硫代硫酸钠的配制详解

配制和标定硫代硫酸钠溶液时应注意的问题.doc 配制和标定硫代硫酸钠标准溶液时应注意的问题 钟振宇1，蒋佩英2 （1．广东省石油化工研究院，广东 广州510665； 2．广州白云山宝神动物保健品有限公司，广东 广州510540） 【摘要】本文通过分析硫代硫酸钠标准溶液不稳定的影响因素(CO2 、O2  、微生物)，论述了配制和标定硫代硫酸钠标准溶液时应着力解决好的几个问题，对提高其稳定性有很大帮助。 【关键词】配制；标定；硫代硫酸钠；标准溶液；不稳定  Pay Attention to Preparing and Standardizing SodiumThiosulfate Pentahydrate Standard Solution Zhong Zhenyu1，Jiang Peiying2 （1．Guangdong Research Institute of Petrochemical Industry，Guangzhou 510665；2．Guangzhou Baiyunshan Baoshen Animal Health Product Co.L.td，Guangzhou 510540，China） Abstract:Throgh analyzing influencer factors（CO2 、O2  、microbial），the problems that should be solved well in preparing and standardizing sodium thiosulfate sentahydrate standard solution are discussed in this paper.There is of immense benefit to increase it’s stability. Keyword:Prepare；Standardize；Sodium thiosulfate pentahydrate；Standard solution；Unsteady 分析工作中经常会使用一些标准溶液，标准溶液是准确地确定了溶液中所含元素、离子、化合物或基团浓度的溶液，作为一种“工作基准”，其稳定性和浓度的准确度将直接影响到分析工作的各个方面，决定了检验结果的准确性。标准溶液的配制和标定对分析人员的操作技能、细致和耐心方面的要求较为严格，它的配制方法有两种—直接法和间接法。直接法是在分析天平上准确称取一定量已干燥的基准物溶于水中转入已校正的容量瓶中用水稀释至刻度摇匀即可算出其浓度。作为基准物应具备以下条件：⒈纯度高，在99.9%以上；⒉组成和化学式完全相符；⒊稳定性好不易吸水不易被空气氧化等；⒋摩尔质量较大，这样，称量多误差可减小。间接法是指有些物质不符合基准物的条件不能直接配制标准溶液，一般是先将这些物质配成近似浓度溶液再用基准物测定其准确浓度这一操作叫做“标定” 。由于Na2S2O3?5H2O容易风化常含有一些杂质（如S ﹑Na2SO4 ﹑NaCl ﹑Na2CO3等），并且配制的溶液不稳定，容易分解，所以只能用间接法配制。在此笔者结合工作实际，以0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液为例，谈谈配制和标定硫代硫酸钠标准溶液时应着力解决好的一些问题： 1  配制 硫代硫酸钠溶液不稳定的原因有三个： ⑴与溶解在水中的CO2反应：Na2S2O3 + CO2 + H2O ＝NaHCO3  + NaHSO3 + S↓ ⑵与空气中的O2反应：Na2S2O3 + O2 ＝2Na2SO4 + 2S↓ ⑶与水中的微生物反应：     Na2S2O3    = Na2SO3 + S↓ 此外水中微量或等也能促进硫代硫酸钠溶液分解。 根据上述原因Na2S2O3 溶液的配制应采取下列措施： 第一，应将配制溶液煮沸一段时间，以除去CO2和杀灭微生物。 第二，配制时，为防止其酸性分解和除去水中含有的铜离子，加入少量Na2CO3 使溶液呈弱碱性（在此条件下微生物活动力低），使溶液的浓度稳定。 第三，将配制溶液置于棕色瓶中放置14天，再用基准物标定，若发现溶液浑浊需重新配制。 配制工作中的各步操作均应非常细致，所用仪器必须洁净配制工作中的各步操作均应非常细致，所用仪器必须洁净。 由于微生物对硫代硫酸钠标准溶液影响较大，配制溶液时各个环节应做好杀灭微生物的工作(以下简称灭菌)，这是配制溶液时要解决好的最为关键的问题。根据这一点笔者采取了如下方法： 根据欲制备的硫代硫酸钠标准溶液总体积的量，按26g/L的比例称取所需克数的Na2S2O3?5H2O（或按16g/L的比例称取所需克数的无水Na2S2O3 ），按0.2g/L的比例加入无水碳酸钠，溶于相应体积的蒸馏水中，缓缓煮沸30min（由于Na2S2O3 的溶解过程是一个吸热反应，应待Na2S2O3 完全溶解后再放于电炉上加热否则容易发生危险），在水浴中冷却至近室温，转移入已预先于120℃烘箱中烘1小时进行灭菌处理并冷至近室温的棕色玻璃瓶中，放置两周后过滤。 在笔者的实际工作中，硫代硫酸钠标准溶液消耗量较大，每次制备总量达10L，需同时使用三个电炉和两个5L烧杯来进行配制工作。