络合滴定实验中滴定条件的控制

第3卷第2期

2001年6月 辽宁师专学报

Journal of Liaoning T eachers College V ol.3N o.2

Jun.2001

文章编号:1008-5688(2001)02-0098-03

络合滴定实验中滴定条件的控制

张艳华

(营口职业技术学院,营口　115003)

摘　要:通过一些实际例子,说明了在络合滴定分析实验中控制滴定条件的重要性以及如何从酸度、掩蔽剂等几个方面控制滴定条件.

关键词:络合滴定;条件;控制

中图分类号:O657 文献标识码:A

在分析化学中,络合滴定法是以络合反应为基础的滴定分析方法,目前应用最多的方法是以乙二胺四乙酸(简称E DT A)等氨羧络合剂为滴定剂,测定各种金属离子.由于E DT A 的存在形体受酸度的影响较大,在不同pH值溶液中以不同的七种形体存在,而与金属离子络合只能以Y4-形式为配位体,因此E DT A与金属离子的络合物稳定性受酸度影响较大,即存在酸效应;又由于E DT A与金属离子具有广泛的络合性,大多数金属离子都能与E DT A形成多个五元环结构的螯合物,因些各金属离子间干涉影响较大,即存在一个选择性问题;再由于络合滴定中所使用的金属指示剂也是一种有机络合剂,也存在酸效应问题,受溶液pH 值的影响较大,且在使用中还存在着“封闭现象”、“僵化现象”等问题,受干扰离子的影响.因此,选择、控制滴定条件在络合滴定分析实验中显得十分重要.下面从几个方面以及一些实际例子来说明控制滴定条件的重要以及怎样采用合适的方法控制滴定条件.

1　控制好溶液酸度

不同的金属离子与E DT A所形成的络合物的稳定性是不相同的,而络合物稳定性的大小又与溶液酸度有关.因此络合滴定要选择并控制溶液酸度在适当范围内,一则可使被滴定离子与E DT A稳定络合,定量地反应;二则可利用控制的酸度消除某些干扰离子的影响.此外,指示剂受酸度的影响也较大,很多指示剂在不同的酸度条件下呈不同颜色.控制溶液的酸度在适当范围,可使指示剂颜色变化适合滴定终点的要求.

例如,水泥中铁和铝的测定就是用控制溶液酸度的方法用E DT A进行连续络合滴定,将试样用HCl和H NO3溶解后,用氨水调整pH=2～215.在此条件下用E DT A滴定Fe3+,由于Al3+及水泥中的Ca2+、Mg2+离子在这个酸度下不能与E DT A络合,故均不干扰滴定,但若pH<115,则Fe3+与E DT A络合不完全,使结果偏低;而若pH>3,则Al3+有干扰,使结果偏高,当试样中Al的含量较高时(如矾土水泥),则pH值应控制在115～210之间,以减少大量Al3+的干扰.因此滴定溶液的pH值要准确控制,要用pH试纸检验.

收稿日期:2000—11—02

作者简介:张艳华(19602),女,辽宁营口人,讲师,主要从事化学、化工教学及研究.

张艳华络合滴定实验中滴定条件的控制99

又如,水硬度的测定是在pH=10时,以铬黑T为指示剂,用E DT A标准溶液作滴定剂,可同时滴定Ca2+、Mg2+,测定值为总硬度.Ca2+能在pH=8～13范围内准确滴定,而Mg2+只能在pH=10附近被准确滴定.若pH<10则Mg2+不能被稳定结合,使结果偏低;当pH值>11,Mg2+将生成Mg(OH)2沉淀.因此要用氨性缓冲液来准确控制溶液pH=1010±0111与此同时,根据实验结果,在这里使用铬黑T指示剂最适合的酸度是pH=9～1015.铬黑T 对Mg2+反应灵敏而对Ca2+反应不够灵敏.故还需在缓冲溶液中加入少量的E DT A—Mg盐.若所使用的氨性缓冲液在反复开盖使用中使NH3逸出较多,使所控制的溶液的pH值低于10,则滴定会产生误差,或滴定终点的天蓝色不清晰.因此,所配制的氨性缓冲液要注意随时盖紧塞子,防止NH3的逸出.最好是不要使用放置时间过长的缓冲液;或将氨性缓冲液放置在冰箱里.

2　选择合适、适量的掩蔽剂

由于E DT A的广泛络合性以及金属指示剂的某些封闭、僵化现象的存在,在很多络合滴定中都要使用各种不同的掩蔽剂,以消除干扰离子的影响.由于被滴定溶液中所含的干扰离子及含量不同,因此要选用不同的掩蔽剂并确定合适的用量,以达到掩蔽干扰离子的目的.

如水的总硬度测定中,若水中同时存在Fe3+、Al3+、C o2+、Ni2+、Cu2+和高价锰离子,将对铬黑T指示剂有封闭作用,得不到正确的天蓝色终点.通常用盐酸羟胺还原高价锰;三乙醇胺掩蔽Fe3+、Al3+;K C N或Na2S掩蔽C o2+、Ni2+、Cu2+.其中氰化物的络合掩蔽性能很好,同时也可掩蔽大量的Fe3+;Na2S也可掩蔽小于5mg/l的Fe.但由于氰化物剧毒,其废液污染环境,在实际使用中往往受到限制.因此实际上只是用1:2的三乙醇胺5ml掩蔽Fe3+和Al3+.但若Fe>20mg/l,则三乙醇胺的用量要加大.而某些地区地下水的含铁量往往超过此值1通过实验发现,随着含铁量的增加,三乙醇胺的最少用量需按表1所列量加入.

表1　

含Fe(mg/l)41081031231632033243332333633

1∶2三乙醇胺(ml)236912152230

其它掩蔽剂的用量也应根据实际被测物中干扰离子的含量而灵活确定.若不含某种干扰离子,也可将相应的掩蔽剂省去而不加入.

3　控制滴定速度

滴定分析中滴定速度问题往往在氧化还原滴定中显得很重要,而在络合滴定中并不十分强调.实际上在有些络合滴定中,滴定速度也是重要的,如水的总硬度测定中,若碳酸盐硬度含量较高,则在pH=10的条件下时间长了会有少量CaC O3沉淀生成.因此在一些水质分析资料里规定:加入缓冲溶液后整个滴定过程不超过5min,以将出现CaC O3沉淀的可能性降至最低.我们又在实验中发现,若Fe3+的含量较高,则三乙醇胺的掩蔽效果不如氰化物好,表现在滴定时间稍长就得不到正确的天蓝色终点,而为紫蓝色,因此终点不能确定.如上表中有3号的必须在加入缓冲溶液后3min内滴定完;而33号的则要在加入缓冲溶液后2min内完成滴定.否则得不到确定的终点,或使终点推迟.这可能是因为三乙醇胺与Fe3+的络合需在酸性条件下进行.加入氨性缓冲溶液后,溶液酸度下降,三乙醇胺与Fe3+的络