任务5饮用水中Fe2含量测定

任务 5 饮用水中 Fe2+含量测定 电位分析法模块之 能用电位滴定法测定水溶液中离子含量 能正确确定电位滴定法的滴定终点 能力目标 在化学滴定法中，实验的关键是选择一种合适的指示剂指示终点的 到达。例如当我们用重铬酸钾滴定 Fe2+时可选用邻苯氨基苯甲酸作 指示剂，在滴定终点时溶液颜色由无色变为墨绿色。但是当样品溶 液中有明显的颜色时如何指示终点 ？ 课程引入 讨论：由于样品溶液有色，采用一般的指示剂无法指示终点 可以对样品进行脱色，如吸附，萃取等方法使样品溶液退去颜色。 然后加指示剂滴定。此方法操作繁琐，在脱色过程中可能引入污染 或样品损失引起误差 用其他的测定方法如原子吸收法、原子发射法等。需要特殊的仪器 设备 采用电位滴定法 方案确立 电位滴定法 是根据滴定过程中指示电极电位的突跃来确定滴定终点的一种 滴定分析方法。 指示电极：铂电极 参比电极：双液接甘汞电极 滴定管 酸度计 电磁搅拌器 搅拌子 图 5 1电位滴定装置 电位滴定演示 1 电位滴定装臵的安装 铂电极：将铂电极浸入热的 w(HNO3)=10%硝酸溶液中数分 钟 ， 取出 ， 用水冲洗干净 ， 蒸镏水冲洗 ， 臵电极架上 。 饱和甘汞电极的准备：检查饱和甘汞电极内液位 、 晶体 、 气 泡及微孔砂芯渗漏情况并作适当处理后 ， 用蒸馏水清洗外壁 ， 吸干外壁水珠 ， 套上充满饱和氯化钾溶液的盐桥套管 ， 用橡 皮圈扣紧 ， 臵电极架上 。 在滴定管中加入重铬酸钾标准滴定溶液 ， 调节液面至 0.00mL。 打开酸度计电源开关，预热 20分钟 电位滴定演示 2 试液中 Fe2+含量的测定 移取 20.00mL试液于 250mL的高型烧杯中 ， 加入硫酸磷酸混合 酸 （ 1 1） 10mL， 稀释至 50mL左右 。 加一滴邻苯氨基苯甲酸指示 液 ， 放入洗净的搅拌子 ， 将烧杯放在搅拌器上 ， 插入电极 。 开启搅拌器 ， 将酸度计的选择开关臵于 “ mv” 位臵 ， 记录溶液的 起始电位 。 滴加 K2Cr2O7溶液 ， 待电位稳定后读取电位值及滴定剂加入体积 。 滴定开始时每加入 5mL标准滴定溶液记录一次电位值，然后减少 加入量为 1.0mL,0.5mL后记录。在化学计量点附近每加 0.1mL记录 一次，过化学计量点后再每加 0.5mL或 1.0mL记录一次，直至电位变 化不大为止。观察溶液颜色变化时对应的滴定体积。 每滴加一次滴定剂，平衡后测量电动势 滴定过程的关键是确定滴定反应的化学计量点时 , 所消耗的滴 定剂的体积， 同时观察在滴定终点附近指示剂颜色的变化 首先需要快速滴定寻找化学计量点所在的大致范围 ,正式滴定 时，滴定突跃范围前后每次加入的滴定剂体积可以较大，突跃 范围内每次滴加体积控制在 0.1mL 本实训产生的废液需有专门的容器放臵 学生实训 滴定曲线 从图中的红线我们可以看出此曲线有何规律？ 此曲线与化学滴定曲线十分相似，都有一 个突跃。在滴定开始阶段随滴定剂加入电位 变化不明显，当到达一定体积时电位值产生 了具大的变化，随后 E的变化又趋于缓慢 是否可以采用类似化学滴定的方法用此突 跃确定滴定终点？ 