采用配位滴定和氧化还原滴定两种方法分别测定混合溶液中Fe2+,Fe3+的含量(混合铁溶液自配)111(1)(1).doc

测定混合溶液中Fe2+，Fe3+的含量 黄沁清 陆珣【目前有关该元素常量测定方法的概述】常量铁分析的主要方法有邻菲啰啉分光光度法、磺基水杨酸分光光度法、硫氰酸钾比色法、铁离子测定仪法、重量法、EDTA络合滴定法、硫酸铈滴定法、硫代硫酸钠滴定法和重铬酸钾滴定法等。其中最经典的方法是重铬酸钾法。本实验采用配位滴定(EDTA络合滴定法)和氧化还原滴定(重铬酸钾滴定法)两种方法分别测定混合溶液中Fe2+，Fe3+的含量【实验原理】配位滴定法 溶液中Fe3+可与EDTA形成稳定的1:1络合物，lgK稳为25.1，其溶液颜色为黄色1。 磺基水杨酸为无色结晶，可与溶于水。在pH=1.52.5时与Fe3+形成紫红色的络合物FeSSA+，可用作滴定Fe3+的指示剂，终点由红色变为亮黄色。且在此条件下，Fe2+则不显示颜色1。EDTA与Fe3+络合能力强于磺基水杨酸，故滴定终点时，Fe3+会优先于EDTA反应形成亮黄色络合物，使原来的紫红色消失2。溶液中有Fe2+，可先测出Fe3+的含量，再用强氧化剂（NH3）2S2O8将Fe2+氧化为Fe3+，继续用标准EDTA溶液滴定，则可测出Fe2+的含量2。氧化滴定法SnCl2将Fe3+还原成Fe2+，并过量12滴，用甲基橙为指示剂。还原反应为 2FeCl4-+SnCl42-+2Cl-=2FeCl42-+SnCl62-使用甲基橙指示SnCl2 还原Fe3+ 的原理是：Sn2+ 将Fe3+ 还原完后，过量的Sn2+ 可将甲基橙还原成氢化甲基橙而褪色，不仅指示了还原的终点，Sn2+还能继续使氢化甲基橙还原成N,N-二甲基对苯二胺和对氨基苯磺酸，过量的Sn2+则可以消除。且甲基橙的还原产物不消耗K2Cr2O7。盐酸溶液浓度应控制在4mol/L，若大于6mol/L，Sn2+ 会先将甲基橙还原为无色，无法指示Fe3+的还原反应。盐酸浓度低于2mol/L，则甲基橙褪色缓慢。 溶液温度用控制在6090，温度低于60，SnCl2 先还原甲基橙，终点无法指示，且还原Fe3+ 速度慢，还原不彻底。 滴定反应为： 6Fe2+ +Cr2O72-+14H+=6Fe3+2Cr3+7H2O滴定突跃范围为0.931.34V，使用二苯胺磺酸钠为指示剂时，由于它的条件典韦是0.85V，因而要加入H3PO4 ，使滴定生成Fe(HPO4) 2- ，降低Fe3+ 浓度，从而降低Fe3+/ Fe2+ 电对的电位，使反应的突跃范围变成0.711.34V，指示剂可以在这个范围内变色；同时消除了FeCl4 -的黄色对终点观察的干扰。Sb()、Sb()干扰实验，不应存在。室温下，Cr2O72- 不氧化Cl- ，所以用H2SO4做酸性介质。K2Cr2O7 化学性质稳定，组成与化学式一致，相对分子质量较大，易提纯，可直接配制。【实验仪器与试剂】试剂：硫酸铁溶液（1mol/L）, 硫酸亚铁溶液（1mol/L），20%磺基水杨酸，10%（NH3）2S2O8溶液，0.01mol/LEDTA标准溶液，（1+1）氨水，（1+1）HCl溶液，200g/L六亚甲基四胺溶液，锌粒，2g/L二甲酚橙指示剂；SnCl2 (100g/L)，SnCl2 (50g/L)，H2SO4 -H3PO4 混合酸，1g/L甲基橙，2g/L二苯胺磺酸钠，K2Cr2O7标准溶液c（1/6 K2Cr2O7）=.05000mol/L仪器：20.00mL移液管，2个200mL容量瓶，酸式滴定管，3个250mL锥形瓶，滴定台架，试剂瓶，表面皿，100mL烧杯2个，200mL烧杯2个，台秤，分析天平，酒精灯，三角架，石棉网，1.0mL吸量管各溶液的配制方法：硫酸铁（1mol/L）：用39.9885g硫酸铁固体配制成100mL溶液硫酸亚铁（1mol/L）：用15.1911g硫酸亚铁固体配制成100mL溶液SnCl2 (100g/L)：10g SnCl2H2O溶于40mL浓热盐酸溶液中，加水稀释至100mLK2Cr2O7标准溶液：将K2Cr2O7在150180干燥2h，置于干燥器中冷却至室温。指定质量称量法称取0.4903杯中溶解后，于200 mL容量瓶中定容H2SO4-H3PO4混合酸：将15mL浓H2SO4缓慢加至70mL水中，冷却后加入15mL 浓H3PO4混匀【实验步骤】 配位滴定法一混合溶液的配制将硫酸铁溶液和硫酸亚铁溶液按任意比例混合至一干燥的小烧杯中，用1.0mL吸量管准确移取2.0mL混合溶液至200mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。二0.01mol/LEDTA标准溶液的配制用台秤称取2.2gEDTA二纳盐固体于烧杯中，加水，溶解，转入试剂瓶中，稀释至600mL，摇匀备用。