无机分析化学 - 图文(8)

2018-12-29 20:25

完全,结果偏低,而且反应速率慢,终点拖长;酸度过高,则I-被空气氧化I2的反应为Cu2+催化,使结果偏高。

大量氯离子能与Cu2+络合,I-不易从Cu(Ⅱ)的氯络合物中将Cu(Ⅱ)定量地还原,因此最好用硫酸而不用盐酸(少量盐酸不干扰)。能氧化I-的物质对本测定都有干扰如Fe3+,使测定结果偏高,可加入NH4F掩蔽。

实验所用的Na2S2O3标准溶液的浓度需用K2Cr2O7为基准物来标定。 K2CrO7先与KI反应析出I2:Cr2O72-+6 I-+14 H+==2Cr3++3I2+7H2O 析出的I2再用Na2S2O3标准溶液滴定:I2+2S2O32-==S4O62- +2I-

三. 实验试剂与仪器

1. 试剂 Na2S2O3.H2O(固体、AR或CP),10%KI,2mol.L-1H2SO4,1%淀粉溶液,15%KSCN。

2. 仪器 电子天平,10mL移液管,100mL容量瓶,100mL碘量瓶,小烧杯,18mL瓷坩埚,箱式电阻炉。

四. 实验步骤

1. 0.01mol.L-1 Na2S2O3溶液的配制:称取1.3g Na2S2O3.5H2O溶于500mL新煮沸的纯水中,加入约0.1gNa2CO3,冷却后,保存于棕色细口瓶中,放暗处1-2周后再进行标定。

2. K2CrO7标准溶液的配制:准确称取于130℃烘30~60min的基准物K2CrO70.25~0.30 g,置于100mL烧杯中,加水溶解后,转入250mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。用10mL移液管吸取三份,分别放入100mL碘量瓶中。

3. 0.01mol.L-1 Na2S2O3溶液的标定:在上述碘量瓶中,加入10%KI4mL及1.5mL2mol.L-1H2SO4,塞好玻璃塞,摇匀,于暗处放置10min,用0.01mol.L-1 Na2S2O3溶液滴定,至溶液由红棕色褪至淡黄色,然后加入1%淀粉溶液数滴,此时溶液呈深蓝色,继续滴定至溶液变为浅蓝绿色为终点。记录Na2S2O3体积读数,重复滴定2~3次。

4. 铜盐中铜含量的测定

(1)试样制备:准确称取铜盐试样0.50~0.75g于100mL烧杯中,用少量水溶解后,转入100mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。用10mL移液管吸取试液数份,分别放入100 mL碘量瓶中。

(2)测定:在上述放有试液的碘量瓶中,加入1mL2 mol.L-1 H2SO4,4mL10%KI,用少量纯水吹洗瓶壁,立即用0.01mol.L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至溶液由红棕色变成浅黄色,然后加入淀粉数滴,继续滴定至浅蓝色,加入1.5mL15%KSCN,振摇之。此时溶液的蓝色加深,最后滴定至溶液成乳白色的悬浮液即为终点。记录消耗Na2S2O3的体积,重复滴定3次。

自拟计算式,根据测得数据计算Cu和CuSO4.5H2O的质量分数(%)。

5. 硫酸铜结晶水的测定:取一个18mL的瓷坩埚(不带盖),洗净烘干冷却后,在电子天平上称量。然后向坩埚中加约1 g自制晾干的硫酸铜晶体,再称量。把装有硫酸铜晶体的坩埚放入箱式电阻炉中灼烧(温度控制在260~280℃),使晶体由蓝色全部变成白色或灰色,取出少凉片刻,放入干燥器中冷却至室温,称量。由记录的各次质量,计算1mol硫酸铜晶体中含有结晶水的物质的量。

五. 实验结果和讨论

1. 0.01mol.L-1 Na2S2O3标准溶液浓度的标定(表格自行设计)

1. CuSO425H2O纯度鉴定 计算公式Cu的质量分数=

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测量次数 记录项目 mCuSO4.5H2O/g VCu2+/ mL V Na2S2O3/mL c Cu2+/mol.L-1 Cu的质量分数/% Cu的质量分数的平均值/% 相对平均偏差 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 2. CuSO4.5H2O晶体结晶水测定 坩埚质量=

CuSO4.5H2O晶体质量+坩埚质量的 CuSO4.5H2O晶体脱水后质量+坩埚质量= 1mol晶体含结晶水的物质的量=

思 考 题

1. 用碘量法测定Cu含量时,为什么要加入KSCN溶液? 如果在酸化后立即加入KSCN溶液,会产生什么影响?

2. 碘量法的主要误差来源是什么? 如何减少次误差?

3. 如果所测定样品为铜合金,如何分解样品并抑制可能存在离子的干扰?

