铜合金中铜的测定

1、实验十五 铜合金中铜的测定 (间接碘量法 ) 一实验目的1 掌握 na2s2o3溶液配制及标定2 了解淀粉指示剂的作用原理3 了解间接碘量法测定铜的原理4 学习铜含量试样的分解方法二实验原理1 铜合金的分解铜合金的种类较多，主要有黄铜和各种青铜等。试样可以用hno3分解， 但低价氮的氧化物能氧化 i-而干扰测定， 故需用浓 h2so4蒸发将它们除去。也可用 h2o2和 hcl分解试样： cu + 2hcl + h2o2 = cucl2 + 2h2o 煮沸以除尽过量的 h2o2 2 含量的测定 cu2+与过量碘化钾的反应；在弱酸性溶液中， cu2+与过量 ki 作用，生成 cui 沉淀，同时析出

2、定量的 i2: 2cu2+ + 4i-= 2cui + i2或 2cu2+ + 5i-= 2cui + i3-通常用 hac-nh4ac或 nh4hf2等缓冲溶液将溶液的 酸度控制为 ph=3.54.0，酸度过低，cu2+易水解，使反应不完全，结果偏低，而且反应速率慢，终点拖长；酸度过高，则i-被空气中的氧氧化为i2（cu2+催化此反应），使结果偏高。 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

3、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-。 铜的测定。生成的 i2用 na2s2o3标准溶液滴定，以淀粉为指示剂。由于cui 沉淀表面吸附 i2，使分析结果偏低，终点变色不敏锐。为了减少cui 对 i2的吸附，可在大部分 i2被 na2s2o3溶液滴定后， 加入 nh4scn ， 使 cui 转化为溶解度更小的 cuscn ：cui + scn-= cuscn + i-噢它基本

4、上不吸附 i2，使终点变色敏锐。试样中有 fe存在时，fe3+也能氧化 i-为 i2，2fe3+ + 2i- = 2fe2+ + i2可加入 nh4f，使 fe3+生成稳定的 fef63-，降低了 fe3+/fe2+电对的电势，使 fe3+不能将i-氧化为 i2。以上方法也适用于测定铜矿、炉渣、电镀液及胆矾等试样中的铜。三试剂ki：固体，ar 。 0.5% 淀粉溶液 30% h2o2 nh4f hcl： 1:1 ， 约 6 mol/l 。 hac：1:1 水溶液。氨水： 1:1 水溶液。四 分析步骤步骤思考题溶样准确称取两份铜合金试样（0.100.15g），分别置于 250ml锥形瓶中，加 5

5、ml 1:1 hcl、5ml30%h2o2，在通风橱内加热，试样完全溶解后继续加热， 以破坏多余的 h2o2，稍冷。1 溶解铜试样的过程中，有哪些注意事项？2 若过氧化氢未赶尽，对实验结果有何影响？调节 ph 、掩蔽 fe3+滴加 1:1 氨水至溶液微呈浑浊，再滴加 1:1 hac至溶液澄清并多加 1ml ，加水稀释至 100ml 。加1gnh4f，旋摇至溶解。3 为什么要滴加 1:1 氨水至溶液微呈浑浊，再滴加 1:1 醋酸至溶液澄清并多加 1ml ？4 若酸度过低或过高，对实验结果有何影响？5 如何调节溶液为微酸性？6 为什么要加氟化铵？还有哪些杂质会干扰铜的测定？滴定加 1.5gki ，

6、立即用 0.1moll-1na2s2o3标准液滴定至溶液呈浅黄色，加入 2ml5g l-1淀粉溶液，继续滴定至蓝色褪去，再加10ml100g l-1kscn ，旋摇后蓝色重又出现。在激烈旋摇下，继续滴定至蓝色消失，即为终点。7 为什么要加过量的碘化钾，它有哪些作用？8 为什么加了碘化钾后，需立即用硫代硫酸钠标准液滴定9 为什么要近终点时才加入淀粉溶液？何时加淀粉最适宜？10何时加硫氰酸钾？11 为什么要加硫氰酸钾？12 为什么不能早加硫氰酸钾？13加了硫氰酸钾之后，为什么要在激烈旋摇下继续滴定？14 终点前后，溶液的颜色如何变化？15 如何正确判断终点？1，溶解铜试样的过程中，有哪些注意事项？