Na2S2O3 易粘杯壁较难洗净，最好专用一个烧杯来煮。笔者的做法是：将称好的Na2S2O3 集中移入一个5L烧杯中，加入3L蒸馏水，用玻璃棒搅拌至Na2S2O3 全部溶解，用蒸馏水加满后，将烧杯置于第一个电炉上加热，在另一个5L烧杯中加满蒸馏水，置于第二个电炉上加热（不经杀菌的水会起分解作用）。由于煮沸过程中水分蒸发量约为10%，故需在第三个电炉上用2L平底烧瓶煮蒸馏水以补充蒸发掉的水分，分别保持微沸30min后，置于水浴中冷却至近室温，将两个5L烧杯中的溶液倒入已经灭菌的10L棕色玻璃瓶中，用烧瓶中的水中补充至溶液总体积为10L，盖上经灭菌的瓶盖，摇匀，放置两周后过滤入另一个经灭菌的10L棕色玻璃瓶中，盖上经灭菌的瓶盖，摇匀，待标定。过滤时所用的漏斗和滤纸也应经灭菌后使用。 上述配制方法显著提高了制得的硫代硫酸钠标准溶液的稳定性，在正常的使用和贮存条件下至少八个月内不会出现溶液浑浊或表面有悬浮物的现象，每次复标时（按有效期两个月计算）其物质的量浓度仅下降0.0001mol/L-0.0003 mol/L，见表1： 表1稳定性试验 硫代硫酸钠标准溶液的量浓度/mol/L 复标后硫代硫酸钠标准溶液的量浓度/mol/L 溶液1 溶液2 溶液3 0.1009 0.1042 0.1097 0.1008 0.1040 0.1094       2  标定 标定硫代硫酸钠标准溶液的基准物有KIO3、KBrO3 和K2Cr2O7 等。国家标准规定用K2Cr2O7基准物标定硫代硫酸钠标准溶液，其方法为： 称取0.18g于120℃±2℃干燥至恒重的工作基准试剂重铬酸钾，置于碘量瓶中，溶于25mL蒸馏水，加入2g碘化钾及20mL硫酸溶液（20%），摇匀，于暗处放置10min，加150mL蒸馏水，用配制好的硫代硫酸钠标准溶液滴定，近终点时加2mL淀粉指示液（10g/L），继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色。同时做空白试验。 上述反应分两步进行： 第一步反应： Cr 2O72-+6I- +14H+ =2Cr3+ +3I2 +7H2O 反应后产生定量的I2，加水稀释后用硫代硫酸钠标准溶液滴定。 第二步反应： 2Na2S2O3+I2= Na2S4O6 +2NaI 以淀粉为指示剂，当溶液变为亮绿色即为终点。 两步反应所需要的条件如下： 第一，反应进行要加入过量的KI和H2SO4，摇匀后在暗处放置10min。实验证明：这一反应速度较慢，需要放置10min后反应才能定量完成，加入过量的KI和H2SO4，不仅为了加快反应速度，也为了防止I2 的挥发，此时生成I3- 络离子，由于I- 在酸性溶液中易被空气中的氧氧化，I2 易被日光照射分解，故需要置于暗处避免见光。 第二，第一步反应后，用硫代硫酸钠标准溶液滴定前要加入大量水稀释。由于第一步反应要求在强酸性溶液中进行，而Na2S2O3 与I2 的反应必须在弱酸性或中性溶液中进行，因此需要加水稀释以降低酸度，防止Na2S2O3 分解。此外由于Cr 2O72- 还原产物是Cr3+ 显墨绿色，妨碍终点的观察，稀释后使溶液中Cr3+ 浓度降低，墨绿色变浅，使终点易于观察。 滴定至终点后，经过5分钟以上，溶液又出现蓝色，这是由于空气氧化I- 所引起的，不影响分析结果；但如果到终点后溶液又迅速变蓝，表示Cr2O72- 与I- 的反应不完全，也可能是由于放置时间不够或溶液稀释过早，遇此情况应另取一份重新标定。 发生反应时溶液的温度不能高，一般在室温下进行 滴定时不要剧烈摇动溶液，使用带有玻璃塞的锥形瓶。 析出I2 后不能让溶液放置过久。 滴定速度宜适当地快些。 淀粉指示液应在滴定近终点时加入，如果过早地加入，淀粉会吸附较多的I2，使滴定结果产生误差。 所用KI溶液中不应含有KIO3 或I2，如果KI溶液显黄色或将溶液酸化后加入淀粉指示液显蓝色，则应事先用Na2S2O3溶液滴定至无色后再使用。          需要说明的是，进行空白试验时有时空白值过大，正常的空白值为1-2滴，若超过此数表明蒸馏水制备过久，可能其中溶解了较多的氧，KI会与氧发生反应产生I2，同时蒸馏水中的氧本身也会和硫代硫酸钠标准溶液发生反应，这两方面都会增加硫代硫酸钠标准溶液消耗量使空白值过大： 4I-  + 4H+ + 4 O2 = 2 I2  + 2H2O 2S2O32-  + O2 = 2SO42- +2S↓ 因此每次标定时均应使用新鲜制备的蒸馏水或将蒸馏水重新煮沸10min，冷却后使用，这样可有效避免上述情况的发生。 根据以上论述得到的标定结果见表2： 表2标定实验数据 硫代硫酸钠标准溶液的量浓度/mol/L 平均值 /mol/L 极差与平均值的比值/% 溶液1 溶液2 溶液3 0.1095 0.1008 0.1087 0.1095 0.1010 0.1086 0.1093 0.1009 0.1088 0.1095 0.1008 0.1087 0.1094 0.1009 0.1087 0.183 0.198 0.184                             3  贮存和使用 硫代硫酸钠标准溶液应保存在棕色玻璃瓶中，配得和标定后的溶液均应保存在温度接近20℃并没有阳光直射的地方，并且不应受到不良气体的影响。