五步碘量法测定二氧化氯原理及步骤
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五步碘量法原理及步骤
1.反应原理
该法是利用I—还原各种氯化物的程度随pH值的不同而变化,用硫代硫酸钠标准
溶液滴定游离I
2,以区分出ClO
2
、ClO
2
—、Cl
2
、ClO
3
—,反应条件及反应式如下[3]:
pH≤7时,Cl
2+2I—=I
2
+2Cl—①
pH=7时,2ClO
2+2I—=I
2
+2ClO
2
—②
pH≤2时,2ClO
2+10I—+8H+=5I
2
+2Cl—+4H
2
O ③
pH≤2时,ClO
2—+4I—+4H+=2I
2
+Cl—+2H
2
O ④
pH≤0.1时,ClO
3—+6I—+6H+=3I
2
+Cl—+3H
2
O ⑤
ClO
2还原成Cl—需要转移五个电子,这一过程分两步完成。第一步ClO
2
转移1个
电子,生成ClO
2
—,如果反应条件控制在pH=7,则反应到此停止,如②所示。它
相当于1/5的ClO
2
被还原。如果将pH调至2,则反应继续进行,转移另外4个
电子,将ClO
2
—完全还原成Cl—,如④所示。
2.试剂和仪器
2.1 20%碘化钾溶液:称取50g碘化钾溶于450ml蒸馏水中,储于棕色瓶中,避光保存于冰箱中,若溶液变黄需重新配制。
2.2 0.5%淀粉溶液:称取可溶性淀粉0.5g于小烧杯中,加少许蒸馏水成糊状,加入到100ml正在沸腾的蒸馏水中,煮沸几分钟,取下放冷。两周后重配。
2.3 浓盐酸
2.4 1+1盐酸
2.5 饱和磷酸氢二钠溶液
2.6 pH=7磷酸盐缓冲溶液:称取25.4g无水磷酸二氢钾和86.0g十二水磷酸氢二钠,溶于800ml蒸馏水中,用水稀释到1000ml。
2.6 10%溴化钾溶液:称取10g溴化钾于90ml蒸馏水中,储于棕色瓶中,每周重配一次。
2.7 0.01mol/L硫代硫酸钠标准滴定溶液:用水稀释0.1mol/L硫代硫酸钠标准滴定溶液。
2.8 纯氮气钢瓶
3.采样
3.1 应用清洁干燥的棕色广口瓶采集样品。采样时,将发生器采样口的管子直接插到瓶底,打开采样口阀门,直至样品溶液溢出达采样瓶体积的一倍时,关闭阀门,立即盖上瓶盖。
3.2 样品避光保存,2小时内使用,如超过2小时,应重新取样。
3.3 移取分析试样时,应将移液管插入样品瓶的底部取样,取样操作宜在通风橱内进行。
4.测定步骤:
4.1 在500ml碘量瓶中加100ml蒸馏水,加入10ml二氧化氯溶液,将溶液的pH 值调节至7(采用加入很少量的饱和氢氧化钠溶液和浓盐酸的方法调节反应液的pH值),再加入5ml磷酸盐缓冲溶液和5ml碘化钾溶液混匀。用0.01mol/L硫代硫酸钠标准液滴定至淡黄色时,加入1ml的淀粉溶液,继续滴定至蓝色刚好消失为止,记录读数为V1。
4.2 在上述滴定出A值的溶液中再加入1+1盐酸1ml,这时溶液的pH值应为2,于暗处放置5min后,用0.01mol/L硫代硫酸钠标准液滴定至蓝色消失,记录读数为V2。
4.3 在500ml碘量瓶中加100ml蒸馏水、加入10ml二氧化氯溶液,将溶液的pH 值调节至7,再加入5ml磷酸盐缓冲溶液,然后通入氮气吹至黄绿色消失,再加入5ml碘化钾溶液,用硫代硫酸钠标准液滴定,记录读数为V3。
4.4 在上述滴定出C值的溶液中再加入1+1盐酸1ml,并放置暗处5min。用
0.01mol/L硫代硫酸钠标准液滴定至蓝色消失,记录读数为V4。
4.5 在500ml碘量瓶中加入1ml溴化钾溶液和10ml浓盐酸混匀,再加入10ml
二氧化氯溶液,立即塞住瓶塞并混匀。置暗处反应20min,然后加入5ml碘化钾溶液,剧烈震荡5s,立即加入25ml饱和磷酸氢二钠溶液,用100ml蒸馏水冲洗瓶塞和瓶壁。用硫代硫酸钠标准液滴定至淡黄色,加入1ml淀粉溶液,继续滴定至蓝色刚好消失;同时用蒸馏水作空白对照。得读数为V5=样品读数—空白读数。
5. 计算公式:
(mg/L)=5/4×(V2-V4) ×c×13490÷V
ClO
2
—(mg/L)=V4×c×16863÷V
ClO
2
—(mg/L)=V5-[(V1+V2)]×c×13908÷V
ClO
3
Cl
(mg/L)=[V1-(V2-V4)÷4] ×c×35450÷V
2
式中,V1、V2、V3、V4、V5为各步骤中硫代硫酸钠滴定液用量(ml);V为二氧化氯溶液的样品体积(ml);c为硫代硫酸钠标准液的浓度(mol/L)。