胆矾中硫酸铜含量的测定课件

单击此处编辑母版标题样式,*,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,本课程目标定位,本课程是化工专业的一门专业课程，是从事化工生产操作的必修课程。其功能是使学生掌握化工物料测试的基本技能及相关知识，,具有正确熟练操作常见化学分析仪器的能力，形成较强的化学分析检验技术应用能力，,具备从事化工生产过程质量检测的基本能力。,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,本项目的功能定位：,本项目是,化学分析技术,课程中的项目之一。借助于本项目，通过对,GB 43793,的解读，明确工业硫酸铜的技术要求、试验方法、检验规则，通过实施方案的设计、审核、实施、总结评价反馈等过程， 帮助学生感知原料检验的一般程序，能用递减法称量固体，巩固标准的解读方法，加深对间接滴定方式的理解，同时提升学生检验方案的设计和实施能力。,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,学习目标,1,、知识目标,知道工业硫酸铜的技术要求、试验方法、检验规则；,了解硫代硫酸钠标准滴定溶液配制和标定标准操作规程 ；,碘量法滴定的基本原理和滴定条件，感知间接滴定方式的应用；,了解淀粉指示剂的作用原理；,掌握滴定终点的观察；,能正确填写相关检验原始记录及检验报告单,。,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,学习目标,2,、能力目标,学会选择适当的药品、仪器，设计可行性方案，并按方案完成工业胆矾中硫酸铜含量的测定过程，强化相关的基本操作,;,初识原料质量检验的一般工作流程；,强化质量控制的意识和方法,;,能仔细观察滴定过程中颜色变化；能适时加入指示剂；能正确判定滴定终点 。,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,学习目标,3,、素质拓展目标,能根据需要设计实验方案，增强自主学习的能力；,提高从多种渠道获取信息的能力（查阅图表、国标、手册、网络资源等）；,培养学生收录、归纳、整理、运用知识能力,;,培养主动思考、团队的合作精神和竞争意识，增强整体协调能力,;,培养学生严谨细致、讲究质量的职业态度。,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,工作情境描述,学生以企业分析与检验人员的身份在学校化学实训室完成工业胆矾中硫酸铜含量的测定,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务分析,1,工业胆矾中,硫酸铜含量,的测定,检验方案设计,2,硫代硫酸钠,标准滴定溶液,的配制与标定,3,工业胆矾中,硫酸铜含量,的测定,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务一,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,检验方案设计,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务一：,硫酸铜含量的测定检验方案设计,课前布置查阅资料,工业胆矾的性质、用途、制备方法,工业胆矾中硫酸铜应符合的产品技术指标,工业胆矾中硫酸铜含量测定的方法,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务一：,硫酸铜含量的测定检验方案设计,物理性质,分子式：,CuSO,4,5H,2,O,分子量：,249.68,俗称胆矾、蓝矾,蓝,色三斜晶系结晶。晶体作板状或短柱状，通常为致密块状、钟乳状、被膜状、肾状、有时具纤维状。颜色为天蓝、蓝色，有时微带浅绿。条痕无色或带浅蓝。光泽玻璃状。半透明至透明。密度,2.286,，易溶于水（,1,：,31,），水溶液呈微酸性。微溶于乙醇（,1,：,500,），不溶于无水乙醇,可溶于甘油（,1,：,3,）,.,用作纺织品印染的媒染剂，农业和渔业的杀虫剂、杀菌剂、饲料添加剂及镀铜和选矿药,剂等。,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,化学性质,1,、作为晶体的性质 作为结晶水合物,加热条件下,有如下反应,: CuSO,4,5H,2,O=CuSO,4,+5H,2,O,2,、,Cu,2+,的性质,（,1,）被比,Cu,活泼的金属元素置换的反应,(,氧化还原反应,): CuSO,4,+Fe=Cu,+FeSO,4,（,2,） 复分解反应,CuSO,4,+2NaOH=Na,2,SO,4,+Cu(OH),2,任务一：,硫酸铜含量的测定检验方案设计,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,化学性质,3,、,SO,4,2-,的性质,CuSO,4,+BaCl,2,=BaSO,4,沉淀,+CuCl,2,复分解反应,其实以上几个方面中,也只有,“,作为结晶水合物,加热条件下,有如下反应,: CuSO,4,5H,2,O=CuSO,4,+5H,2,O,”,可以算是真正的硫酸铜晶体的化学性质,因为其它化学性质是硫酸铜晶体,硫酸铜溶液和无水硫酸铜所共有的。