黄铜中铜、锌含量的测定(络合滴定法)
(一)、实验目的
1.掌握络合滴定法测量铜、锌的原理
2.掌握黄铜的溶解方法
3.学习查阅参考书刊,综合参考资料及设计实验
(二)实验原理
试样以硝酸(或HCl+H 2O 2)溶解。
用 1:1NH 3.H 2O 调至 pH8-9,沉淀分离Fe 3+、Al 3+、Mn 2+、Pb 2+、Sn 4+、Cr 3+、Bi 3+
等干扰离子,Cu 2+、Zn 2+、则以络氨离子形式存在于溶液中,过滤。
取两等份滤液,将一份滤液调至微酸性,用 Na 2S 2O 3(或硫脲)掩蔽 Cu 2+,在 pH5.5 HAc-NaAc 的缓冲溶液中,XO (二甲酚橙)作指示剂,用标准 EDTA
直接络合滴定Zn2+.而在另一等份滤液中,于pH5.5.加热至70-80摄氏度,加入10mL 乙醇,以PAN(-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚)为指示剂用标准EDTA 直接滴定Cu2+、Zn2+总含量.差减可得Cu2+。
(三)、实验步骤
1.0.01mol·L-1EDTA标准溶液的配置
用洁净的500mL烧杯称取配制
300mL0.01mol·L-1EDTA标准溶液所需的EDTA二钠盐固体,在烧杯中加水、温热溶解、冷却后转移入试剂瓶中,摇匀。
2.Ca2+标准溶液的配制
准确称取100mL0.01mol·L-1 Ca2+所需的CaCO3(0.1001±0.0002g)于150mL烧杯中。
先用少量水润湿,盖上表面皿,从烧杯嘴滴加5mL6mol·L-1HCl溶液使CaCO3全部溶解(注意:5mLHCl不用加完,溶解完全后,再补
加1~2滴HCl即可)。
加水使溶液总量约50mL,微沸几分钟以除去CO2。
冷却后用少量水冲洗表面皿,定量地转移到100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
3.在pH 10 时以CaCO3为基准物质标定
0.01mol·L-1EDTA标准溶液
吸取10.00mLCa2+标准溶液于锥形瓶
中,加1滴0.05%甲基红,用(1+2)
NH3·H2O溶液中和至溶液由红色变浅
黄色。
加入20mL水和3mLMg2+-EDTA,
再加5mLpH 10的缓冲溶液和4滴络黑T
指示剂。
立即用0.01mol·L-1EDTA标准
溶液滴定至由酒红色变纯蓝色即为终
点。
平行标定三份,计算EDTA溶液的
准确浓度。
4. 试样的溶解
准确称取0.3g黄铜试样于150mL烧杯中,
加10mL 4mol/L HNO 3,加热溶解.加0.5g(NH 4)2S 2O 8,摇匀。
小心分次加入10mLNH 3·H 2O(1+1),再多加15mL 浓氨水.盖上表面皿,加热微沸1min .冷却,将沉淀与溶液一起转入250mL 容量瓶中,以水稀至刻度,摇匀.干过滤(滤纸、漏斗、接滤液的烧杯都应是干的)。
5.Zn 含量的测定
用移液管吸取滤液 25.00mL 三份于三个锥形瓶中,用 2mol/L HCl 酸化(留意能否观察到有沉淀产生后又溶解),此时 pH 在 1~2(也有控制在 pH5~6).加 10%Na 2S 2O 3 6mL(或加 Na 2S 2O 3至无色后多加 1ml ),摇匀后立即加 10mLHAc-NaAc 缓冲液。
加二甲酚橙指示剂 4 滴,用0.01mol/L 标准 EDTA 溶液滴定,以溶液颜色由红紫变亮黄为终点,记下消耗 EDTA 的体积数 V 1.
6.Cu 含量的测定
吸取滤液 25.00ml 三份于三个锥形瓶中,用 2mol/L HCl 酸化,加入 10mLpH5.5 的 HAc-NaAc 缓冲液,加热至近沸,加 10mL 乙醇,加PAN 指示剂 8 滴,用 EDTA 滴定至深蓝紫变为草绿色,记下消耗的 EDTA 体积数 V 2。
根据实验值计算出Zn 和Cu 的含量.
(四)讨论
1. 掩蔽Cu 需在弱酸性介质中进行。
因Na 2S 2O 3遇酸分解而析出S : S 2O 3 2- + H + → H 2SO 3 + S ↓,
故酸性不能过强,并在加入Na 2S 2O 3摇匀后,随即加入HAc-NaAc 缓冲液就可避免上述反应发生.Na 2S 2O 3掩蔽Cu 的反应如下:
2Cu 2+ + 2 S 2O 3 2- → 2Cu + + S 4O 6 2- Cu +过量S 2O 3 2-
络合生成无色可溶性Cu 2(S 2O 3 )22-络合物,此络合物在pH>7时不稳定。
2.在pH5.5时,用XO 作指示剂比用PAN 作指示剂终点变色敏锐。
这是因Zn-XO 的条件稳定常数(lgK '=5.7)比Zn-PAN 的大之故.滴定至终点后几分钟,会由亮黄转为橙红,这可能是Cu +被慢慢氧化为Cu 2+后与XO 络合之故,对滴定无影响。
3.PAN 与Cu 2+络合为红色,游离PAN 为黄色,Cu-EDTA 络合物为蓝色,故终点变化不是从红→黄,而是蓝紫(蓝+红)变草绿(蓝十黄).又由于Cu-PAN 络合物水溶性较差,终点时Cu-PAN 与EDTA 交换较慢,故临终点时滴定要慢。