可以， 作两条与横坐标成 45度的 E V曲线 的平行切线，并在两条平行切线间做一与两 条切线等距离的平行线，该线与 E V曲线的 交点对应的滴定体积即为滴定终点体积。 数据处理（ E V曲线） 数据处理（一阶微商法） 将 V对 E/ V作图，可得到一呈峰状曲线，曲线最高点由实验点连线 外推得到，其对应的体积为滴定终点时标准滴定溶液所消耗的体积 Vep。 12 12 VV EE V E 此法确定终点较准确，但是手续繁琐 。 数据处理（二阶微商法） 作图法 以 2E/V 2对 V绘制曲线，此曲线最高点与最低点连线与横坐标的交点 即为滴定终点体积。 12 12 2 2 V E V E VVV E 计算法 从上图中可以看出在 2E/V 2有一个明显的特点 ， 上一部分数 据为正值而下面的 2E/V 2全部为负值 。 当 2E/V 2为零时即为 滴定终点 。 采用下面的方法计算滴定终点 。 当滴定体积 V1对应 （ 2E/V 2） 1由正变为负值 （ 2E/V 2） 2时此时滴定体积 V2。 则滴定终点 Vep按下式计算 。 121 2 2 2 2 1 12 2 2( ) ( ) 0 ( ) epVVVV E E E V V V 数据处理（二阶微商法） 电位滴定特点 电位滴定法和直接电位法 直接电位法是以所测得的电池电动势（或其变化量）作为定量参数； 电位滴定法测量的是电池电动势的变化情况，它是根据电动势变化情 况确定滴定终点，其定量参数是滴定剂的体积电位滴定法与化学分析 法的区别是终点指示方法不同。普通的滴定法是利用指示剂颜色的变 化来指示滴定终点。 电位滴定法和化学滴定法 电位滴定法是利用电池电动势的突跃来指示终点，而化学滴定则依赖 于指示剂颜色的变化。 电位滴定电极对选择原则 滴 定 类 型 电 极 系 统 预 处 理 指示电极 参比电极 酸碱滴定（水 溶液中） 玻璃电极 锑电极 饱和甘汞电极 饱和甘汞电极 1.玻璃电极：使用前须在水中浸泡 24h以上，使用 后立即清洗并浸于水中保存。 2.锑电极：使用前用砂纸将表面擦亮，使用后应 冲洗并擦干。 氧化还原滴定 铂电极 饱和甘汞电极 铂电极：使用前应注意电极表面不能有油污物质， 必要时可在丙酮或硝酸溶液中浸洗，再用水洗涤 干净。 银量法 银电极 饱和甘汞电极 （双盐桥型） （ 1） 银电极：使用前应用细砂纸将表面擦亮然 后浸入含有少量硝酸钠的稀硝酸（ 1+1）溶液中， 直到有气体放出为止，取出用水洗干净。 （ 2） 双盐桥型饱和甘汞电极：盐桥套管内装饱 和硝酸钠或硝酸钾溶液。其他注意事项与饱和甘 汞电极相同。 EDTA配位滴 定 金属基电极 离子选择性电 极 Hg/Hg-EDTA 饱和甘汞电极 饱和甘汞电极 饱和甘汞电极 为什么氧化还原滴定可以用铂电极作指示电极？ 滴定前为什么也能测得一定的位？ 本实验采用的两种滴定终点指示方法 ，哪一种指 示 灵敏准确且不受试液底色的影响？ 对照国家饮用水水质标准，评价本实训测得的部分水质 指标是否符合国家标准？ 思考题 下次课程问题 氟具有防龋齿作用，广泛用于牙膏及漱口水中。但过高的 氟含量可能会引起中毒，从而损害神经系统，引发骨质疏 松症，因此有必要对牙膏中的氟离子含量进行测定，运用 所学知识，测定儿童牙膏中的氟离子含量。