实验4-6 黄铜中铜含量的测定.doc

实验4-6 黄铜中铜含量的测定 学院/专业/班级：______________________________ 姓名：_____________ 小组成员：_______________________________________________________________________ 实验台号： 教师评定：___________ 【实验方法及原理】 1. 铜的溶解 用过量浓HNO3分解样品，同时加热以加快速率。因反应中生成有毒有害的NO2，故应在通风橱内进行。 Cu + 4HNO3 ==== Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2↑ 2. 铜含量测定 铜含量的测定通常采用间接碘量法，其基本原理如下：Cu2+可以被I-还原为CuI，同时析出与之存在确定计量关系的I2（在过量I-存在下以I3-形式存在），反应如下： 2Cu2+ + I-==== 2CuI↓ + I3- 该反应中I-作用：①还原剂，将Cu2+还原为Cu+；②Cu+的沉淀剂，可提高Cu2+/ Cu+电对的电极电位，使得Cu2+可被I-定量还原；③I2的配位剂，增大的I2溶解度，以避免其挥发。因此，实验中必须在弱酸性条件下（pH=3～4），加入过量的KI以保证Cu2+可被全部还原。析出的I2可以淀粉作指示剂，用Na2S2O3标准溶液测定，反应如下： 2S2O32- + I3-==== S4O62- + 3I- CuI沉淀表面易吸附少量I3-，使终点变色不敏锐并导致测定结果偏低。可通过在临近终点时加入硫氰酸盐，将CuI沉淀（Ksp=1.0×10-12）转化为溶解度更小且基本不吸附I3-的CuSCN沉淀（Ksp=4.8×10-15），同时把被吸附的I3-释放出来使反应更趋完全，终点变色敏锐。由于大量的I2存在可能会氧化SCN-，因此硫氰酸盐须在临近终点前加入。 以上反应需在弱酸性条件下进行，若酸度过高，I-易被空气空气中的O2氧化为I2；若酸度过低，水解会使反应不完全，且反应速率慢，终点拖长。另，考虑铁、锰、铅等元素的影响，采用NH4HF2控制溶液pH值3.-4.0，此时F-可以掩蔽Fe3+。 3. 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：Na2S2O3→Na2SO3＋S；溶解在水中的CO2作用：S2O32－＋CO2＋H2O→HSO3－＋HCO3－＋S；空气中的氧化作用：S2O32－＋1/2O2→SO42－＋S。此外，水中微量的Cu2+、Fe3+也能促进Na2S2O3溶液的分解。因此，Na2S2O3只能采用间接法配制标准溶液，且要用新煮沸（除去CO2和杀死细菌）并冷却了的蒸馏水，并加入少量Na2CO3使溶液呈微碱性（抑制细菌生长）。使用时再用基准物进行标定。 （2）标定：先用基准物K2Cr2O7与过量的I- 反应， Cr2O72-+9I-+14H+=2Cr3++3 I3-+7H2O 析出的I2以淀粉为指示剂、以Na2S2O3溶液滴定， I3-+2S2O32－＝3I－＋S4O62－ K2Cr2O7与I-的反应较慢，需加入过量的KI并提高酸度来加快反应速率。但酸度过高会加速空气氧化I-，一般控制[H+]为0.4mol·L-1左右，并在暗处放置5min以使反应完成。用滴定前最好用蒸馏水稀释，既可降低酸度减少空气对I-的氧化，又可以使终点产物Cr3+的绿色减弱，便于观察终点。因I2-淀粉吸附化合物会吸留部分I2，为避免终点提前且难以观察，淀粉指示剂应在滴定至近终点时加入。 (仪器：电子分析天平（0.1 mg）、台秤（0.1 g）、常用滴定分析仪器一套、电加热板 (试剂： K2Cr2O7(基准物，105~110(C烘至恒重于干燥器内保存备用） Na2S2O3固体 KI固体 NH4HF固体 KSCN固体 浓HNO3（约16 mol/L） HCl（6 mol/L） 5 g/L淀粉溶液1. 100g/L的KI溶液的配制 称取gKI固体于烧杯中，加入0mL蒸馏水溶解待用。2.200g/L的NH4HF溶液的配制 称取gNH4HF固体于烧杯中，加入1mL蒸馏水溶解待用。 3. 100g/L的KSCN溶液的配制 称取gKSCN固体于烧杯中，加入0mL蒸馏水溶解待用。 4. Na2S2O3标准溶液（约0.1 mol/L）的配制及标定 （1）称取12.5g Na2S2O3·H2O(或8.0g Na2S2O3)于烧杯中，用500mL蒸馏水溶解后转入棕色细口具