无汞定铁法实验设计研究

无汞定铁法实验设计研究

1实验部分

1.1经典重铬酸钾法

配制0.017mol•L-1K2Cr2O7标准溶液1L：分析天平准确称取重铬酸钾药品5.0011g，加入适量蒸馏水溶解后定量转移至1000ml容量瓶中，定容，反复倒置混合均匀备用。分析纯Fe2O3的溶解：准确称取三份0.1~0.2g分析纯Fe2O3式样，依次置于已标号的250ml锥形瓶中，加少许水润湿后依次加入浓HCl10ml、8~10滴SnCl2溶液，加盖表面皿，在近沸水浴中加热至全部溶解或有白色物质（二氧化硅）为止，此时溶液呈橙黄色。用少量水冲洗表面皿和锥形瓶内壁。要趁热边摇边滴加SnCl2，当观察到溶液黄色刚好褪却时，再多滴加2滴。加入20ml水后用冷水流冲洗锥形瓶外壁，当冷却至室温后迅速加入以量取好的10mlHgCl2溶液并放置5min，使反应完全。加水稀释至150ml，再加入15ml硫磷混酸和4滴二苯胺磺酸钠后立即用重铬酸钾标准溶液进行滴定，当溶液呈紫色且半分钟内不退色时即为滴定终点。

1.2甲基橙法

分析纯Fe2O3试样的溶解方法同上，趁热加入甲基橙指示剂3滴,用1%的SnCl2溶液滴加至浅粉红色并摇至无色,加入蒸馏水50mL,硫磷混酸20mL,二苯胺磺酸钠指示剂4滴,立即用重铬酸钾标准溶液进行滴定，当溶液出现紫红色且半分钟不褪色即为滴定终点。

1.3亚硫酸钠

分析纯Fe2O3试样的溶解方法同上，将装有试样溶液的锥形瓶在

接近沸腾温度时滴加饱和的亚硫酸钠溶液，直到溶液黄色褪却或呈浅绿色时再多加一滴，再将已还原试液小心加热至微沸除去多余的还原剂，并用品红试纸检验蒸气，直到试纸不再褪色即可。加入5ml硫磷混酸并用水稀释至150ml，加入4~6滴二苯胺磺酸钠指示剂，用已配制好的重铬酸钾标准溶液滴定溶液由亮绿变为紫色且半分钟不褪色即为终点。

1.4硫代乙酰胺

分析纯Fe2O3试样的溶解方法同上，将装有试样溶液的锥形瓶在接近沸腾温度时滴加饱和的硫代乙酰胺溶液，直到溶液黄色褪却或呈浅绿色时再多加一滴，再将已还原试液小心加热至微沸以除去多余的还原剂，并用醋酸铅试纸检验蒸气，直到试纸不再变黑即可。加入5ml硫磷混酸并用水稀释至150ml，加入3~4滴二苯胺磺酸钠溶液，用已配制好的K2Cr2O7标准溶液滴定溶液由亮绿色变为紫色且半分钟不褪色即为终点。

1.5氯化亚锡-三氯化钛

分析纯Fe2O3试样的溶解方法同上，趁热边摇边仔细滴加SnCl2溶液，当观察到溶液由棕黄变为浅黄后加入4滴钨酸钠溶液和60ml 蒸馏水，加热。此时在不断搅动溶液的条件下，逐滴加入TiCl3，直至观察到溶液出现浅蓝色，蒸馏水冲洗锥形瓶内壁，再用冷水流冲洗锥形瓶外壁以至迅速冷却，再仔细滴加稀释好的重铬酸钾标准溶液至蓝色刚刚消失。加入15ml硫磷混酸并蒸馏水稀释至150ml，加入4~5滴二苯胺磺酸钠指示剂，立即用已配制好的重铬酸钾标准溶液滴定溶

液至紫色且半分钟不褪色即为终点。

2实验结果与讨论

在整个实验过程中：以SnCl2作为还原剂，将三价铁还原为二价铁时，要求溶液温度要高，故在整个实验中所涉及到SnCl2还原Fe3+部分均需要加热，否则黄色褪去不易观察。又因为在热溶液中Fe2+能被Hg2+氧化造成实验结果的误差，所以在HgCl2溶液加入前，溶液要冷却接近至室温左右，但如果放置时间过长，已还原的Fe2+会部分被氧化，所以要用冷水流迅速冷却。滴定过程中，无论是有汞滴定还是无汞滴定，由于二苯胺磺酸钠具有氧化还原的性质，通过与重铬酸钾的反应来指示反应终点，会消耗一定标准溶液，故再加入量上要控制，一般以4滴为最佳。此外加入硫磷混酸后，要立即用标准液滴定，若放置，二价铁离子在铁电位降低的情况下易被氧化，造成实验结果的偏差。本实验所涉及的硫磷混酸是试验成功的关键，实验过程中，随着滴定的进行，三价铁离子的浓度越来越大，络合离子FeCl-4的黄色会影响终点的观察，此时加入磷酸会与三价铁离子络合成无色的Fe（HPO4）-2，从而消除干扰。同时，这种络离子的生成使三价铁与二价铁所组成的电对电位值降低，增大了化学计量点附近的电位突跃范围，提升了滴定终点观察的准确度。甲基橙法测定铁含量时，滴定的温度、酸度参照王京芳的测铁法条件以保证实验的最适条件。

3实验结论

经典的重铬酸钾法所测出的铁含量与实际实验数据相比，准确度最高，但针对生态环境的保护而言，经典的重铬酸钾法中所涉及的汞

盐对环境会造成很大的污染，对人体也会造成很大的伤害，虽然准确度高，但并不是首选方法，继而改进此种方法，以无汞无毒试剂代替汞盐成为测铁法的必然。本实验中，从测定分析纯三氧化二铁所得的实验相对标准偏差里我们不难发现，亚硫酸钠的准确度仅次于经典的重铬酸钾法，是改进法中的优选之一，其次是甲基橙，最后是硫代乙酰胺和三氯化钛。在几种无汞定铁法的整个实验探究过程中，若是测量准确度要求不是很高的条件下，几种方法均可以作为经典法的替代实验且实验结果也符合分析纯三氧化二铁的含量要求，方法可行。

作者：靳忠欣徐春放单位：大庆师范学院化学工程学院