黄铜中铜含量的测定-分析化学 华工

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实验4-6 设计性实验

题目:黄铜中铜含量的测定

学院/专业/班级:生物科学与工程学院 11级生物工程2班

小组成员:黎绮文、陈莹莹、黄云霞、李成、李扬

姓名:实验台号:教师评定:____________

【设计性实验目的】

1、增加同学们对分析化学学科的热情。

2、提高小组团队合作能力。

3、提高同学在选择方案时的逻辑思维能力。

【实验原理】

黄铜是由铜和锌所组成的合金,如果只是由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等,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pH=3~4的弱酸溶液中,Cu2+与过量的KI作用,生成CuI沉淀和I2,析出的I2可以淀粉为指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定。

有关反应如下:

2Cu2++4I-=2CuI↓+I2(或2Cu2++5I-=2CuI↓+I3-)

I2+2S2O32-=2I-+S4O62-

Cu2+与I-之间的反应是可逆的,任何引起Cu2+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Cu2+的还原趋

于完全。但是,CuI沉淀强烈吸附I3-,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Na2S2O3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I2,致使测定结果偏低。溶液的pH值应控制在3.0~4.0之间。酸度过低,Cu2+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I2(Cu2+催化此反应),使结果偏高。

Fe3+能氧化I-,对测定有干扰,可加入NH4HF2掩蔽,NH4HF2(即NH4F·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。

【实验仪器及试剂】

仪器:电子分析天平(0.1 mg)、台秤(0.1 g)、常用滴定分析仪器一套、电加热板、小烧杯若干、250mL烧杯一只、500mL烧杯三只、锥形瓶三个、量筒等

试剂:HCl(6 mol/L)、H2SO4(3mol/L)、1:1氨水、30%过氧化氢、K2Cr2O7基准物、Na2S2O3·5H2O固体、Na2CO3固体、KI固体、冰醋酸、NH4HF2固体、KSCN 固体、5 g/L淀粉溶液

【实验步骤】

1、配制试剂(5人用量)

配制100g/L的KI溶液,称取50g KI固体于500mL烧杯中,加500mL蒸馏

水溶解。

配制1:1的HAc溶液,取75mL冰醋酸于250mL烧杯中,加入75mL蒸馏水溶解。

配制100g/L的KSCN溶液,称取30g KSCN固体于500mL烧杯中,加入300mL 蒸馏水溶解。

配制20% NH4HF2缓冲溶液,称取75g NH4HF2固体于500mL烧杯中,加入300mL蒸馏水溶解。

2、K2Cr2O7标准溶液(0.01667mol/L)的配制(5人用量)

准确称取1.2260g 固体K2Cr2O7于小烧杯中,加入适量水,搅拌至完全

溶解后,定量转移至250mL容量瓶中,用水定容。

重复操作配制250mL同样浓度溶液。(注意称量准确,确保两瓶浓度一致)

滴定注意事项:

(1)无论是标定还是测定实验,反应完毕后要马上测定

(2)必须一份一份做,不能同时反应后依次测定

(3)注意先把滴定剂装在滴定管中并调好零点,这样可以反应后马上滴定(4)刚开始滴定时要快滴慢摇

3、0.1mol/L Na2S2O3标准溶液的配制及标定

准确称取12.5 g Na2S2O3·5H2O于烧杯中,用500ml蒸馏水溶解,搅拌溶解后转移至棕色细口具塞试剂瓶中。

移取25.00 mL K2Cr2O7标准溶液于250mL碘量瓶中,加入15 mL 100g/L的KI溶液和10 mL 3mol/L的H2SO4溶液,盖好瓶塞摇匀后在暗处放置5min(三次平行标定注意时间控制一致),加入100 mL水稀释后,立刻用Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄绿色(注意观察现象),然后加入 2 mL5g/L的淀粉溶液,继续滴定至溶液突变为亮蓝绿色为终点,记录所消耗的Na2S2O3标准溶液的体积(约25mL),并根据相关数据计算所配制的Na2S2O3溶液的准确浓度。平行标定三次,相对平均偏差应小于等于0.3%,以平均浓度作为所配Na2S2O3标准溶液的浓度。

4、铜合金中铜的测定

分别准确称取黄铜试样0.20 ~0.30 g三份,分别置于编号1、2、3号锥形瓶,分别加入10 mL 6mol/L HCl溶液,滴加约 5 mL 30% H2O2,加热使试样溶解完全后,继续加热使H2O2完全分解,然后煮沸1~2min,冷却。

取1号瓶加入30mL新煮沸并冷却的蒸馏水,滴加1:1氨水直到溶液中刚刚有稳定的沉淀(边滴边摇,细心观察,过量会使沉淀溶解)出现,然后加入8 mL 1:1HAc溶液,10 mL 20%NH4HF2缓冲溶液(加完后用pH试纸沾取少量试样测定pH,保持pH=3.0~4.0,第1次控制好后,第2、3次可不测),加入15 mL 100g/L的KI溶液摇匀后立即用标定好的Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄绿色(注意观察现象)(勿剧烈振荡)。再加 2 mL 5g/L淀粉指示剂,滴定至浅蓝色后,加入10 mL 100g/L的KSCN溶液,继续滴定至蓝色消失,此时终点颜色呈现灰白色或者肉色。记录所消耗的Na2S2O3标准溶液的体积(约20~30mL),并根据相关数据计算Cu含量。平行处理和滴定2、3号瓶。

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