硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定

实验九硫代硫酸钠溶液的配制和标定 一、目的 1.掌握Na2S2O3溶液的配制方法和保存条件 2.了解标定Na2S2O3溶液浓度的原理和方法 二、原理 结晶Na2S2O3?5H2O一般都含有少量的杂质,如S、Na2SO3、Na2SO4、Na2CO3及NaCl 等。同时还容易风化和潮解。因此,不能用直接法配制标准溶液。 Na2SO3溶液易受空气和微生物等的作用而分解,其分解原因是: 1.与溶解于溶液中的CO2的作用硫代硫酸钠在中性或碱性溶液中较稳定,当pH<4.6 时极不稳定,溶液中含有CO2时会促进Na2S2O3分解: Na2S2O3+ H2O + CO2→NaHCO3 + NaHSO3 此分解作用一般都在制成溶液后的最初10天内进行,分解后一分子的Na2S2O3变成了一分子的NaHSO3。一分子Na2S2O3只能和一个碘原子作用,而一分子的NaHSO3且能和2个碘原子作用。因而使溶液浓度(对碘的作用)有所增加,以后由于空气的氧化作用浓度又慢慢的减小。 在pH9~10间Na2S2O3溶液最为稳定,在Na2S2O3溶液中加入少量Na2CO3(使其在溶液中的浓度为0.02% )可防止Na2S2O3的分解。 2.空气氧化作用 2Na2S2O3+O2→2Na2SO4+ 2S↓ 3.微生物作用这是使Na2S2O3分解的主要原因。 Na2S2O3→Na2SO3 + S 为避免微生物的分解作用,可加入少量HgI2(10mg/L) 。 为减少溶解在水中的CO2和杀死水中微生物,应用新煮沸冷却后的蒸馏水配置溶液。 日光能促进Na2S2O3溶液的分解,所以Na2S2O3溶液应贮存于棕色试剂瓶中,放置于暗处。经8—14天后再进行标定,长期使用的溶液应定期标定。 标定Na2S2O3溶液的基准物有K2Cr2O7、KIO3、KBrO3和纯铜等,通常使用K2Cr2O7基准物标定溶液的浓度,K2Cr2O7先与KI反应析出I2: Cr2O72- + 6I- +14H+ = 2Cr2+ + 3I2 +7H2O 析出I2的再用Na2S2O3标准溶液滴定: I2 + 2S2O32- = S4O62- +2I- 这个标定方法是间接碘量法的应用实例。 三、试剂 1. Na2S2O3?5H2O(固) 2. Na2CO3(固) 3. KI(固) 4. K2Cr2O7(固)A?R或G? R。 5. 2mol/LHCl 6. 5%淀粉溶液0.5g淀粉,加少量水调成糊状,倒入100ml煮沸的蒸馏水中,煮沸5分钟冷却。 四、操作步骤 1. 0.1mol/LNa2S2O3溶液的配制 (1)先计算出配制约0.1mol/LNa2S2O3溶液400ml所需要Na2S2O3?5H2O的质量。 (2)在台秤上称取所需的Na2S2O3?5H2O量,放入500ml棕色试剂瓶中,加入100ml 新煮沸经冷却的蒸馏水,摇动使之溶解,等溶解完全后加入0.2g Na2CO3,用新煮沸经冷却的蒸馏水稀释至400ml,摇匀,在暗处放置7天后,标定其浓度。 2. 0.017mol/L K2Cr2O7配制 准确称取经二次重结晶并在1500C烘干1小时的K2Cr2O71.2~1.3g左右于150ml小烧杯中,加蒸馏水30ml使之溶解(可稍加热加速溶解),冷却后,小心转入250ml容量瓶中,用蒸馏水淋洗小烧杯三次,每次洗液小心转入250ml容量瓶中,然后用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,计算出K2Cr2O7标液的准确浓度。 