硫酸铜中铜含量的测定

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：2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2I + 2S O2- = S O2- + 2I-2 2 3 4 6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-、Fe3+等）的干扰。防止的方法是加入掩蔽剂以掩蔽干扰离子（比如3使Fe3+生成Fel3-配离子而被掩蔽）或在测定前将它们分离除去。若有As （V）、6Sb （ V）存在，则应将pH调至4,以免它们氧化1-。间接碘量法以硫代硫酸钠作滴定剂，硫代硫酸钠（Na SO5H0） 般含有2 2 3 2少量杂质，比如S、Na SO、Na SO、Na C O及N aC l等，同时还容易风化和潮解， 不能直接配制准确浓度2的3溶液，2 故4 配好2标3准溶液后还应标定其浓度。本实验就是利用此方法测定CuSO中铜的含量，以得到CuSO试剂的纯度。44试剂与仪器Na SO 5HO； Na CO （固体）；纯铜（99.9% 以上）；6 mol L-iHN O 溶液；2 2 3 2 2 3 3100 g L-iKI 溶液；1+1 和 1 mol L-iH SO 溶液；100 g L-iKSCN 溶液；10 g L-i24淀粉溶液 电子天平；碱式滴定管；碘量瓶实验步骤O05 molL-iNa2S2O3溶液的配制：称取12.5 g Na SO5H O于烧杯中，加入约2 2 3 2300 mL新煮沸后冷却的蒸馏水溶解，加入约0.2 g Na CO固体，然后用新煮沸23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1 2周后再标定。1.1.1 005 molL-iCu+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 molL-1HNO，盖上表面皿，放在酒精灯上微热。待铜完全分解后，慢慢3升温蒸发至干。冷却后再加入H SO （1+1） 2mL蒸发至冒白烟、近干（切24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 Na SO溶液的标定：准确称取25.00 mLCu2+标准溶液于250 mL碘量瓶中，223加水25mL，混匀，溶液酸度应为pH=34。加入7mL100 gL-】KI溶液，立 即用待标定的Na SO溶液滴定至呈淡黄色。然后加入ImLlO gL-i淀粉溶223液，继续滴定至浅蓝色。再加入5 mLlOO gL-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 NaOs溶液的标定实验记录项目IIIIIIWVW滴定管初读数/mL滴定管终读数/mLV /mLNa2S2O31.1.3滴定：精确称取CuSOq5H O试样0.250.375 g于250 mL碘量瓶中，加 入3 mLlmolL-1HSO溶液和30 mL水，溶解试样。加入7 mLlOO gL-iKI 溶液，立即用待标定的NaO溶液滴定至呈淡黄色。然后加入lmLlO gL-i 淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色。再加入5 mLlOO gL-iKSCN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CuSO45H2O试样中Cu含量记录项目IIIIIIWm /gCuSO4 5H2OV/mLNa2S232 结果与讨论Cu2+与I-的反应是可逆的，为了使反应趋于完全，必须加入过量的KI。但是 由于CuI沉淀强烈地吸附I-离子，会使测定结果偏低。如果加入KSCN，使CuI3(K =5.O6XlO-l2)转化为溶解度更小的 CuSCN (K =4.8XlO-l5)：sp spCuI + SCN- = CuSCN I + I-这样不但可释放出被吸附的I-离子，而且反应时再生的I-离子可与未反应的Cu2+3发生作用。但是，KSCN只能在接近终点时加入，否则较多的I会明显地为KSCN2 所还原而使结果偏低：SCN-+ 4I + 4H O = SO2-+ 7I- + ICN + 8H+2 2 4同时，为了防止铜盐水解，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 过咼，则I-被空气氧化为I的反应被Cu2+催化，使结果偏咼。2大量Cl-能与Cu2+配合，I-不易从Cu(II)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NaS O溶液易受微生物、空气中的氧以及溶解在水中的CO的影响而分解：223 2Na S O 细菌 Na SO +S J2 2 3 2 3S O2- + CO + HO HSO- + HCO- + S J2 3 2 2 3 32S O2- + O 2SO2- + 2S J2 3 2 4为了减少上述副反应的发生，配制 Na S O 溶液时用新煮沸后冷却的蒸馏水，并 加入少量NaCOs （约0. 02%）使溶液呈微碱性，或加入少量HgI （10 mg L-i）作 杀菌剂。配制好的 Na S O 溶液放置 12 周，待其浓度稳定后再标定。溶液应避 223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 0.05179molL-i。根据表1的数据算得Na S 0彳溶液的浓度及平均浓度，如表3。表3 NaJS2O3溶液的标定实验结果记录项目IIIHIWVWc/mo卜L-1Na2S2O3cNa2S2O3/molL-i根据格鲁布斯法、Q检验法得知，c的结果中没有可疑值应该舍去。算得标Na2S2O3准偏差s=1.037X 10-4、s =0.19%，实验结果在误差允许范围内。2.3测定CuSO45H2O中Cu含量表4 CuSO45HP中Cu的含量记录项目IIImwwCuw Cu根据表2的数据得到Cu的含量，结果如表 4。最终 Cu 含量表示为 w =24.88%Cu0.03%，其中 a =0.05。本次测定的 s=2.160X10-4，s =0.09%r参考文献1、分析化学（第五版）上册，高等教育出版社；2、分析化学实验（第三版），高等教育出版社；3、无机及分析化学实验，中国农业出版社。