13间接碘量法测定铜盐中的铜

授课章节名称

间接碘量法测定铜盐中的铜

授课

时数

3

教

学

目

的

要

求

1、学会碘量法操作，掌握间接碘量法测定铜的原理和条件；

2、学会淀粉指示剂的正确使用，了解其变色原理；

3、掌握氧化还原滴定法的原理，熟悉其滴定条件和操作。

教

学

重

点

铜盐中铜含量的测定

教

学

难

点

1、淀粉指示剂加入的时间；

2、加入的KSCN溶液量的控制；

3、测定铜盐时溶液酸度的控制、终点的判断。

教学

方法与手段

讲授 讨论 示教 指导

作业与

思考题

课后题及补充题

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书目或参考

资料

教

学

后

记

教 学 内 容

小结

铜盐中铜含量的测定

预习提要：

1、本实验为什么不加NH4HF?

2、哪些因素使测定结果偏高？偏低？

3、回答P86思考题

一、实验目的

1、学会碘量法操作，掌握间接碘量法测定铜的原理和条件；

2、学会淀粉指示剂的正确使用，了解其变色原理；

3、掌握氧化还原滴定法的原理，熟悉其滴定条件和操作。

二、实验原理

在弱酸性溶液中(pH=3～4)，Cu2+与过量I-作用生成难溶性的CuI沉淀和I2。其反应式为2Cu2+ +4I- =2CuI↓+I2

生成的I2可用Na2S2O3标准溶液滴定，以淀粉溶液为指示剂，滴定至溶液的蓝色刚好消失即为终点。滴定反应为：

I2+2S2O32- = S4O62- + 2I-

由所消耗的Na2S2O3标准溶液的体积及浓度即可求算出铜的含量。

由于CuI沉淀表面吸附I2致使分析结果偏低，为此可在大部分I2被Na2S2O3溶液滴定后，再加入NH4SCN或KSCN使CuI(KSP=1.1×10-12)沉淀转化为溶解度更小的CuSCN(KSP=4.8×10－１５)沉淀，释放出被吸附的碘，从而提高测定结果的准确度。

由于结晶的Na2S2O3·5H2O一般都含有少量杂质，同时还易风化及潮解，所以Na2S2O3标准溶液不能用直接法配制，而应采用标定法配制。配制时，使用新煮沸后冷却的蒸馏水并加入少量Na2CO3，以减少水中溶解的CO2，杀死水中的微生物，使溶液呈碱性，并放置暗处7～14天后标定，以减少由于Na2S2O3的分解带来的误差，得到较稳定的Na2S2O3溶液。Na2S2O3溶液的浓度可用K2Cr2O7作基准物标定。

K2Cr2O7先与KI反应析出I2：Cr2O7２－+6I-+14H+ =2Cr３＋+3I2+7H2O

析出的I2再用Na2S2O3标准溶液滴定。

此两种滴定过程均采用的是间接碘量法。利用此法还可测定铜合金、矿石(铜矿)及农药等试样中的铜。但必须设法防止其它能氧化I-离子的物质(如NO3-、Fe３＋等)的干扰。

三、仪器与试剂

分析天平、台秤、碱式滴定管、锥形瓶(250mL)、移液管(25mL)、容量瓶(250mL)、烧杯、碘量瓶(250mL)。

K2Cr2O7(s)(A.R.)(于140℃电烘箱中干燥2h，贮于干燥器中、备用)、Na2S2O3·5H2O(s)(A.R.)、Na2CO3(s)(A.R.)、KI(20%)，HCl(6mol·L－１)、淀粉溶液(0.5%)、CuSO4·5H2O(s)(A.R.) 、H2SO4(1mol·L－１)、NH4SCN(10%)。

四、实验步骤

准确称取CuSO4·5H2O样品5～6g，置于100mL烧杯中，加1mL 1mol·L－１H2SO4和少量去离子水溶解试样，定量转移于250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

移取上述试液25.00mL置于250mL锥形瓶中，加1mol·L-1H2SO44mL，去离子水50mL，20%KI溶液5mL，立即用Na2S2O3标准溶液滴定呈浅黄色。然后加入0.5%淀粉溶液3mL，继续滴定至呈浅蓝色，再加入10%NH4SCN溶液10mL，摇匀后溶液的蓝色转浑。继续滴定到蓝色刚好消失，此时溶液呈CuSCN的米色悬浮液即为滴定终点。根据所消耗Na2S2O3标准溶液的体积，计算出铜的百分含量。平行测定三次。

注释

若无碘量瓶，可用锥形瓶盖上表面皿代替。

淀粉溶液必须在接近终点时加入，否则易引起淀粉凝聚，而且吸附在淀粉上的I２不易释出，影响测定结果。

滴定完了的溶液放置后会变蓝色。那是由于光照可加速空气氧化溶液中的I-生成少量的I2所致，酸度越大此反应越快。如经过5～10min后才变蓝属于正常；如很快而且又不断变蓝，则说明K2Cr2O7和KI的作用在滴定前进行得不完全，溶液稀释得太早。遇到后者情况，实验应重做。 注意平行原则。KI做一份加一份。

思考题

1.在标定过程中加入KI的目的何在?为什么不能直接标定?

2.要使Na2S2O3溶液的浓度比较稳定，应如何配制和保存?

3.为什么碘量法测铜必须在弱酸性溶液中进行?

4.淀粉指示剂和NH4SCN应在什么情况下加入?为什么?

5.在碘量法测定铜含量时，能否用盐酸或硝酸代替硫酸进行酸化?为什么?

1.本实验加入KI的作用是什么？

答：本实验中的反应式为：

从上述反应可以看出，I-不仅是Cu2+的还原剂，还是Cu+的沉淀剂和I-的络合剂。

2.本实验为什么要加入NH4SCN？为什么不能过早地加入？

答：因CuI沉淀表面吸附I2，这部分I2不能被滴定，会造成结果偏低。加入NH4SCN溶液，使CuI转化为溶解度更小的CuSCN，而CuSCN不吸附I2从而使被吸附的那部分I2释放出来，提高了测定的准确度。但为了防止I2对SCN-的氧化，而NH4SCN应在临近终点时加入。

3.若试样中含有铁，则加入何种试剂以消除铁对测定铜的干扰并控制溶液pH值。

答：若试样中含有铁，可加入NH4HF2以掩蔽Fe3+。同时利用HF—F-的缓冲作用控制溶液的酸度为pH=3-4。