,任务一：,硫酸铜含量的测定检验方案设计,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,用途,用作纺织品媒染剂、农业杀虫剂、水的杀菌剂，饲料添加剂，并用于镀铜。,硫酸酮水溶液有强力的杀菌作用,1.,农业上主要用于防治果树、麦芽、马铃薯、水稻等多种病害，效果良好，但对锈病、白粉病作用差。同时，对植物产生药害，同时仅对铜离子药害忍耐力强的作物上或休眠期的果树上使用。是一种预防性杀菌剂，需在病发前使用,2.,可用于稻田、池塘除藻。,3.,是一种微量元素肥料，能提高叶绿素的稳定性，预防叶绿素不致于过早地被破坏，促进作物吸收，作物缺铜时失绿，果树缺铜时，果实小，果肉变硬，严重时果树死亡，对铜敏感的作物是禾谷类作物如小麦、大麦、燕麦等，主要用于种子处理和根外追肥。,任务一：,硫酸铜含量的测定检验方案设计,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,胆矾,的,制备,2,.,一种新的制备方法，该方法是将废铜放入配制的有铁离子的稀硫酸溶液中，加热并鼓入空气进行催化反应制得硫酸铜。用过的母液可以反复使用，没有废水、废气、废渣，不产生环境污染。利用该方法制备硫酸铜，生产工艺简单，材料消耗少，产率高。,任务一：,硫酸铜含量的测定检验方案设计,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,1.,由孔雀石（碱式碳酸铜）制备五水硫酸铜,工业胆矾中硫酸铜应符合的产品技术指标,任务一：硫酸铜含量的测定检验方案设计,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,试样用水溶解，在,微酸性,条件下，加入适量的碘化钾与二价铜作用，析出等当量碘，以,淀粉为指示剂,，,用硫代硫酸钠标准溶液滴定,析出的碘。从消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，计算试样中硫酸铜含量。其离子反应方程式如下：,任务一：硫酸铜含量的测定检验方案设计,方法提要,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务二,硫代硫酸钠标准滴定溶液的配制与标定,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务二,：,硫代硫酸钠标准滴定溶液的配制与标定,1,、,Na,2,S,2,O,3,溶液的配制,Na,2,S,2,O,3,不是基准物质，因此不能直接配制标准溶液。配制好的,Na,2,S,2,0,3,溶液不稳定，容易分解，这是由于在水中的微生物、,CO,2,、空气中,O,2,作用下，发生下列反应 ：,Na,2,S,2,O,3, Na,2,SO,3,+ S S,2,O,3,2-,+ CO,2,+ H,2,O HSO,3,- + HCO,3,- + S,（微生物）,S,2,O,3,2-,+ 1/2 O,2, SO,4,2-,+ S,此外，水中微量的,Cu2+,或,Fe3+,等也能促进,Na,2,S,2,O,3,溶液分解。 因 此，配制,Na,2,S,2,O,3,溶液时，需要用,新煮沸,(,为了除去,CO,2,和杀死细菌,),并 冷却了的纯水，,加入少量,Na,2,CO,3,，使溶液呈弱碱性，以抑制细菌生长。这样配制的溶液也不宜长期保存，使用一段时间后要重新标定。如果发现溶液变浑或析出硫，就应该过滤后再标定，或者另配溶液。,原理,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务二,：,硫代硫酸钠标准滴定溶液的配制与标定,2,、反应条件,K,2,Cr,2,O,7,基准物质常用来标定,Na,2,S,2,O,3,溶液的浓度。称取一定量基准物质，在酸性溶液中与过量,KI,作用，析出的,I,2,，以淀粉为指示剂，用,Na,2,S,2,O,3,溶液滴定，有关反应式如下 ：,Cr,2,O,7,2-,+ 6I,-,+ 14H,+,= 2Cr,3+,+ 3I,2, + 7H,2,O,I,2,+ 2S,2,O,3,2- = S,4,O,6,2-,+ 2I,-,K,2,Cr,2,O,7,与,KI,的反应条件如下 ：,a.,溶液的酸度愈大，反应速度愈快，但酸度太大时，,I,-,容易被空气中的,O,2,氧化，所以,酸度一般以,0.2,0.4molL,-1,为宜,原理,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任,务二,：,硫代硫酸钠标准滴定溶液的配制与标定,2,、反应条件,b.,K,2,Cr,2,O,7,与,KI,作用时，应加入,过量,3,倍的,KI,，将溶液贮于碘量瓶 中,，在暗处放置一定时间,，待反应完全后，再进行滴定 。,c.,所用,KI,溶液中不应含有,KIO,3,或,I,2,。如果,KI,溶液显黄色，则应事先用,Na,2,S,2,O,3,溶液滴定至无色后再使用。若滴至终点后，很快又转变为,I,2,淀粉的蓝色，表示,KI,与,K,2,Cr,2,O,7,的反应未进行完全，应另取溶液重新标定。,原理,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务二,：,硫代硫酸钠标准滴定溶液的配制与标定,3,、指示剂,有的物质本身并不具有氧化还原性，但它能与氧化剂或还原剂产生特殊的颜色，因而可以指示滴定终点。