实验十四 水中化学需氧量的测定

一. 实验目的

1. 了解污水排放标准中化学需氧量允许排放浓度。 2. 学习掌握K2Cr2O7法测定化学需氧量。 3. 熟悉回流、滴定操作技术。

二. 实验原理

化学需氧量(COD),是指在一定条件下,用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量,以氧(mg.L-1)来表示。COD反映了水中还原性物质污染的程度。水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。水被有机物污染是很普遍的,因此COD也是作为水中有机物相对含量的指标之一。污水综合排放标准(GB 8978—88)规定,新建和扩建厂COD允许排放浓度为:一级标准100mg.L-1,二级标准150 mg.L-1。对向地面水水域排放的污水执行一、二级标准,其中城镇集中水源地、重点风景名胜区等执行一级标准,一般工业用水区和农业用水区执行二级标准,排入下水道进污水处理厂的才能执行三级标准。K2Cr2O7法测定COD分析的标准方法。

在强酸性溶液中,以Ag2SO4法作催化剂,加入一定量的K2Cr2O7氧化水中还原性物质,过量的K2Cr2O7法以试亚铁灵为指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液回滴。根据消耗的K2Cr2O7溶液的体积和浓度,计算水样中还原性物质消耗氧的量。氯离子存在影响测定,可在回流前向水样中加入HgSO4,使氯离子生成络合物以消除干扰。

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三. 仪器和试剂

1. 仪器:电子天平(0.1mg),带250mL锥形瓶的全玻璃回流装置,电炉(300W),酸式滴定管。

2. 试剂:浓硫酸(AR),HgSO4 (s,CP)。

0.04000mol.L-1K2Cr2O7标准溶液:准确称取150~180℃下烘干的K2Cr2O7法(式量294.18,基准试剂)11.7672g溶于少量纯水中,完全转移至1000mL容量瓶中,稀释至刻度。充分摇匀。

试亚铁灵指示剂:称取邻二氮菲(AR)1.485g和FeSO427H2O(AR)0.695g溶于100mL纯水中,摇匀,贮存于棕色瓶中。

0.1 mol.L-1 FeSO42(NH4)226H2O标准溶液:称取39.5g FeSO42(NH4)226H2O(式量392.13)溶于纯水中,边搅拌边慢慢加入分析纯度浓H2SO420mL,冷却后移入1000mL容量瓶中,加水稀释至刻度。每次使用前用K2Cr2O7标准溶液标定。

H2SO4—Ag2SO4溶液:于500mL 浓H2SO4(AR)中,加入5gAg2SO4(AR),放置,不时摇动使之溶解。

四. 实验步骤

1. FeSO42(NH4)226H2O标准溶液的标定:准确移取10.00mL0.04000mol.L-1的K2Cr2O7溶液于500mL锥形瓶中,加入100mL纯水,缓慢加入30mL浓硫酸(AR),摇匀。冷却后,加入3滴试亚铁灵指示剂,用FeSO42(NH4)226H2O标准溶液滴定,溶液由黄色变为蓝绿色至红褐色即为终点。由所用FeSO42(NH4)226H2O标准溶液的体积,计算浓度。

cFe=630.04000310.00/VFe

式中:cFe为FeSO42(NH4)226H2O标准溶液的浓度(mol.L-1);VFe为滴定所用FeSO42(NH4)226H2O标准溶液的体积(mL)。

2. 水中化学需氧量的测定

(1)移取20.00mL混合均匀的水样于250mL磨口的回流锥形瓶中,准确加入10.00mL 0.04000mol.L-1的K2Cr2O7标准溶液及数粒玻璃珠,连接磨口回流冷凝管,从冷凝管上口慢慢加入30mL H2SO4—Ag2SO4溶液,轻轻摇动混合均匀,加热回流2h(自开始沸腾记时)。

(2)冷却后,用适量水冲洗冷凝管,取下锥形瓶,用纯水稀释至140mL。

(3)溶液再次冷却后,加入3滴试亚铁灵指示剂,以FeSO42(NH4)226H2O标准溶液滴定,溶液由黄色变为蓝绿色至变为红褐色即为终点,记下所用的FeSO42(NH4)226H2O标准溶液的体积。

(4)测定水样的同时,以20.00mL二次重蒸水按以上同样步骤做空白试验。记下空白滴定时所用的FeSO42(NH4)226H2O标准溶液的体积。计算水中CODCr(mg.L-1):

CODCr=cFe(V0-V1)383103/V样

式中:cFe为FeSO42(NH4)226H2O标准溶液的浓度(mol.L-1);V0为空白滴定所用的FeSO42(NH4)226H2O溶液的体积(mL);V1为滴定水样所用的FeSO42(NH4)226H2O溶液的体积(mL); V样为所取水样的体积(mL) ;8为氧(1/2O )的摩尔质量(g.mol-1).

