重铬酸钾无汞盐法测定铁矿石中铁的含量山西大学化学试验中心.ppt

实验十 铁矿中全铁含量的测定 实验目的 １.掌握K2Cr2O7标准溶液的配制和使用 ２.学习矿石试样的酸溶法 ３.学习K2Cr2O7法测定铁的原理方法 ４.对无汞定铁有所了解，增强环保意识 ５.了解二苯胺磺酸钠指示剂的作用原理 实验原理　　　　　经典的重铬酸钾法 经典方法的不足 用此法每一份试液需加入饱和氯化汞溶液 480mg 汞排入下水道，而国家环境部门规定汞排放量为0.05mg/l ，要达到此标准至少要加入9.6~10t 的水稀释，用此方法来减轻汞污染既不经济也不实际。众所周知，汞对于人类身体健康的危害是巨大的 。 无汞测定铁方法（一）（SnCl2－TiCl3为还原剂，Na2WO4为指示剂） 关于铁的测定，沿用的K2Cr2O7法需用HgCl2，造成环境污染，近年来推广不使用HgCl2的测定铁法（俗称无汞测铁法）。方法的原理如下：试样用硫－磷混酸溶解后，先用SnCl2还原Fe3+，当Fe3+定量还原为Fe2+之后，过量一滴TiCl3溶液，即可使溶液中作为指示剂的六价钨（无色的磷钨酸）还原为蓝色的五价钨化合物，俗称“钨蓝”，故指示溶液呈现蓝色。滴入K2Cr2O7溶液，使钨蓝刚好褪色，或者以Cu2＋为催化剂，使稍过量的Ti3＋在加水稀释后，被水中溶解的氧氧化，从而消除少量的还原剂的影响。 “钨蓝”的结构式较为复杂。磷钨酸还原为钨蓝的反应可表示如下: 定量还原Fe3＋时，不能单用SnCl2，因在此酸度下，SnCl2不能很好地还原W(VI)为W(V)，故溶液无明显得颜色变化。采用SnCl2－TiCl3联合还原Fe3＋为Fe2+，过量一滴TiCl3与Na2WO4作用即显示“钨蓝”而指示。如果单用TiCl3为还原剂也不好，尤其是试样中铁含量高时，则使溶液中引入较多的钛盐，当加水稀释试液时，易出现大量四价钛盐沉淀，影响测定。在无汞测定铁实验中常用SnCl2－TiCl3联合还原，反应式如下： 试液中Fe3+已经被还原Fe2+，加入二苯胺磺酸钠指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定溶液呈现稳定的紫色即为终点。 无汞测铁方法（二）(重铬酸钾—无汞盐法) 试样用盐酸溶解后，在热盐酸溶液中，以甲基橙为指示剂，用SnCl2将Fe3+ 还原至Fe2+，并过量１－２滴。其原理是：Sn2+将Fe3+还原完后，过量的Sn2+可将甲基橙还原为氢化甲基橙而腿色，不仅指示了还原的终点Sn2+ 还能继续使氢化甲基橙还原为N, N-二甲基对苯二胺和对氨基苯磺酸，过量的Sn2+则可以除去接着用重铬酸钾标准溶液滴定至溶液呈现稳定的紫红色即为终点。 其重要反应式如下： 主要试剂和仪器 无汞测定铁方法（一） 1.K2Cr2O7标准溶液 2.硫磷混酸（1＋1）：1份体积浓硫酸慢慢加入到1份体积浓磷酸液中，充分搅拌均匀，冷却后使用。 3.浓HNO3 4.HCl（1＋3） 5.Na2WO410％水溶液 称取10gNa2WO4溶于适量的水中（若浑浊则应滤），加入2－5ml浓H3PO4，加水稀至100ml。 6.SnCl2溶液10％ 称取10g SnCl2.2H2O溶于40ml浓热的HCl中，加水稀释至100ml。 7.TiCl31.5％ 量取10ml原瓶装TiCl3，用（1＋4）盐酸稀释至100ml。加入少量石油醚，使之浮在TiCl3溶液的表面上一层，用以隔绝空气，避免TiCl3氧化。 无汞测铁方法（二） 1. SnCl2 100g·L-1 2. SnCl2 50g·L-1 3. H2SO4-H3PO4 4. 甲基橙 1g·L-1 5. 二苯胺磺酸钠 2g·L-1 6. K2Cr2O7标准溶液 实验步骤 无汞测定铁方法（一） 准确称取0.15－0.20g试样置于250ml锥瓶中，滴加几滴水润湿试样，摇匀后，加入10ml硫磷混酸（如试样含硫化物高时则同时加入浓HNO3约1ml）置电炉上（或煤气灯）加热分解试样，先小火或低温加热，然后提高温度，加热至冒SO3白烟。此时，试液应清亮，残渣为白色或浅色时示试样分解完全。取下锥瓶稍冷，加入已预热的HCl（1＋3）溶液30ml，如温度低还应将试液加热近沸，趁热滴加10％SnCl2溶液，使大部分Fe3+还原为Fe2+，此时溶液由黄色变为浅黄色，加入1ml10％Na2WO4，滴加1.5％TiCl3溶液至出现稳定的“钨蓝”（30秒内不褪色即算稳定的蓝色）为止，加入约60ml的新鲜蒸馏水，放置10－20秒钟，用0.1000N K2Cr2O7溶液滴定至“钨蓝”