例如，可溶性淀粉与碘溶液反应，生成深蓝色的化合物，当,I,2,被还原为,I,-,时，深蓝色消失，因此，在碘量法中，可用,淀粉溶液作指示剂,。在室温下，用淀粉可检出约,10,-5,molL,-1,的碘溶液；温度高，灵敏度降低。但要注意必须,在滴定至接近终点时（溶液呈浅黄绿色）方可加入淀粉溶液,。若当溶液中还剩很多,I,2,时就加入淀粉溶液，大量的淀粉会被淀粉牢固地吸附，不易放出使终点难以确定。,。,原理,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务二,：,硫代硫酸钠标准滴定溶液的配制与标定,1,、,0.1molL-1,硫代硫酸钠标准滴定溶液的配制,称取,13,克的,Na,2,S,2,O,3,5H,2,O(,或,8,克无水,Na,2,S,2,O,3,),溶于,500mL,纯水中，,缓缓煮沸并保持,10min,左右，冷却。放置两周后过滤备用,。,实验方案,2,、硫代硫酸钠标准滴定溶液的标定,用减量法准确称取,K,2,Cr,2,O,7,0.12-0.15g,，精确至,0.0002g,，于,500mL,碘量瓶中，加入,25mL,新煮沸并冷却后的蒸馏水使其溶解。加入,2g,碘化钾及,20mL 20%,的硫酸，立即盖上碘量瓶塞，摇匀，瓶口加少许蒸馏水密封，于,暗处放置,10min,。取出后用蒸馏水冲洗磨口塞和瓶颈内壁，加,150mL,新煮沸并冷却后的蒸馏水，用配制好的硫代硫酸钠溶液滴定，滴定到溶液呈,淡黄绿色,，,加入,2,mL,10g/L,的,淀粉指示液,，继续滴定至溶液由,蓝色变为亮绿色,即为终点。平行做三份，同时作空白试验。,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务二,：,硫代硫酸钠标准滴定溶液的配制与标定,实验仪器与试剂,1,、仪器,分析天平 托盘天平 碘量瓶,(250mL),滴定分析所需仪器,2,、试剂,硫代硫酸钠（,Na,2,S,2,O,3,）碳酸钠（分析纯） 碘化钾（分析纯）,基准重铬酸钾,K,2,Cr,2,O,7,（,120,烘至恒重）,10g/L,的淀粉指示液（称取,1 g,淀粉溶于,10mL,蒸馏水中调成糊状，在 搅拌下倒入,90,mL,沸水中，煮沸,1-2min,，冷却备用）,20%,硫酸（在搅拌下，缓慢将分析纯浓,H,2,SO,4,40,mL,加入到,360,mL,水中,）,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,容量瓶,常用滴定分析仪器,锥形瓶,烧杯,容 量 仪 器,量筒,酸,式,滴,定,管,移液管,吸量管,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,碘量瓶,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,操作要点,1.,控制好三度,K,2,Cr,2,0,7,与,KI,在硫酸的酸性溶液中反应,I,2,与,Na,2,S,2,O,3,是在弱酸性溶液中进行反应。,室温，避免光照,滴定前的,10min,滴定开始的 快滴慢摇,近终点的 慢滴快摇,酸度,温度,速度,任务二,：,硫代硫酸钠标准滴定溶液的配制与标定,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,操作要点,2.,做好碘量瓶的三个操作：,塞塞 水封水洗,3.,判断好两个点：,近终点（,淡黄绿色,）,终点,（,蓝色,亮绿色,）,任务二,：,硫代硫酸钠标准滴定溶液的配制与标定,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务二,：,硫代硫酸钠标准滴定溶液的配制与标定,式中,c(Na,2,S,2,O,3,) Na,2,S,2,O,3,标准滴定溶液的浓度，,mol/L,；,V(Na,2,S,2,O,3,) ,标定中滴定消耗,Na,2,S,2,O,3,标准滴定溶液的体积，,mL,；,V(,空白,),空白试验滴定消耗,Na,2,S,2,O,3,标准滴定溶液体积，,mL,；,m,（,K,2,Cr,2,O,7,基准物,K,2,Cr,2,O,7,的质量，,g,；,M(1/6 K,2,Cr,2,O,7,)1/6 K,2,Cr,2,O,7,的摩尔质量，,49.03g/mol,。,数据记录与处理,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务二,：,硫代硫酸钠标准滴定溶液的配制与标定,1,、硫代硫酸钠溶液为什么要预先配制？为什么配制时要用刚煮沸过并已 冷却的蒸馏水,?,为什么配制时要加少量的碳酸钠？,2,、如何防止,I,2,的挥发和空气氧化,I,？,3,、重铬酸钾与碘化钾混合后为什么要在暗处放置,10min,，为什么要用水 稀释至,100ml,再用硫代硫酸钠溶液滴定？如果在放置之前稀释行不行，为什么？,4,、为什么不能早加淀粉，又不能过迟加？