五. 注意事项

1. 如实验时间所限,回流时间可缩短为0.5~1h,以学习掌握K2Cr2O7法测定COD的方法。回流时间缩短后,视样品不同测得COD偏低10%~40%,因此实际应用时必需回流2h。

2. 取样后应迅速测定,如不能即时进行测定,需用H2SO4调至pH<2加以保存。对于COD高的废水,取用量可以减少。若加热后溶液变为绿色,应再适当减少废水取用量重做。

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3. 若水样含Cl-超过30 g.mol-1时,应先取0.4g HgSO4加入回流锥形瓶中,再加20.00mL水样,摇匀后再加K2Cr2O7标准溶液、数粒玻璃珠和H2SO4—Ag2SO4溶液,混合均匀后加热回流。加HgSO4多少视水样中含Cl-多少而定。二者的质量比一般为HgSO4∶Cl- =10∶1。

4. 滴定时溶液的总体积不得少于140mL ,否则酸度太高,滴定终点不明显。

六. 结果与讨论:

计算水样中的COD值,并讨论影响测定准确度和精密度的因素。

思 考 题

1. 水中COD的测定有何意义? 测定COD有哪些方法?

2. 水样中氯离子含量高时,为什么对测定有干扰? 干扰是如何消除的? 3. 如果水样中COD值较高,应做如何处理? 4. 简述空白实验的意义。

实验十五 可溶性氯化物中氯的测定

一. 实验目的

1. 学习AgNO3标准溶液的配制方法。 2. 了解莫尔法的实验操作方法。

二. 实验原理

可溶性氯化物中氯的含量测定常用莫尔法,此法是在中性或弱碱性的溶液中,以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液直接滴定Cl-,过量的AgNO3与K2CrO4生成砖红色Ag2CrO4以指示终点。

Ag++ Cl-=AgCl↓

Ag++CrO2-=Ag2CrO4↓(砖红色)

溶液的pH值应控制在6.5~10.5之间,若试液中存在铵盐,则pH值上限不能超过7.2。溶液中若存在较大量的Cu2+、 Co2+、Cr3+等有色离子时,将影响目视终点(可采用电势滴定法确定终点)。凡是能与Ag+或CrO2-发生化学反应的阴、阳离子都干扰测定。

三. 实验内容

(1)配制0.01mol2L-1NaCl标准溶液100mL

(2)配制0.01mol2L-1AgNO3溶液500mL,置于棕色细口瓶中 (3)标定AgNO3溶液:吸取25.00mL NaCl标准溶液于锥形瓶中,加1mL50g2L-1K2CrO4溶液,在用力摇动下用AgNO3标准溶液滴定至刚刚出现淡红色即为终点。平行滴定3次,计算AgNO3标准溶液的浓度。

(4)生理盐水中NaCl浓度的测定:先粗测其大致浓度,再决定取样量进行取样滴定。结果以NaClg/100mL表示。

思 考 题 -1. K2CrO4指示剂的浓度大小对测定Cl有何影响?

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2. 用莫尔法测定Cl,为什么不能在酸性溶液中进行? pH 过高又有什么影响? 3. 实验中含银废液是否可倒入水池中?

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实验十六 邻二氮杂菲分光光度法测定铁

一、实验目的

1.了解分光光度法测定物质含量的一般条件及其方法。 2.理解并掌握邻二氮杂菲分光光度法测定铁的方法。

3.了解722型分光光度计的构造和使用方法。

二、实验原理

1.分光光度法测定的条件:分光光度法测定物质含量时要注意的条件是:显色反应的条件与测量吸光度的条件。显色反应的条件有a.显色剂用量,b.介质的酸度,c.显色时溶液的温度,d.显色时间及干扰物质的消除方法等;测量吸光度的条件包括a.应选择的入射光波 长,b.吸光度范围,c.参比溶液等。

2.邻二氮杂菲—亚铁络合物:邻二氮杂菲是测定微量铁的一种比较好的试剂。在pH:2-9的条件下Fe2+离子与邻二氮杂菲生成极稳定的红色络合物,反应式如下:

此络合物的1gK稳=21.3,摩尔吸光系数ε510:1.1310。

在显色前,首先用盐酸羟胺把Fe3+ 离子还原为Fe2+离子其反应式如下: 2Fe3++2NH20H2HCl→2Fe2++N2+2H20 +4H++2C1-

测定时,控制溶液酸度在pH=5左右较为适宜。当酸度高时,反应进行较慢;酸度太低,2+

则Fe离子水解,影响显色。

三、试剂 100μg.mL-1的铁标准溶液:准确称取0.864g分析纯NH4Fe (S04)2212H20,置于一烧杯中,以30mL,2mol.L-1 的HCI溶液溶解后移入1000ml几容量瓶中,以水稀释至刻度,摇匀。

10μg.mL-1的铁标准溶液:由100μg.mL-1的铁标准溶液准确稀释 10倍而成。

盐酸羟胺固体及10%溶液(因其不稳定,需临用时配制),0.1%邻二氮杂菲溶液(新配制);1 mol.L-1NaAc溶液。

四、实验步骤 1.条件试验:

(1)吸收曲线的测绘:准确移取10μg.mL-1的铁标准溶液5ml于 50mL容量瓶中,加入10%盐酸羟胺溶液1mL,摇匀,稍冷后,加入1 mol.L-1NaAc溶液5mL和0.1%邻二氮杂菲溶液3mL,加水稀释至刻度,在722型分光光度计上,用2cm的比色皿,以水为参比溶液,用不同的波长从570开始到430nm为止,每隔10或20nm 测定一次吸光度(其中从

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