试验28铜合金中铜含量的间接碘量法测定
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授课学时 4 实验15 铜合金中铜含量的间
接碘量法测定 授课时间
授课类型 实践课
教学
方法
1. 具体讲解与总体要求相结合的方法。
2. 运用讲解与实际演示相结合的方式,使教学内容形象、具体。
3. 加强巡视指导、个别指导,注意培养学生规范的操作习
惯。
教学目的与要求:
1.掌握Na 2S 2O 3溶液的配制及标定方法。
2.了解间接碘量法测定铜的原理。
3.学习铜合金试样的分解方法。
重点:掌握间接碘量法测定铜的原理和方法。
难点:掌握淀粉指示剂的正确使用以及终点的判断和观察。
思考题、讨论题、作业等:
1.碘量法测定铜时,为什么常加入NH 4HF 2?为什么临近终点时加入NH 4SCN (或KSCN )?
2.已知,,为何本实验中Cu 2+却能将I -离子氧I 2? 2/0.159Cu Cu E V ϑ++=3V /0.545I I E ϑ−−=
3.铜合金试样能否用HNO 3分解?本实验采用HCl 和H 2O 2分解试样,试写出反应式。
4.碘量法测定铜为什么要在弱酸性介质中进行?
参考资料(含参考书、文献等):
1. 华中师范大学等,分析化学实验,第三版,北京:高等教育出版社,2002。
2. 武汉大学主编,分析化学,第三版,北京:高等教育出版社,2006。
教学后记:实验中注意问题:
1. Na 2S 2O 3溶液的标定。
2. 铜合金中铜含量的测定。
说明:1、授课类型:指理论课,实验课,实践课,技能课,习题课等;2、教学方法:指讲
授、讨论、示教、指导等;3、首次开课的青年教师的教案应由导师审核;4、讲稿内容附后。
实验15 铜合金中铜含量的间接碘量法测定
【实验目的】
1.掌握Na 2S 2O 3溶液的配制及标定方法。
2.2.了解间接碘量法测定铜的原理。
3.学习铜合金试样的分解方法。
【实验原理】
铜合金种类较多,主要有黄铜和各种青铜。铜合金中铜的含量一般采用碘量法测定。在弱酸性溶液中(pH=3~4),Cu 2+与过量的KI 作用,生成CuI 沉淀和I 2,析出的I 2可以淀粉为指示剂,用Na 2S 2O 3标准溶液滴定。有关反应如下:
2Cu 2++4I -=2CuI ↓+I 2
或 2Cu 2++5I -=2CuI ↓+I 3-
I 2+2S 2O 32-=2I -+S 4O 62-
Cu 2+与I -之间的反应是可逆的,任何引起Cu 2+浓度减小(如形成络合物等)或引起CuI 溶解度增大的因素均使反应不完全,加入过量KI ,可使Cu 2+的还原趋于完全。但是,CuI 沉淀强烈吸附I 3-,又会使结果偏低。通常的办法是在近终点时加入硫氰酸盐,将CuI (Ksp=1.1×10-12)转化为溶解度更小的CuSCN 沉淀(Ksp=4.8×10-15)。在沉淀的转化过程中,吸附的碘被释放出来,从而被Na 2S 2O 3溶液滴定,使分析结果的准确度得到提高。 硫氰酸盐应在接近终点时加入,否则SCN -会还原大量存在的I 2,致使测定结果偏低。另一方面,SCN -也有可能直接将Cu 2+还原为Cu +,致使计量关系发生变化,有关的反应式如下:
CuI+SCN -=CuSCN ↓+I -
6Cu 2++7SCN -+4H 2O=6CuSCN ↓+SO 42-+CN -+8H +
溶液的pH 值应控制在3.0~4.0之间。酸度过低,Cu 2+易水解,使反应不完全,结果偏
低,而且反应速率慢,终点拖长;酸度过高,则I -被空气中的氧氧化为I 2
(Cu 2+催化此反应),使结果偏高。
Fe 3+能氧化I -,对测定有干扰,可加入NH 4HF 2掩蔽。NH 4HF 2(即NH 4F·HF )是一种很好的缓冲溶液,因HF 的Ka=6.6×10-4,故能使溶液的pH 值保持在3.0~4.0之间。
【仪器试剂】
1、仪器:50mL 碱式滴定管一支;400mL 烧杯一个;250mL 锥形瓶三个;10mL 、25mL 移液管各一支;滴管一支;吸耳球一个;10mL ,100mL 量筒各一个;分析天平一个;800W 电炉或其他加热器件一套。
2、试剂:K 2Cr 2O 7标准溶液(0.02000mol·L -1);Na 2S 2O 3溶液(0.1mol·L -1);H 2SO 4溶液(1mol·L -1);KI 溶液(2mol·L -1);淀粉溶液(5.0g·L -1);NH 4SCN 溶液(1mol·L -1);H 2O 2(30%);HCl (6mol·L -1);NH 4HF 2(4mol·L -1);HAc (7mol·L -1,即1+1);氨水(7mol·L -1,即1+1);铜合金试样。
【实验步骤】
1.Na 2S 2O 3溶液的标定。
准确移取25.00mLK 2Cr 2O 7标准溶液于锥形瓶中,加入5mL6mol·L -1HCl 溶液,5mL2mol·L -1KI 溶液,摇匀,在暗处放置5min (让其反应完全)后,加入100mL 蒸馏水,用待标定的Na 2S 2O 3溶液滴定至淡黄色,然后加入2mL5.0g·L -1淀粉指示剂,继续滴定至溶液呈现亮绿色即为终点。平行标定三次,计算223Na S O C 。
2.铜合金中铜含量的测定。
准确称取黄铜试样(质量分数为80%~90%)0.10~0.15g ,置于250mL 锥形瓶中,加入10mL(1+1)HCl 溶液,滴加约2mL 30% H 2O 2,加热使试样溶解完全后,继续加热使H 2O 2完全分解,然后煮沸1~2min 。冷却后,加60mL 水,滴加(1+1)NH 3·H 2O 溶液直到溶液中刚刚有稳定的沉淀出现,然后加入8mL(1+1)HAc ,10mL NH 4HF 2缓冲溶液,10mL KI 溶液,用0.1mol·L -1Na 2S 2O 3溶液滴定至浅黄色。再加3mL5.0g·L -1淀粉指示剂,滴定至浅蓝色后,
加入10mL NH 4SCN 溶液,
继续滴定至蓝色消失。平行测定三次,根据滴定所消耗的Na 2S 2O 3的体积计算Cu 的含量。
【数据处理】
1. 用重铬酸钾作基准物标定Na 2S 2O 3溶液时,若无碘量瓶,可用锥形瓶,暗处放置
时用表面皿盖好瓶口。
2. 淀粉指示剂应近终点时加入,否则大量I 2与淀粉结合生成蓝色加合物,加合物中的I 2
不易与Na 2S 2O 3溶液迅速作用。
3. 加入NH 4SCN 溶液不能过早,加入后应剧烈摇动,有助于沉淀的转化并释放出I 2。接
近终点时标准溶液一定要一滴或半滴加入。
【问题讨论】
1.碘量法测定铜时,
为什么常加入NH 4HF 2?为什么临近终点时加入NH 4SCN (或KSCN )? 2.已知,,为何本实验中Cu 2+却能将I -离子氧I 2? 2/0.159Cu Cu E V ϑ++=3V /0.545I I E ϑ−−=3.铜合金试样能否用HNO 3分解?本实验采用HCl 和H 2O 2分解试样,试写出反应式。 4.碘量法测定铜为什么要在弱酸性介质中进行?