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重铬酸甲容量法测定铁矿石中的亚铁

重铬酸甲容量法测定铁矿石中的亚铁
铁矿中的亚铁是指磁铁矿、菱铁矿及一些硅酸盐中的亚铁,不包括硫化物矿物中的亚铁。

所以当分析含有硫铁矿试样中的亚铁时,试样的分解比较复杂,最好能控制一定酸量和时间,以免部分硫铁矿分解而引起误差。

试样置于锥瓶中,在有二氧化碳气体保护下,以盐酸和氟化钠在高温电热板上溶解。

瓶口塞以封闭漏斗(见图),使与空气隔绝。

溶解完全后,加硼酸除去氟的干扰。

加入硫—磷混合酸和指示剂,用重络酸钾标准溶液滴定。

1
一、易溶矿亚铁的测定
称取0.5克试样(100筛目,不烘样),置于250毫升锥瓶中,加入2克碳酸氢钠,1克氟化钠,加2∶1盐酸30毫升,立即盖上盛有碳酸氢钠饱和溶液的封闭漏斗(或特别的变管玻璃),摇动瓶中的试样,勿使粘结瓶底。

在高温电热板上保持微沸15~20分钟,并摇动2~3次,取下,在水槽中冷却。

用水洗瓶壁,用新煮沸并已冷却的蒸馏水稀释体积至150毫升,迅速加入5%硼酸溶液10毫升,加硫—磷混合酸15毫升及二笨胺磺酸钠指示剂2滴,以重络酸钾标准溶液滴定至溶液呈稳定蓝紫色,即为终点。

换算因数:1毫克铁相当于1.2865毫克氧化亚铁(FeO)。

二、实验原理
铜合金种类较多,主要有黄铜和各种青铜。

铜合金中铜的含量一般采用碘量法测定。


弱酸性溶液中(pH=3~4),Cu2+与过量的KI作用,生成CuI沉淀和I
5,析出的I
2
可以淀粉
为指示剂,用Na
2S
2
O
3
标准溶液滴定。

有关反应如下:
2Cu2++4I-=2CuI↓+I
2
或2Cu2++5I-=2CuI↓+I
3
-
I
2+2S
2
O
3
2-=2I-+S
4
O
6
2-
Cu2+与I-之间的反应是可逆的,任何引起Cu2+浓度减小(如形成络合物等)或引起CuI 溶解度增大的因素均使反应不完全,加入过量KI,可使Cu2+的还原趋于完全。

但是,CuI沉
淀强烈吸附I
3
-,又会使结果偏低。

通常的办法是在近终点时加入硫氰酸盐,将CuI
(Ksp=1.1 10-12)转化为溶解度更小的CuSCN沉淀(Ksp=4.8×10-15)。

在沉淀的转化过程
中,吸附的碘被释放出来,从而被Na
2S
2
O
3
溶液滴定,使分析结果的准确度得到提高。

硫氰酸盐应在接近终点时加入,否则SCN-会还原大量存在的I
2
,致使测定结果偏低。

溶液的pH值应控制在3.0~4.0之间。

酸度过低,Cu2+易水解,使反应不完全,结果偏低,而
且反应速率慢,终点拖长;酸度过高,则I-被空气中的氧氧化为I
2
(Cu2+催化此反应),使结果偏高。

Fe3+能氧化I-,对测定有干扰,可加入NH
4HF
2
掩蔽。

NH
4
HF
2
(即NH
4
F·HF)是一种很好的
缓冲溶液,因HF的Ka=6.6×10-4,故能使溶液的pH值保持在3.0~4.0之间。

三、主要试剂
1. KI溶液(2 mol·L-1)
2. Na
2S
2
O
3
溶液(0.1 mol·L-1):称取 25g Na
2
S
2
O
3
·5H
2
O于烧杯中,加入300~500mL
新煮沸经冷却的蒸馏水,溶解后,加入约 0.1g Na
2CO
3
,用新煮沸且冷却的蒸馏水稀释至1L,
贮存于棕色试剂瓶中,在暗处放置3~5天后标定。

3. 淀粉溶液(5g·L-1):称取0.5g可溶性淀粉,加少量的水,搅匀,再加入100mL
沸水,搅匀。

若需放置,可加入少量HgI
2或H
3
BO
3
作防腐剂。

铜合金的分解铜合金的种类较多,主要有黄铜和各种青铜等。

试样可以用HNO3分解,但低价氮的氧化物能氧化I-而干扰测定,故需用浓H2SO4蒸发将它们除去。

也可用H2O2和HCl分解试样:Cu + 2HCl + H2O2 = CuCl2 + 2H2O 煮沸以除尽过量的H2O2
2 含量的测定
<1> Cu2+与过量碘化钾的反应;
在弱酸性溶液中,Cu2+与过量 KI作用,生成CuI沉淀,同时析出定量的 I2:
2Cu2+ + 4I-= 2CuI¯ + I2或 2Cu2+ + 5I-= 2CuI ¯+ I3-通常用HAc-NH4Ac或NH4HF2等缓冲溶液将溶液的酸度控制为pH=3.5~4.0,酸度过低,Cu2+易水解,使反应不完全,结果偏低,而且反应速率慢,终点拖长;酸度过高,则I-被空气中的氧氧化为I2(Cu2+催化此反应),使结果偏高。

Cu2+与I-之间的反应是可逆的,任何引起 Cu2+浓度减小或引起CuI溶解度增加的因素均使反应不完全。

加入过量的KI可使反应趋于完全。

这里KI是Cu2+的还原剂,又是生成的Cu+的沉淀剂,还是生成的I2的络合剂,使生成I3-, 增加I2的溶解度,减少I2的挥发。

由于CuI 沉淀强烈吸咐I3-会使测定结果偏低。

故加入SCN-使CuI(K sp = l.l x l0-12)转化为溶解度更小的CuSCN (K sp= 4.8 x 10-15) ,释放出被吸附的I3-。

<2> 铜的测定。

生成的I2用Na2S2O3标准溶液滴定,以淀粉为指示剂。

由于CuI 沉淀表面吸附I2,使分析结果偏低,终点变色不敏锐。

为了减少CuI对I2的吸附,可在大部分I2被Na2S2O3溶液滴定后,加入NH4SCN,使CuI转化为溶解度更小的CuSCN :CuI + SCN-= CuSCN↓ + I-它基本上不吸附I2,使终点变色敏锐。

试样中有Fe存在时,Fe3+也能氧化I-为I2,2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2↓
可加入NH4F,使Fe3+生成稳定的FeF63-,降低了Fe3+/Fe2+电对的电势,使Fe3+不能将I-氧化为I2。

以上方法也适用于测定铜矿、炉渣、电镀液及胆矾等试样中的铜。

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