自动电位滴定法测定未知样中的铜离子的含量.doc

自动电位滴定法测定未知样中的铜离子含量实验目的：(1) 掌握碘量法的原理。 (2) 掌握 Na2S2O3标准溶液的配制和标定方法。(3) 掌握电位滴定测 Cu2+的原理。 实验原理：Na2S2O3溶液的配制及标定（1）、配制：Na2S2O3不是基准物质，不能用直接称量的方法配制 标准溶液，配好的Na2S2O3溶液不稳定，容易分解，这是由于细菌的作用：Na2S2O3Na2SO3S；溶解在水中的CO2作用：S2O32CO2H2OHSO3HCO3S 空气中的氧化作用：S2O321/2O2SO42S 此外，水中微量的Cu2+、Fe3+也能促进Na2S2O3溶液的分解。 因此，要用新煮沸（除去CO2和杀死细菌）并冷却的蒸馏水 配制Na2S2O3，加入少量Na2CO3使溶液呈碱性，抑制细菌生长，用时进行标定。（2）、标定：Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3+3I2+7H2O IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O析出的I2用Na2S2O3溶液滴定：I2+2S2O322IS4O62（3）、标定反应条件：A、酸度：酸度愈大，反应速度越快，但酸度太大，I2易被空气中的O2氧化，所以酸度0.2-0.4molL-1为宜。B、K2Cr2O7充分反应，放于暗处5分钟。C、所用KI不应含有KIO3或I2。铜离子的测定（1）、测定在弱酸性溶液中，Cu2+与过量 KI作用，生成CuI沉淀，同时析出定量的 I2:2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 或 2Cu2+ + 5I-= 2CuI + I3-以Pt电极为指示电极，用Na2S2O3 标准溶液滴定:I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-Cu2+与I-之间的反应是可逆的，任何引起 Cu2+浓度减小或引起CuI溶解度增加的因素均使反应不完全。加入过量的KI可使反应趋于完全。这里KI是Cu2+的还原剂，又是生成的Cu+的沉淀剂，还是生成的I2的络合剂，使生成I3-, 增加I2的溶解度，减少I2的挥发。由于CuI 沉淀强烈吸咐I3-会使测定结果偏低。故加入SCN-使CuI(Ksp = l.l x l0-12)转化为溶解度更小的CuSCN (Ksp= 4.8 x 10-15) ，释放出被吸附的I3-。 CuI + SCN- = CuSCN + I-释放出的I-与未作用的 Cu2+发生反应，这样就使得Cu2+被 I-还原的反应在用较少KI时也能进行完全，同时改善了终点，降低了误差。但SCN- 只能在接近终点时加入，否则有可能直接还原Cu2+，使结果偏低。 6Cu2+ + 7SCN- + 4H20= 6CuSCN + SO42- + CN- + 8H+Cu2+被I-还原的pH 值一般控制在34之间，酸度过低时， Cu2+要水解，使反应不完全，结果偏低。而且反应速度慢，终点拖长。酸度过高时，则I-易被空气中的氧氧化为I2，使结果偏高。 （2）、掩蔽Fe3+能氧化I-，对测定有干扰:2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ I2加入NaF可掩蔽Fe3+消除干扰 （3）、调节PH调节酸度pH3.2-4.0，用HAC-NH4AC做缓冲溶液。实验药品与试剂：试剂：KI NH4SCN HCl NaF HAc 氨水 K2Cr2O7基准试剂 Na2S2O3 Na2CO3仪器：自动电位滴定仪实验步骤：(1) K2Cr2O7 标准溶液的配制将 K2Cr2O7在150180C 下烘干 2小时，放入干燥器中冷至室温。用减量法 准确称取l.21.3 g 于100 mL烧杯中，加水溶解后，定量转入250 mL容量瓶中，用水冲洗烧杯数次，一并转入容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。计算 K2Cr2O7溶液的准确浓度。 (2) 0.1 mol/L Na2S2O3 溶液的配制与标定 称取 Na2S2O35H2O 6.2116g溶于新煮沸而又冷却了的蒸溜水中，加入 Na2CO3约0.1 g，储存于250mL棕色瓶中，该溶液要在本实验前一天配好，使用前标定。吸取 K2Cr2O7标准溶液10.00 mL三份于10mL烧杯中中，加1:1 HCl 2 mL，5% KI 5mL，摇匀。置于暗处 5 分钟，侍反应完全后，用待标定的Na2S2O3溶液滴定至电位突跃终点，计算 Na2S2O3溶液的浓度及相对平均偏差。 (3)未知样中铜离子的测定准确移取铜未知样10mL三份与100mL烧杯中，滴加 1:l氨水，至溶液中刚有沉淀生成，然后加1:1 HAc 8 mL，3% NaF 溶液10 mL，5% KI 10mL，每加完一次溶液均摇匀，暗处放置5分钟。用Na2S2O3标准溶液滴定至将要出现终点时，加10% NH4SCN溶液10 mL，自己终点突跃计算铜的含量及相对平均偏差。实验数据与处理表1. 标定硫代硫酸钠的浓度重铬酸钾标准溶液的浓(mol/L)0.01672重铬酸钾标准溶液的体积(mL)101010消耗硫代硫酸钠的体积(mL) 9.0338.8558.813硫代硫酸钠的浓度(mol/L) 0.11100.11330.1138平均浓度(mol/L) 0.1127表2. 未知样的测定未知样编号123未知样的体积(mL)101010消耗硫代硫酸钠的体积(mL)17.63917.63218.783未知样的浓度(mol/L)0.19880.19870.2116平均浓度(mol/L)0. 2030标准偏差0.605%RSD /(%)2.98未知样中铜离子的含量为0.2030 mol/L质量百分比为5.07%结果与讨论（1） 由于碘化钾是过量的，碘离子把K2Cr2O7全部还原，碘离子被定量转化为碘，这样碘就与Na2S2O3有了定量的反应关系。这样就可以用K2Cr2O7的量推算出Na2S2O3的浓度。析出的I2用Na2S2O3溶液滴定：I2+S2O322IS4O62这里没有酸碱参加。上文说酸度pH3.2-4.0间进行滴定，就尽可能地减少在酸或者碱条件下发生副反应。（2） 加入KI，在这里有三个用途：还原剂：将Cu2+还原