7、 加热与冷却的过程中决不能加塞子（为什么？） 控制火焰的大小，溶液不能蒸干（为什么？万一不慎，溶液体积很少，但未烧干，如何处理？） 多余的 h2o2 一定要分解完（如何判断多余的 h2o2 已分解完？）2若过氧化氢未赶尽，对实验结果有何影响？若留有 h2o2 ，加入 ki 后，会有以下反应 ：h2o2 + 2i- + 2h+ = i2 + 2h2o使测定结果偏高。3 为什么要滴加 1:1 氨水至溶液微呈浑浊，再滴加 1:1 醋酸至溶液澄清并多加1ml ？在弱酸性溶液中， cu2+与过量的 ki 反应生成 cui 沉淀，同时，定量的析出碘。因此通过上述操作 ( 滴加 1:1 氨水至溶液微呈浑浊，

8、再滴加 1:1 醋酸至溶液澄清并多加 1ml) 组成 hac nh4ac缓冲溶液，控制溶液的 ph=3.54.0 ，使反应能定量进行4若酸度过低或过高，对实验结果有何影响？若酸度小了，cu2+易水解，结果偏低；反应速度慢，终点拖长不易判断。若酸度高，因 cu2+有催化作用，i-易氧化为 i2，使实验结果偏高5如何调节溶液为微酸性？调节方法 ：滴加 1:1 氨水至溶液微呈浑浊，再滴加 1:1 醋酸至溶液澄清，并多加 1ml 。由于用 hcl、h2o2溶解铜合金，所以溶液为强酸性，需用 1:1 氨水降低溶液的酸度。溶样结束时，溶液呈淡绿色 （因有 cl-存在，溶液中既有 黄色的 cucl42-配离

9、子，也有淡蓝色的 cu(h2o)42+配离子，溶液呈两者的混合色绿色）。边滴加 1:1 氨水，边旋摇锥形瓶混合溶液。开始时溶液澄清， 锥形瓶内有白色的雾（什么物质？ nh4cl） ，随着氨水加入量的增加，滴落点出现深蓝色（什么物质？），旋摇后消失，放慢滴加速度，多旋摇。随后溶液的颜色 从绿转为淡蓝色 ，此时需采用“ 1 滴多摇”的方式，直至旋摇后慢慢出现 天蓝色浑浊 。请注意：滴加氨水至出现沉淀，所需的时间较长，请耐心。若氨水加快了，溶液为深蓝色，不会出现天蓝色浑浊（为什么？与nh4+络合了）；加入氨水的量与溶样时加入 1:1 hcl的量、溶样时加热时间的长短、加热温度的高低有关。边滴加 1:

10、1 hac ，边旋摇锥形瓶，而且需一滴多摇，锥形瓶内浑浊慢慢变少，最后在旋摇中浑浊消失。由于 cu(oh)2沉淀溶解的过程也需要时间，因此 1:1 hac决不能加快。多加 1ml 1:1 醋酸时，可用量筒加，也可根据滴瓶中的滴管滴多少滴为1ml ，按照滴数加。6为什么要加氟化铵？还有哪些杂质会干扰铜的测定？ 加 nh4f固体可以掩蔽 fe3+，使 fe3+以 fef63-形式存在，因此 e (fe3+/fe2+)的值降低，fe3+氧化 i-为 i2的反应不能发生，而且由于 fef63-无色，不干扰终点颜色变化。 as（v）、sb（v）杂质也会干扰铜的测定，当 ph3.5时，五价 as、sb的氧

11、化性可降低至不能氧化 i-。7 为什么要加过量的碘化钾，它有哪些作用？ 因 cu2+与 i-反应生成 cui 与 i2的反应是可逆的，过量的 ki 可使 cu2+的还原趋于完全。过量的 i-与 i2形成 i3-，增大 i2的溶解度，避免 i2的挥发。 从以上的叙述可见，过量的 ki 起了还原剂、沉淀剂的作用，并和 i2形成了多卤化物。 络合剂8为什么加了碘化钾后，需立即用硫代硫酸钠标准液滴定防止碘挥发与 i-的氧化。9为什么要近终点时才加入淀粉溶液？何时加淀粉最适宜？ 因淀粉吸附 i3-，使 i2不易放出，影响实验结果，见硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定实验步骤中思考题 13。 淀粉既不能加入过

12、早，也不能过迟加，以免过终点。测铜时，当滴定到溶液的颜色为淡黄色时加淀粉为宜。10何时加硫氰酸钾？加入淀粉后，继续慢滴硫代硫酸钠标准溶液， 当蓝色很淡或刚消失时 加硫氰酸钾，剧烈旋摇锥形瓶蓝色再现。若加迟了，终点易过11 为什么要加硫氰酸钾？cui 沉淀易吸附 i2，导致分析结果偏低，终点不敏锐。因此近终点时，加入kscn ，使 cui 转化为溶解度更小的 cuscn，它基本上不吸附 i2，使终点变色敏锐12 为什么不能早加硫氰酸钾？由于 ： 6cu2+ 7scn-+4h2o 6cuscn + so42-+ 8h+ cn-导致可逆反应 ：2cu2+ 4i- cui + i2向左移动，从而使析出

