硫酸铜中铜含量的测定

1、硫酸铜中铜含量的测定实验目的 :1 熟悉分光光度法测定物质的含量的原理和方法2 掌握吸收曲线和标准曲线的绘制3 学习分光光度计的使用实验原理：硫酸铜的分析方法是在样品中加入碘化钾， 样品中的二价铜离子在微酸性溶 液中能被碘化钾还原， 而生成难溶于稀酸的碘化亚铜沉淀。 以淀粉为指示剂用硫 代硫酸钠标准溶液滴定，化学反应为：2+ -2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I22- 2- -I2 + 2S2O23- = S4O62- + 2I -矿石和合金中的铜也可以用碘量法测定。 但必须设法防止其他能氧化 I- 的物质（如NO 3- 、 Fe3+等）的干扰。防止的方法是加入掩蔽剂以掩蔽干扰离子（

2、比如使Fe3+生成 FeI63-配离子而被掩蔽）或在测定前将它们分离除去。若有 As（）、Sb（）存在，则应将 pH调至 4，以免它们氧化 I- 。间接碘量法以硫代硫酸钠作滴定剂，硫代硫酸钠（ Na2S2O3· 5H2O）一般含有 少量杂质，比如 S、Na2SO3、Na2SO4、Na2CO3及 NaCl 等，同时还容易风化和潮解， 不能直接配制准确浓度的溶液，故配好标准溶液后还应标定其浓度。本实验就是利用此方法测定 CuSO4中铜的含量，以得到 CuSO4 试剂的纯度。 试剂与仪器-1Na2S2O3·5H2O；Na2CO3（固体）；纯铜（ 99.9%以上）； 6 mol &

3、#183;L-1HNO3溶液； 100 g·L-1KI 溶液； 1+1和 1 mol·L-1H2SO4溶液；100 g·L-1KSCN溶液； 10 g·L-1 淀粉溶液电子天平；碱式滴定管；碘量瓶实验步骤0.05 mol·L-1Na2S2O3溶液的配制 ：称取 12.5 g Na 2S2O3·5H2O于烧杯中，加入约 300 mL新煮沸后冷却的蒸馏水溶解，加入约 0.2 g Na 2CO3固体，然后用新煮沸 且冷却的蒸馏水稀释至 1 L ，贮于棕色试剂瓶中，在暗处放置 12周后再标定。1.1.1 0.05 mol·L-1Cu

4、2+标准溶液的配制 ：准确称取（ 0.7-0.8 ）g 左右的铜片， 置于 250 mL 烧杯中。（以下分解操作在通风橱内进行）加入约 3 mL 6 mol·L-1HNO3，盖上表面皿，放在酒精灯上微热。待铜完全分解后，慢慢 升温蒸发至干。冷却后再加入 H2SO4（1+1）2 mL蒸发至冒白烟、近干（切 忌蒸干），冷却，定量转入 250 mL 容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀， 从而制得 Cu2+标准溶液。1.1.2 Na2S2O3溶液的标定 ：准确称取 25.00 mLCu2+标准溶液于 250 mL碘量瓶中， -1加水 25mL，混匀，溶液酸度应为 pH=34。加入 7mL100g

5、 ·L-1KI 溶液，立 即用待标定的 Na2S2O3溶液滴定至呈淡黄色。然后加入 1mL10g ·L-1 淀粉溶 液，继续滴定至浅蓝色。再加入 5 mL100 g· L-1KSCN溶液，摇匀后溶液蓝 色转深， 再继续滴定至蓝色恰好消失为终点 （此时溶液为米色 CuSCN悬浮 液）。平行滴定数次，所得数据如表 1。表 1 Na2S2O3 溶液的标定实验记录项目 滴定管初读数 /mL滴定管终读数 /mLVNa2S2O3 /mL1.1.3 滴定：精确称取 CuSO4·5H2O试样 0.250.375 g 于250 mL碘量瓶中，加 入 3 mL1mol

6、83;L-1H2SO4溶液和 30 mL水，溶解试样。加入 7 mL100 g·L-1KI 溶液，立即用待标定的 Na2S2O3 溶液滴定至呈淡黄色。 然后加入 1mL10g ·L-1 淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色。再加入 5 mL100 g· L-1KSCN溶液，摇匀后 溶液蓝色转深，再继续滴定至蓝色恰好消失为终点 （此时溶液为米色 CuSCN 悬浮液）。平行滴定数次，所得数据如表 2。表 2 测定 CuSO4·5H2O 试样中 Cu 含量记录项目mCuSO4 5H2O/gVNa2S2O3 /mL2 结果与讨论Cu2+与 I -的反应是可逆的，为了使反应

7、趋于完全，必须加入过量的KI。但是由于 CuI 沉淀强烈地吸附 I-3离子，会使测定结果偏低。如果加入 KSCN，使 CuI （Ksp=5.06×10-12）转化为溶解度更小的 CuSCN（Ksp=4.8 ×10-15）：CuI + SCN- = CuSCN+ I - 这样不但可释放出被吸附的 I -3离子，而且反应时再生的 I -离子可与未反应的 Cu2+ 发生作用。但是， KSCN只能在接近终点时加入，否则较多的 I 2 会明显地为 KSCN 所还原而使结果偏低：SCN-+ 4I2+ 4H 2O = SO 42- + 7I- + ICN + 8H + 同时，为了防止铜盐

8、水解，反应必须在酸性溶液中进行。酸度过低，铜盐水 解而使 Cu2+氧化 I -进行完全，造成结果偏低，而且反应速度慢，终点拖长；酸度 过高，则 I - 被空气氧化为 I 2 的反应被 Cu2+催化，使结果偏高。大量Cl-能与Cu2+配合，I -不易从 Cu（）离子的氯配合物中将 Cu2+定量地还 原，因此最好使用硫酸而不用盐酸（少量盐酸不干扰）。2.1 环境的影响Na2S2O3 溶液易受微生物、空气中的氧以及溶解在水中的 CO2 的影响而分解：Na2S2O3 细菌 Na2SO3+SS2O23- + CO2 + H2OHSO-3 + HCO-3 + S2S2O32- + O22SO24- + 2

9、S为了减少上述副反应的发生，配制 Na2S2O3 溶液时用新煮沸后冷却的蒸馏水，并 加入少量 Na2CO3（约 0.02%）使溶液呈微碱性，或加入少量 HgI2（10 mg·L-1）作 杀菌剂。配制好的 Na2S2O3 溶液放置 12 周，待其浓度稳定后再标定。溶液应避 光和热，存放在棕色试剂瓶中，置暗处。2.2 标定 Na2S2O3 溶液的实验用电 子天平 称取 了 铜片为 0.8227 g， 配 得 Cu2+标准溶液 的浓度为-10.05179mol ·L-1 。根据表 1 的数据算得 Na2S2O3 溶液的浓度及平均浓度，如表 3。 表 3 Na2S2O3 溶液的标定实验结果记录项目-1cNa2S2O3 /mol ·L-1-1cNa2S2O3 /mol ·L根据格鲁布斯法、 Q检验法得知， cNa2S2O3 的结果中没有可疑值应该舍去。算得标准偏差 s=1.037×10-4、sr =0.19%，实验结果在误差允许范围内2.3 测定 CuSO4·5H2O中 Cu 含量表4 CuSO4·5H2O中 Cu的含量记录项目wCuwCu根据表 2 的数据得到 Cu的含量，结