3. Na2S2O3溶液的标定 用25ml 移液管准确吸取K2Cr2O7标准溶液两份,分别放入250ml锥形瓶中,加固体KI1g和2mol/LHCl15ml,充分摇匀后用皿盖好,放在暗处5分钟,然后用50ml蒸馏水稀释,用0.1mol/L Na2S2O3溶液滴定到呈浅黄绿色,然后加入0.5%淀粉溶液5ml,继续滴定到蓝色消失而变为Cr3+的绿色即为终点。根据所取的K2Cr2O7的体积、浓度及滴定中消耗Na2S2O3溶液的体积,计算Na2S2O3溶液准确浓度。 五、思考题 1. Na2S2O3标准溶液如何配制?如何标定? 2. 用K2Cr2O7作基准物标定Na2S2O3溶液浓度时,为什么要加入过量的KI和加入HCl 溶液?为什么要放置一定时间后才加水稀释?如果(1)加KI 不加HCl溶液;(2)加酸后不放置暗处;(3)不放置或少放置一定时间即加水稀释会产生什么影响? 3. 写出用K2Cr2O7溶液标定Na2S2O3溶液的反应式和计算浓度的公式。 实验十硫酸铜中铜含量的测定(碘量法) 一、目的 掌握用碘量法测定铜的原理和方法 二、基本原理 在弱酸性溶液中Cu2+与过量KI作用生成 CuI沉淀,同时析出确定量的I2,反应如下; 2Cu2+ +4I- =2CuI↓+ I2 析出的I2以淀粉为指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定: I2+ 2S2O32- = 2I- + S4O62- 上述反应是可逆的,为了促使反应能趋于完全, 实际上必须加入过量的KI,同时由于CuI沉淀强烈地吸附I2,使测定结果偏低。如果加入KSCN可使CuI(K sp=5.06?10-12)转化为溶解度更小的CuSCN(K sp=4.8?10-15) 。 CuI+SCN- = CuSCN↓ + I- 这样不但可以释放出被吸附的I2,而且反应时再生出来的I-与未反应的Cu2+发生作用。在这种情况下,可以使用较少的KI而使反应进行得更完全。但KSCN只能在接近终点时加入,否则SCN-可能直接还原Cu2+而使结果偏低: 6Cu2+ +7SCN- +4H2O =6CuSCN↓ + SO42- +HCN +7H+ 为防止铜盐水解,反应必须在酸性溶液中进行,酸度过低,Cu2+氧化I-不完全,结果偏低而且反应速度慢、终点拖长;酸度过高,则I-被空气氧化为I2,使Cu2+的测定结果偏高。 大量Cl-能与Cu2+络合,I-不能从Cu2+的氯络合物中将Cu2+定量地还原,因此,最好用H2SO4而不用HCl。 矿石或合金中的铜也可用碘量法测定。但必须设法防止其它能氧化I-的物质(如NO3-、Fe3+等)的干扰。防止的方法是加入掩蔽剂以掩蔽干扰离子(例如使Fe3+生成FeF63-而被掩蔽)或在测定前将它们分离除去。若有As(V)、Sb(V)存在,应将pH调至4,以免它们氧化I-。 三、试剂 1.KI(固)。 2.1mol/L Na2S2O3标准溶液。 3.KSCN(固)。 4.1mol/L H2SO4. 5.0.5%的淀粉溶液。 四、操作步骤 准确移取硫酸铜试样0.5 0.6g(称准至0.0002g)两份,分别放于两个250ml锥形瓶中。加1mol/L H2SO4 5ml和100ml蒸馏水溶解,加KI1g,立即用Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄色,然后加入0.5%淀粉溶液3ml,继续滴定到呈浅蓝色,再加入1gKSCN,摇匀后,溶液蓝色转深,继续用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色刚好消失,此时溶液为米色CuSCN悬浮液。根据滴定结果,计算硫酸铜中铜的百分含量。 五、思考题 1.硫酸铜易溶于水,为什么溶解时要加H2SO4? 2.用碘量法测定铜含量时加入KSCN的目的何在? 3.测定反应为什么一定要在弱酸性溶液中进行?能否用HCl代替H2SO4?为什么?