴定空白溶液所消耗锌标准溶液的体积,mL ;

V1 ———滴定样品所消耗锌标准溶液的体积,mL ;C ———锌标准溶液的浓度,mol/ L

三、实验仪器和药品

（1）硫酸亚铁铵制备实验：

电子天平，量筒（10mL,50mL），烧杯（50mL），锥形瓶（250mL），蒸发皿（60mL），玻璃棒，铁架台，酒精灯，大烧杯（可用水浴锅代替）、三脚架，石棉网，胶头滴管，药匙，吸滤瓶，比色管(25ml)，吸量管，布氏漏斗，真空泵，温度计。

盐酸(2mol/L)，硫酸(3 mol/L)，标准Fe3+溶液(0.0100mg/mL)，硫氰酸钾(KSCN,1mol/L)，硫酸铵(s)，碳酸钠(10%)，铁屑，乙醇(95%)，pH试纸、滤纸。

（2）铵根离子含量测定：

25mL碱式滴定管；250mL容量瓶；25mL移液管；1000mL试剂瓶；250mL锥性瓶、烧杯；10、100mL量筒；洗瓶；玻璃棒；滴管；表面皿；吸耳球；托盘天平；电子分析天平。

氢氧化钠（AR）；邻苯二甲酸氢钾；0.2%乙醇

酚酞溶液；40%甲醛；硫酸铵、氯化铵试样，

酚酞指示剂。

（3）SO42-离子含量的测定(重量法)

电子天平、烧杯、吸量管、表面皿、玻璃棒、胶头滴管、中（慢）速定量滤纸、玻璃漏斗、瓷坩

锅、干燥器、试管。

2mol/LHCl 溶液、BaCl2•H2O122g/L、0.1mol/L硝酸银、0.025mol/LEDTA、甲基红指示剂（2g/L）,乙醇。

（4）亚铁离子含量的测定

仪器：分光光度计；1cm比色皿

柠檬酸三钠水溶液，150g/L；盐酸羟胺溶液，50 g/L；盐酸溶液，3mol/L；氨水溶液，2.5%；

1,1 0-邻菲啰啉溶液，2.5 g/L：称量2.5g1, 10-邻菲啰啉溶于80℃的约l00ml水中，加lml浓盐酸，冷却后加水稀释至1000ml，储于阴凉处备用；

醋酸-醋酸钠缓冲溶液：称量272g醋酸钠（NaCH3·CO2·3H2O）于约500m1水中，加入冰醋酸240ml，加水稀释至1000ml；

Fe2+标准溶液，lmg/ml：称量7.024g硫酸亚铁铵于约500ml水中，加入浓盐酸10ml，移入l000ml容量瓶中，稀释至刻度；

Fe2+标准溶液，20ųg/ml：吸取lmg/ml的亚铁标准溶液20ml于1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，临用前配制。

四、实验步骤