硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定
一、实验目的
1.了解并掌握硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定方法;
2.了解反应条件对氧化还原反应的影响。
二、概述
结晶的Na2S2O3 〃5H2O往往含有杂质,所以不能直接配制标准溶液,而且Na2S2O3 溶液不稳定,容易分解,配制完成溶液后,浓度仍有所改变。
引起Na2S2O3分解的原因如下:
1.溶液酸度在中性和碱性溶液中SO32-较稳定。
在酸性溶液中Na2S2O3 不稳定,可能发生下列反应:
H++ SO32- ----→ H SO3 —+ S↓
Na2S2O3 ----→H2S + SO3
水中溶解的二氧化碳可促使Na2S2O3分解。
故在配制溶液时加入0.02%
Na2CO3,使溶液的PH=9-10抑制Na2S2O3的分解。
2.空气的氧化作用
2 Na2S2O
3 + O2 === 2 Na2SO
4 + 2 S↓
使Na2S2O3的浓度降低。
3.微生物空气及水中有能使Na2S2O3分解的微生物。
当溶液的PH=9-10时,微生物活力较低。
由于上述原因,制备溶液所用的水必须是新煮沸并已冷却的蒸馏水,以除去微生物和二氧化碳等。
因日光能促使Na2S2O3溶液分解,溶液最好保存在洁净的棕色试剂瓶中,放置8-14天,待溶液浓度趋于稳定后再标定。
Na2S2O3溶液一般用基准试剂K2Cr2O7标定,也可用KMnO4标准溶液标定。
三、仪器和试剂
反应式如下:(即原理
Cr2O72- + 6I- + 14H+ ==== 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O
I2 + 2S2O32- ==== 2I- + S4O62-
仪器50ml碱式滴定管1支、250ml溶量瓶1个,500ml锥形瓶3个,150ml 烧杯1个、称量瓶1个、500ml棕色试剂瓶1个。
试剂基准试剂K2Cr2O7、Na2S2O3 〃5H2O(固体、KI(固体、Na2 CO3 (固体、2NH4Cl、0.5%淀粉溶液(0.5g可溶性淀粉,加少许水调成浆状,在搅拌下注入100ml 沸水,再微沸2分钟。
临用时配制。
C(Na2S2O3 =0.1mol/L的硫代硫酸钠标准溶液的配制:称取26g硫代硫酸钠(Na2S2O3 〃5H2O(或16g无水硫代硫酸钠,加入0.2 g无水碳酸钠,溶于1000ml水中,缓缓煮沸10min,冷却。
放置2周后过滤待标定。
标定:精确称取0.2g(0.1990~0.2000g于120 ±2℃干燥至恒重的工作基准试剂重铬酸钾4份。
分别放于4只500ml碘量瓶中,用水25ml溶解,加2克固体碘化
钾,20ml(用移液管移取硫酸溶液(20%摇匀。
于暗处放置10min。
加
150ml水(15~20℃,立即用0.15mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至接近终点(浅黄色、应该是草绿色时,加入2ml(用移液管移取淀粉指示剂(10g/L,继续滴定至蓝色消失,溶液呈亮绿色(Cr3+的颜色为终点。
同时做空白试验(空白不做。
根据四份滴定的结果,分别计算出四次的结果,并算出其平均值。
根据标定反应可计算出硫代硫酸钠的准确浓度。
m(K2Cr2O7 6 m(K2Cr2O7
C(Na2S2O3 = ————————×1000×———————= —————————
M(K2Cr2O7V(Na2S2O30.049031(V1-V2
式中:C-硫代硫酸钠标准溶液的浓度,mol/L;
m-重铬酸钾的称取质量,g;
V1-滴定硫代硫酸钠溶液消耗的体积,ml;
V2-滴定硫代硫酸钠溶液消耗的体积,ml;
M-重铬酸钾的摩尔质量,g/mol。
这里要特别指出:由于标定中重铬酸钾与碘化钾反应条件是强酸性,而用硫代硫酸钠溶液滴定生成的碘时须在中性、弱酸性条件下,所以在两个步骤之间要加大量的水(150ml水稀释,以满足这两个不同的反应条件。
滴定时注意事项:
1因I2容易挥发损失,在反应过程中要及时盖好瓶口,并放在暗处。
应在滴定完第一份后,才开始作第二份。
2 I2微溶于水,但可溶于KI溶液,此时I2在溶液中以I3-形式存在,
I2+I-=I3-但在KI烯溶液中溶解得很慢,故溶液不应过早稀释。
3 K2Cr2O7与KI的反应缓慢,在稀溶液中更慢。
所以先在浓溶液中反应,并放置5分钟,待反应完全后才稀释。
稀释的目的是为了降低Cr3+的浓度,易于观察终点。
4在接近终点时才能加入淀粉。
如果加入太早,由于大量的碘与淀粉反应形成蓝色吸附络合物后,碘就难于很快地与Na2S2O3反应。
5滴定完了的溶液放置一定时间后又变为蓝色。
如果放置5-10分钟以后才变色,是由于空气中氧的氧化作用,可以不予考虑;如果很快地变蓝,则说明K2Cr2O7 与KI 的反应没有定量地完全,这是溶液稀释得太早了。
发生这种情况,必须弃去重做。
思考题:
1.碘定量法的基本反应是什么?如何确定I2和Na2S2O3在反应中的当量?
2.写出用K2Cr2O7标准溶液标定Na2S2O3溶液浓度时的反应式。
3.用K2Cr2O7标定Na2S2O3溶液时,为何在滴定时要将溶液冲稀?如果冲稀过早,会有什么后果?
4.用碘量法测定时,加入过量KI的目的是什么?过多过少有什么影响?
5.碘量法误差的来源有哪些?应如何避免?。