活性炭吸附柱 碘量法测定金说明.doc

讲稿九 活性炭吸附柱 碘量法测定金说明一、 原理 金在自然界中以单质形式存在，其原因在于其化学性特别不活泼，金在矿石中分布也极不均匀，因为它以颗粒或片状形式存在，这就给取样带来了难度，要求取样量大，磨样细度要求极高，以后再详述。任何一种强酸均不能单独将金溶解。唯有王水才能。王水为硝酸、盐酸的混合物，三体积的浓盐酸与一体积的浓硝酸，对金的溶解效果最佳，通常称为正王水。如果将三体积的浓硝酸与一体积的浓盐酸相混合，则成为反王水，或称逆王水。在含硫很高的含金矿样中，要首先加反王水，后加正王水，溶解效果才好。 盐酸无氧化性，不能氧化单质金，硝酸虽是强氧化剂，但其标准电极电位没有金高，遇到王水时情况发生了变化：Au +Cl + HNO3 H+ + A uCl3 + 2H2O +NO三价金离子与Cl-形成络合物：A uCl3 +Cl = H+A uCl4根据奈斯脱方程式：= E0 + 0.059 lgA u3+ = E0 + 0.059 lgA u3+ n 1 n在A uCl4被还原成A uCl 或 A uI时，n=2，由于绝大多数三价金离子被络合，故其氧化还原电位大为降低，从而硝酸得以氧化A u。 碘I2本是一种中等强度的氧化剂，A uCl4的标准电极电位与I2相差无几，本来不足以充分氧化KI为I2（即负一价的碘成为零价的碘），但由于AuI的离子积（或者说溶度积）很小，2I 2e I2 电对的电极电位则大大降低。从而化学反应能定量地进行： H A uCl4 3KI = A uI I2 3KCl HClI2对能在一定条件下（弱酸性）与硫代硫酸钠（市售产品通常为五水合硫代硫酸钠Na2S2O35H2O形式）定量地进行，化学方程式如下： I2 2Na2S2O3 = 2NaI Na2S4O6 由以上诸化学方程式可以看出：一个分子的H A uCl4能与2个分子的KI起氧化还原反应（生成一个碘分子），而一个碘分子又能与2个硫化硫酸钠分子起氧化还原反应，如果后者以五水合盐的形式存在，则其反应按以下量比进行，A u ：2Na2S2O3 5H2O = 197.0 ：2 (232322163518)=197.0：2248=1：2.52 这个比例极为重要，是配标准溶液及化验结果的理论依据。 例如：欲配Na2S2O3贮备液1000mL每mL的近似滴定度为1mgA u，那么总滴定度为1gA u,称2 .52g Na2S2O35H2O即可。这就是我们根据金矿样不是很多的实际情况，对原工作标准进行变通的理论根据。二、金基准溶液配制原理： 金溶于王水中，加1克氯化钠的目的在于有过量的Cl-，有利于A uCl生成，并稳定： A uCl4 A uCl3 Cl-根据化学平衡移动原理，有过量的Cl-是必要的。加1mL浓盐酸，再蒸干至无酸味，是为了赶尽硝酸，因为它具有氧化性，对碘量法测定有干扰，最后加4.2mL浓盐酸，是因为在酸性条件下，且又有过量的氯根，H A uCl4中的A u+3不会解离出来。至于4.2mL浓盐酸，那是通过多次条件实验得出的结果。三、Na2S2O3标液的说明在酸性条件下， Na2S2O3会发生以下反应：2H+ Na2S2O3 = 2Na+ H2SO3 S 而H2SO3 I2 H2O = H2SO4 +2 I+ 2H+ 2Na2S2O3 I2 = Na2S4O6 2NaI从而使Na2S2O3的表观浓度提高了，或者说溶液的有效浓度提高了。因此加无水碳酸钠，使溶液保持弱碱性，稳定 Na2S2O3。由于氯仿（即三氯甲烷）具有杀死，抑制微生物的作用，在夏季高温季节里，将硫代硫酸钠标准溶液里加几滴氯仿，有利于标准溶液的稳定。 四、关于活性炭予处理的说明由于活性炭的原料及加工过程中，能混进铁，为了除铁，要用2%的氟化氢铵溶液浸泡72小时后抽滤，再用2%的盐酸及蒸馏水洗净（洗去残存的FeF63-及F-） 五、滤纸浆的说明滤纸浆的作用相当于建筑业上的“麻刀”，它使活性碳层有许多空隙，从而增加了活性碳的比表面积，增强对A u+3的吸附作用，而且不易裂开，易于过滤，易于灰化。滤纸浆的制作，就是用大张定性滤纸在蒸馏水中浸泡，并用手搓细，搓均。六、溶样的说明溶样要视矿样性质而做些“微调”处理。如果是氧化矿样，即地表矿，要先加入30-50mL+1盐酸（工业酸也行），煮沸5分种后，再加入正王水80毫升左右，如果是硫化矿，即地层深部矿，应予先加20毫升反王水（盐酸：硝酸：水=1：3： 4），待激烈反应停止后，再加一次若无激烈反应，则可加正王水（盐酸：硝酸：水=3：1：4）80毫升左右，如果不是典型的氧化矿或硫化矿，则加正王水100130毫升。七、关于活性碳与滤纸浆的比例问题通过大量试验，碳与纸浆的干量之比为：1：1.52.2为宜，最佳比为1：2，吸附效果最好，不必称，干的时长了，凭经验即可判断出恰当的比例。八、关于过滤、吸附过程的温度控制根据吸附原理，温度低有利于吸附，但对杂质吸附得也多，通过大量试验，表明4050时，过滤吸附效果最佳，手摸着烧杯感到温和即可。同样，洗涤时，氟化氢铵及盐酸溶液，蒸馏水也是以4050为佳