,思考,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务三,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务三,：,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,原理,在,弱酸性介质,中，,Cu,2+,与过量的,KI,生成,CuI,沉淀，并定量析出,I,2,，用标准,Na,2,S,2,O,3,溶液滴定生成的,I,2,，根据标准,Na,2,S,2,O,3,溶液的浓度及消耗量可以计算出试样中铜的含量。反应方程式如下：,Cu,2+,+4I,-,=2CuI+I,2,I,2,+2S,2,O,3,2-,=2I,-,+S,4,O,6,2-,分析过程：,HNO3 (1),饱和碳酸钠调至中性 过量,KI,CuI, Na,2,S,2,O,3,铜试样,Cu,2+, NO,Cu,2+, I,2,I-, (2),醋酸调,pH,pH,=3,4,淀粉,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务三,：,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,原理,注意：,（,1,）为了防止铜盐水解，反应必须在,酸性溶液,中进行，介质的,pH=3,4,。酸度过低，,Cu,2+,离子氧化,I-,离子的反应进行不完全，结果偏低，而且反应速度慢，终点拖长；酸度过高，则,I,-,离子被空气氧化为,I,2,的反应为,Cu,2+,离子催化，使结果偏高。大量,Cl,-,离子能与,Cu,2+,离子络合，,I,-,离子不易从,Cu(),的氯络合物中将,Cu(),定量地还原，因此最好用硫酸或醋酸而不用盐酸（少量盐酸不干扰）。,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务三,：,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,原理,注意：,（,2,）矿石或合金中的铜也可以用碘法测定。但必须设法防止其他能氧化,I-,离子的物质,(,如,NO,3-,、,Fe,3+,离子等,),的干扰。防止的方法是加入,掩蔽剂以掩蔽干扰离子,(,例如使,Fe,3+,离子生成,FeF,6,3-,络离子而掩蔽,),，或在测定前将它们分离除去。若有,As(),、,Sb,(),存在，应将,pH,调至,4,，以免它们氧化,I,-,离子。,(3),过量,KI,的作用,：还原剂，沉淀剂，络合剂。,(4)Na,2,S,2,O,3,溶液的浓度要重新标定，标定方法同上次实验。标定,Na,2,S,2,O,3,溶液的浓度可用的基准物质有,K,2,Cr,2,O,7,、,KIO,3,、纯铜等。若用纯铜标定，与测定时条件相同，可以抵消方法的系统误差。,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务三,：,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,实验方案,称,取工业胆矾试样,1g(,精确至,0.0001g ),于,250mL,碘量瓶中，加,100mL,水溶解，加,3,滴浓硝酸，煮沸，冷却，逐滴加入饱和碳酸钠溶液，直至有微量沉淀出现为止，然后加入,4mL,乙酸溶液，使溶液呈微酸性，加,10,mL,饱和氟化钠溶液，,5g,碘化钾，盖上瓶塞于,暗处放置,3min,。用,0.1molL,-1,硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定，直至溶液呈现,淡黄色,，,加,3,mL,淀粉溶液,，继续滴定至,蓝色消失,，即为终点。平行做三份,。,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务三,：,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,实验仪器与试剂,1,、仪器,分析天平 托盘天平 碘量瓶 滴定分析所需仪器,2,、试剂,硫代硫酸钠标准溶液 工业胆矾 硝酸 碘化钾 乙酸,10g/L,淀粉指示液,20%,硫酸,碳酸钠饱和溶液（,100mL,水加碳酸钠直至不能溶解）,氟化钠饱和溶液（,100mL,水加氟化钠直至不能溶解 ）,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务三,：,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,数据记录与处理,式中,c,硫代硫酸钠标准滴定溶液的实际浓度，,mol/L,；,v,滴定时消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积,L,；,m,试样的质量，,g,；,249.7,硫酸铜,CuSO4,5H2O,的摩尔质量，,g/mol,100,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,任务三,：,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,思考,1,、碘量法测定铜时,pH,为何必须维持在,34,之间，过低或过高有何影响 ？,2,、测定硫酸铜含量时，加入硝酸、碳酸钠溶液、乙酸和氟化钠溶液，各起 什么作用？,3,、为什么要加过量的碘化钾，它有哪些作用？,4,、碘量法的误差来源主要有哪些？如何避免？,工业胆矾中硫酸铜含量的测定,Thank You !,