重铬酸钾法测定铁矿石中铁的含量(无汞法)
一、实验目的
1. 掌握重铬酸钾法测定亚铁盐中铁含量的原理和方法;
2. 了解氧化还原指示剂的作用原理和使用方法。
二.原理:
经典的重铬酸钾法测定铁时,每一份试液需加入饱和氯化汞溶液10mL,这样约有480mg
的汞排入下水道,而国家环境部门规定汞的允许排放量是0.05mg L-1,因此,实验中的排
放量是大大超过允许排放量的。
实际上,汞盐沉积在底泥和水质中,造成严重的环境污染,有害于人的健康。
近年来研究了无汞测铁的许多新方法,如新重铬酸钾法,硫酸铈法和EDTA
法等。
本法是新重铬酸钾法。
新重铬酸钾法是在经典的有汞重铬酸钾法的基础上,去掉氯化汞试剂,采用钨酸钠作为
指示剂指示 Fe3 +还原Fe2 +
的方法。
试样用硫-磷混酸溶剂后,先用氯化亚锡还原大部分Fe3 + ,继而用三氯化钛定量
还原剩余部分的 Fe3 + ,当Fe3 +定量还原成 Fe2 +
之后,过量一滴三氯化钛溶液,即可使溶液中作为指示剂的六价钨(无色的磷钨酸)还原为
蓝色的五价钨化合物,俗称"钨蓝”,故使溶液呈现蓝色。
滴入重铬酸钾溶液,使钨蓝刚好
褪色,以消除少量还原剂的影响。
“钨蓝”的结构式较为复杂
定量还原Fe3+时,不能单用氯化亚锡,因为在此酸度下,氯化亚锡不能很好的还原W( W ) 为W(V),故溶液无明显颜色变化。
采用SnCI2-TiCI3联合还原Fe3 +为Fe2 +
,过量一滴TiCI3与Na2WO4 作用即显示“钨蓝”而指示。
如果单用 TiCI3为还原剂也不好,尤其是试样中铁含量高时,则使溶液中引入较多的钛盐,当加水稀释试液时,易出现大量的四价钛沉淀,影响测定。
在无汞测定铁实验中常用 SnCI2-TiCI3联合还原,反应式如下:
2Fe3++SnCI 42-+2CI -=2Fe 2+ +SnCI 62-
Fe3++Ti 3++H 2O=Fe 2+ +TiO 2+ +2H +
试液中Fe3 +已经被还原为 Fe2 + ,加入二苯胺磺酸钠指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定
溶液呈现稳定的紫色即为终点。
三.试剂:
(1) K262O7标准溶液 c(1/6 K 2Cr207)=0.1000mol L-1
(2) 硫磷混酸:将200mL浓硫酸缓慢加入到 500mL去离子水中,再加入 300mL浓磷酸
中,充分搅拌均匀,冷却后使用。
(3) 浓 HNO 3
⑷ HCI (1 + 1)
⑸Na 2WO 4 25 %水溶液:称取25g Na 2WO 4溶于适量水中(若浑浊则应过滤),加入2亠
5mL浓H3PO4,加水稀释至 100mL。
(6) SnCI 2溶液10 % :称取10g SnCI 2 2H 2O溶于40mL浓的热HCI,加水稀释至100mL。
(7) TiCI 3 1.5 % :量取10mL原瓶装TiCI3溶液,用(1 + 4 )的HCI稀释至100mL。
加入
少量石油醚,使之浮在 TiC l3溶液的表面上,用以隔绝空气,避免TiCI3氧化。
(8) 二苯胺磺酸钠指示剂 0.2 %:
四.实验步骤:
(1) K262O7标准溶液c(1/6 K2Cr207)=0.1000mol •的配制:采用固定称量法。
准确称
取1.2258g K 262O7于一只干净的小烧杯中,加水溶解,定量转入250mL容量瓶中,加水
稀释至刻度,充分摇匀。
(2) 准确称取0.15〜0.2g试样置于250mL的锥形瓶中,滴加几滴水润湿样品,摇匀后,加入 10mL 硫磷混酸(如试样含硫化物高时则同时加入浓硝酸 1mL )置于电炉上加热分解试
样。
先用小火或低温加热,然后提高温度,加热至冒 SO3 白烟。
加入 10mL(1+1)HCl,此时,试液应该清亮,残渣为白色或浅色时示试样分解完全。
取下锥形瓶稍冷,趁热滴加
SnCl2溶液,使大部分的 Fe3+还原为Fe2+,此时试液变为浅黄色③
,加入10滴Na2WO4溶液,再用TiCl3溶液滴至呈稳定的蓝色 (“钨蓝” 30秒内不褪色),再加入
80mL去离子水,用K2Cr2O7标准溶液滴至“钨蓝”刚好褪尽(此时不计读数) ,然后加入5滴二苯胺磺酸钠指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定至溶液呈现稳定的紫色为终点。
计算铁含量。
五.计算:
铁含量的计算:
(Fe)%=(c*v) K 2Cr2O7MFe*6*100%/W S*1000
c K2Cr2O7的浓度
K2Cr2O7 的体积
MFe ——铁的摩尔质量
W S ——试样的质量
六.思考题:
1 .分解试样时,为什么要加入硫-磷混酸?
2 .先用SnCI2和TiCl3作还原剂的目的是什么?若不慎加入过量的SnCl2或TiCI 3怎么办? 3.怎样才能合理的配制 SnCl 2 溶液?如要久置,则应如何配制 ?
定量化学分析
班级:分析 1532 小组:第三项目组
组长:胡小平
组员:张维琪鲜梦婷余纤
常会杨高春梅。