13、的 i2减少，测定结果偏低。因此不能早加，只能近终点时加入13加了硫氰酸钾之后，为什么要在激烈旋摇下继续滴定？有利于沉淀的转化和释放出吸附的碘。14 终点前后，溶液的颜色如何变化？当淀粉吸附 i2的蓝色消失，终点即到达。由于体系中有 cui 沉淀，它是白色，从理论上讲，终点应是蓝色褪去呈白色浑浊液。但有时浑浊液常呈现肉色或藕色，因此终点到达的标志是蓝色褪去，而不是白色浑浊出现15 如何正确判断终点？当蓝色渐褪变淡时，悬 1 滴于尖嘴管管口，用锥形瓶壁靠下，纯水洗下，旋摇锥形瓶使溶液混匀，重复操作直至蓝色消失。 由于初练习者看到带浅肉色或藕色的浑浊不能判断蓝色是否褪尽，可读好读数后，再滴加1 滴

14、或半滴，浑浊液颜色不变，可判断终点已到，取前面的读数。五 数据处理序号1 2 m （cu ）/g v 初（na2s2o3）/ml v 末（na2s2o3）/ml v（na2s2o3）/ml w%( cu) 平均 w%( cu) 六 可能出现的问题1 滴加 1:1 氨水后溶液成了深蓝色；或滴加了很多 1:1 醋酸；原因 滴加氨水时加得太快，使溶液成了深蓝色。 加 1 滴醋酸后未多摇动，造成 hac加多；忘了沉淀溶解要足够的时间。解决办法见思考题 5 2 加入碘化钾后，溶液中有淡红棕色出现，但仍带有绿色；原因 溶液的酸度未控制好，尚有 cu2+未还原为 cui 沉淀。解决办法调节好溶液的酸度。3

15、滴定时终点过了。原因 硫氰酸钾加迟了，造成加入硫氰酸钾后，虽剧烈旋摇，蓝色仍不出现。 判断终点有误或不会判断终点。解决办法（1）试样加淀粉后，逐滴加 na2s2o3标准液，当蓝色刚褪或为浅蓝色时加kscn ，以免过了终点。 当淀粉吸附 i2的蓝色消失即到终点，但浑浊液往往带色（藕色或肉色），这给终点的判断带来了困难。因此，操作时应将注意力放在蓝色褪去，当判断有困难时，可先读好滴定管液面的读数，再滴加1 滴或半滴，比较沉淀颜色（指蓝的成分）是否有变化来确定终点。如何调节溶液为微酸性？调节方法 ： 滴加 1:1 氨水至溶液微呈浑浊，再滴加 1:1 醋酸至溶液澄清，并多加 1ml。由于用 hcl、h

16、2o2溶解铜合金，所以溶液为强酸性，需用1:1 氨水降低溶液的酸度。溶样结束时，溶液呈淡绿色（因有cl-存在，溶液中既有黄色的cucl42-配离子，也有淡蓝色的 cu(h2o)42+配离子，溶液呈两者的混合色绿色） 。边滴加 1:1 氨水，边旋摇锥形瓶混合溶液。开始时溶液澄清，锥形瓶内有白色的雾（什么物质？），随着氨水加入量的增加，滴落点出现深蓝色（什么物质？） ，旋摇后消失，放慢滴加速度，多旋摇。随后溶液的颜色从绿转为淡蓝色， 此时需采用 “1 滴多摇” 的方式，直至旋摇后慢慢出现天蓝色浑浊。请注意 ：滴加氨水至出现沉淀，所需的时间较长，请耐心。若氨水加快了，溶液为深蓝色，不会出现天蓝色浑浊 （为什么？） ；加入氨水的量与溶样时加入1:1 hcl 的量、溶样时加热时间的长短、加热温度的高低有关。边滴加 1:1 hac，边旋摇锥形瓶，而且需一滴多摇， 锥形瓶内浑浊慢慢变少， 最后在旋摇中浑浊消失。由于cu(oh)2沉淀溶解的过程也需要时间，因此1:1 hac 决不能加快。多加 1ml 1:1 醋酸时，可用量筒加，也可根据滴瓶中