WB02实验9__间接碘量法测定铜盐中的铜(讲稿)解读

实验九  间接碘量法测定铜盐中的铜 一、实验目的 1、掌握碘量法测定铜盐中铜的原理和。 2、掌握硫代硫酸钠溶液的配制与标定方法。 3、了解淀粉指示剂的作用原理。 二、实验原理 在弱酸性条件下，Cu2+与过量的 KI作用生成难溶性的CuI和I2，反应方程式为：  2Cu2+  +  5I-  =  2CuI ↓ +  I3- 生成的I2以淀粉为指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定，反应方程式为：    I3 -  +  2S2O3 2-  =  3 I - +  S4O62- 在测定Cu2+时，通常控制溶液的酸度为pH=3～4。酸度过低，由于二价铜离子的水解，使反应不完全，结果偏低，而且反应速度慢，终点拖长；酸度过高，则I- 被空气中的氧气氧化为I2（Cu2+催化此反应），使结果偏高。 市售的Na2S2O3·5H2O试剂常含有少量杂质，且易风化和潮解，因此，Na2S2O3标准溶液采用间接法配制。 Na2S2O3溶液不够稳定，容易分解。水中的CO2、细菌和光照都能使其分解，水中的O2也能将其氧化，发生下列反应： Na2S2O3  　   Na2SO3    +  S↓ S2O32-  + CO2 +  H2O  →  HSO3-  +  HCO3-  + S↓ S2O32-  + 1/2 O2  → SO42-  +  S↓ 故配制Na2S2O3溶液时，最好采用新煮沸并冷却的蒸馏水，以除去水中的CO2和O2并杀死细菌；加入少量Na2CO3使溶液呈弱碱性以抑制Na2S2O3的分解和细菌的生长；储存于棕色瓶中，放置几天后再进行标定。长期使用的溶液应定期进行标定。 标定Na2S2O3标准溶液的基准物质有K2Cr2O7和KIO3等，其中以K2Cr2O7最常用。K2Cr2O7易提纯，不易吸湿，性质稳定。在酸性条件下，基准物质与过量KI作用，析出的I2以淀粉为指示剂，用Na2S2O3溶液滴定。 用K2Cr2O7标定Na2S2O3的反应为： Cr2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ +3I2↓+ 7H2O I2  + 2S2O3 2-  =  2 I - +  S4O62- 三、仪器与试剂 1、仪器：50mL碱式滴定管1支；250mL碘量瓶3个；100mL量筒1个；10mL量杯1个；滴管1支；100mL烧杯1个。 2、试剂：0.01667 mol·L-1K2Cr2O7标准溶液，Na2S2O3标准溶液（待标定）；待测CuSO4·5H2O试样；3mol·L-1H2SO4溶液；20%NH4HF2溶液；20%KI溶液；0.5%淀粉溶液；10%KSCN溶液。 四、实验内容 1、Na2S2O3标准溶液的配制（由实验员配制） 称取6.3gNa2S2O3溶于250mL新煮沸并冷却的蒸馏水中，加入少许Na2CO3固体，保存于棕色瓶中，置于暗处，7～10天后标定。 2、Na2S2O3标准溶液的标定 准确移取25.00毫升0.01667 mol·L-1K2Cr2O7标准溶液置于碘量瓶中，加入7mL 3mol·L-1H2SO4溶液，加入5mL20%KI，迅速盖好瓶塞摇匀，放置暗处约5分钟后，加蒸馏水40mL，用Na2S2O3标准溶液滴定至溶液由棕色变为浅黄绿色，然后加入3mL（2滴管）淀粉溶液，继续滴定至溶液兰色刚消失即为终点。 3、铜盐中的铜含量的测定 准确称取CuSO4·5H2O试样0.5～0.6g于250mL碘量瓶中，加入2mL3mol·L-1H2SO4溶液，蒸馏水100mL使之溶解，加20%NH4HF2溶液10mL，再加入20%KI溶液10mL（溶液呈现棕黄色），放置大约1分钟后用Na2S2O3标准溶液进行滴定至浅黄色，加入10%KSCN溶液10mL溶液颜色加深，然后继续滴定至浅黄色，再加入3 mL（2滴管）0.5%淀粉溶液溶液出现兰色，最后继续用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色消失即为终点，此时溶液呈乳白色（或肉红色）的CuSCN悬浮液。 注：1、Na2S2O3溶液不稳定，容易分解，分解作用一般在制成溶液的最初十天内进行。故应保存于棕色瓶中，置于暗处，7～10天后再进行标定。 2、Cr2O72-与 I-的反应速度较慢，为了加快反应速度，可控制溶液酸度为0.2～0.4 mol·L-1，同时加入过量的KI，并在暗处放置一定时间。但在滴定前须将溶液稀释以降低酸度，以防止在滴定过程中Na2S2O3遇强酸而分解。溶液开始滴定酸度约为0.27 mol·L-1，滴定结束时酸度约为0.2 mol·L-1 3、酸化试液时，常用H2SO4或HAc，而不宜用HCl溶液，由于Cu2+容易与Cl- 形成配离子，降低Cu2+的浓度，使测定结果偏低。 4、Fe3+存在有干扰，能氧化I-：2Fe3++ 2 I- → 2 Fe2+ + I2  使结果偏高，故应排除Fe3+的干扰。用NH4HF2掩蔽Fe3+，同时又可以控制溶液的酸度为pH=3～4。 5、间接碘量法中，淀粉指示剂只能在临近终点时加入，即I2 的黄色已接近褪去时加入，否则会有较多的I2  被淀粉包合，而导致终点滞后。 6、CuI沉淀表面易吸附I2，这部分I2 不与淀粉作用，而使终点提前。因此，在临近终点前应加入KSCN或NH4SCN溶液，使CuI转化为溶解度更小的CuSCN，而CuSCN不吸附I2，从而使被吸附的那部分I2释放出来，提高测定的准确度。转化反应如下：CuI  + SCN- → CuSCN ↓ + I- 。但KSCN只能在接近终点时加入，否则有可能直接还原二价铜离子，使结果偏低： 6Cu2+ + 7SCN- + 4H2O → 6 CuSCN + SO42- + CN- + 8H+。 五、问题讨论 1、测定铜含量时，加入的KI为什么要过量？此量是否要求很准确？若KI中含有微量Fe3+，对测定结果会产生什么影响？ 2、测定铜含量时，为什么要加入KSCN或NH4SCN？为什么不能过早加入？ 3、测定铜的酸度为什么一定要控制溶液的pH值在3～4之间？酸度过高或过低会产生什么影响？ 4、测定铜含量时，为什么要加入NH4HF2？ 六、实验数据与处理 1、Na2S2O3标准溶液浓度的标定   Ⅰ Ⅱ Ⅲ 移取K2Cr2O7的体积(mL) 25.00 Na2S2O3溶液的终读数(mL) 初读数(mL) 用 量(mL)             平 均 值（mol·L-1）   相对平均偏差（%）           2、铜盐中铜含量的测定   I II III CuSO4·5H2O质量m ( g )       Na2S2O3溶液的终读数(mL) 初读数(mL) 用 量(mL)             平 均 值（%）   相对平均偏差（%）           注： Cu的摩尔质量为63.546mol·L-1