三Zn2+标准溶液的配制用分析天平准确称取0.1300g锌粒于小烧杯中，加入5mL（1+1）HCl溶液，立即盖上表面皿，待锌粒固体完全溶解后，以少量水中西表面皿和烧杯内壁，定量转移Zn2+溶液于200mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，计算Zn2+标准溶液的浓度。四EDTA标准溶液的标定用20.00mL移液管移取20.00mLZn2+标准溶液于250mL锥形瓶中，加2滴二甲酚橙指示剂，滴加200g/L六亚甲基四胺溶液至呈现稳定的紫红色，再过量5mL六亚甲基四胺。用EDTA滴定至溶液由紫红色变为亮黄色即为终点。平行滴定3次，取平均值，计算EDTA的准确浓度。五混合溶液中Fe2+，Fe3+的含量测定用20.00mL移液管移取20.00mL混合Fe2+，Fe3+溶液于250mL容量瓶中，用（1+1）氨水和（1+1）HCl溶液调节pH至1.52.5，加2滴20%磺基水杨酸作指示剂，用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至紫红色变为亮黄色，记下消耗EDTA标准溶液的体积。再加入3mL10%（NH3）2S2O8溶液,加热至6070，此时，溶液由亮黄色变为紫红色，5min后，静置冷却至室温，再继续用0.01mol/LEDTA标准溶液滴至紫红色变为亮黄色，记下消耗EDTA标准溶液的体积。平行滴定3次2。氧化滴定法一混合溶液的配制将氯化铁溶液和氯化亚铁溶液按任意比例混合至一干燥的小烧杯中，用1.0mL吸量管准确移取2.0mL混合溶液至200mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。二、移取试样溶液20.00mL于锥形瓶中，加20mL硫磷混酸、4滴二苯胺磺酸钠，立即用K2Cr2O7 标准溶液滴定到稳定的紫红色为终点，记下消耗K2Cr2O7标准溶液的体积V1，可得Fe2+ 含量。平行测定3次， 三、另移取试样溶液20.00mL于另一锥形瓶中，加8mL浓盐酸溶液，加热至近沸，加入6滴甲基橙，趁热边摇动锥形瓶边逐滴加入100g/L SnCl2溶液还原Fe3+ ，至开始褪色的时候再慢慢加入50g/L SnCl2溶液至溶液变为淡粉色，再摇动记下直至粉色褪去。立即用流水冷却，加50mL蒸馏水、20mL硫磷混酸、4滴二苯胺磺酸钠，立即用K2Cr2O7 标准溶液滴定由无色变为绿色再变到稳定的紫红色为终点，记下消耗K2Cr2O7标准溶液的体积V2，即可得出最后总Fe 含量，而Fe3+含量nFe3+ = n Fe- n Fe2+。平行测定3次。 【实验数据记录和结果】配位滴定法一EDTA标准溶液的标定次数IIIIIIEDTA 初读数(mL) 终读数 净用量c EDTA (mol/L)c EDTA平均值绝对偏差相对平均偏差EDTA浓度的计算公式：cEDTA=(c*V) Zn2+/VEDTA二混合溶液中Fe2+，Fe3+的含量测定1.混合溶液中Fe3+的含量测定次数IIIIIIV EDTA 初读数 (mL) 终读数 净用量Fe3+的含量(g/L) Fe3+的含量平均值(g/L)绝对偏差相对平均偏差Fe3+含量的计算公式：c Fe3+=10* (c*V) EDTA*M Fe /V混合溶液2.混合溶液中Fe2+的含量测定次数IIIIIIV EDTA 初读数 (mL) 终读数 净用量Fe2+的含量 (g/L)Fe2+的含量平均值(g/L)绝对偏差相对平均偏差Fe2+含量计算公式：c Fe2+=10*(c*V) EDTA*M Fe /V混合溶液氧化滴定法1. K2Cr2O7 的称量和计算质量(g)定容体积(mL)浓度(mol/L)K2Cr2O7K2Cr2O7 浓度计算公式：c=m /M*V2.混合溶液中Fe2+的含量测定次数IIIIIIV1K2Cr2O7 初读数(mL) 终读数 净用量Fe2+的含量(g/L)Fe2+的含量平均值 (g/L)绝对偏差相对标准偏差(%)Fe2+含量的计算公式：c Fe2+=10*(c*V) K2Cr2O7*M Fe /V混合溶液3.混合溶液中Fe3+的含量测定次数IIIIIIVK2Cr2O7 初读数(mL) 终读数 净用量Fe的总含量 (g/L)Fe3+的含量 (g/L)Fe3+的含量平均值(g/L)绝对偏差相对平均偏差(%)Fe的总含量计算公式：c Fe=10*(c*V) EDTA*M Fe /V混合溶液Fe3+的含量计算公式：c Fe2+= c Fe c Fe2+【实验讨论】【参考文献】1 分析化学（第四版）上册.第七章.络合滴定法.高等教育出版社2 .张永刚，高亚男，钢铁酸洗废液中Fe3+和Fe2+的测定A,天津工业大学学报，2008,1671-024X（2008）04-0039-02【试剂清单】硫