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单元四 沉淀滴定法

第四章 沉淀滴定法第一节 概述沉淀滴定法(precipitation titration )是基于沉淀反应为基础的滴定分析方法。

生成沉淀的反应很多,但能用于滴定分析的沉淀反应却不多。

能用于沉淀滴定的化学反应必须符合以下四点要求: 1.沉淀的溶解度足够小(一般小于10-6g/ml ); 2.沉淀反应必须迅速、定量地完成,没有副反应; 3.沉淀的吸附现象不影响滴定结果和终点的确定; 4.有适当方法确定滴定终点。

实际上符合上述条件的沉淀反应的沉淀并不多,而能用于沉淀滴定的主要是一类能生成难溶性银盐的反应:利用生成难溶性银盐反应来进行滴定分析的方法称银量法(argentimetry ):银量法可用于测定Cl -、Br -、I -、CN -、SCN -和Ag +等,也可以测定含有这些离子的化合物(测定前,须经过处理)。

本单元主要讨论银量法的基本原理和应用。

第二节 铬酸钾指示剂法铬酸钾指示剂法又称莫尔(Mohr )法,是以铬酸钾(K 2CrO 4)为指示剂的沉淀滴定法。

一、基本原理及滴定条件 (一)滴定原理指示剂:K 2CrO 4 滴定液: AgNO 3 pH :6.5~10.5终点前:Ag + + Cl - →AgCl ↓(白色) K sp =1.8×10-10终点时:2Ag + + CrO -24→Ag 2CrO 4↓(砖红色) K sp =1.12×10-12(二)滴定条件1.指示剂的用量 指示剂CrO -24的用量多少直接影响滴定分析的准确度。

CrO -24的量加多了,会造成终点提前,产生负误差;反之,CrO -24-的量太少,又会造成终点延迟,产生正误差。

理论上,在化学计量点时:mol/L)(1025.11056.1]Cl []Ag [510sp ---+⨯=⨯===K 要恰好生成砖红色的Ag 2CrO 4,必须满足: 12CrO Ag sp,-242101.1]CrO []A g [42-+⨯==K 则溶液中的浓度为:mol/L)(101.7)1025.1(101.1][Ag ]CrO [325122CrO Ag sp,-2442---+⨯=⨯⨯==K实际滴定时,反应液的总体积通常在50~100ml 之间,因此,加入5%铬酸钾指示剂1~2ml 即可,此时[CrO -24]为2.6×10-3~5.2×10-3mol/L 。

2.溶液的酸度: 近中性或弱碱性( pH=6.5~10.5 )在酸性(pH<6.5)溶液中: CrO -24+ 2H +2H CrO -4 Cr 2O -27+H 2O ,造成终点延迟,甚至不产生沉淀。

在碱性太强(pH ≥10.5)溶液中:则会生成Ag 2O 褐色沉淀。

2Ag ++ 2OH - 2AgOH ↓ → Ag 2O + H 2O因此,铬酸钾指示剂法适用于中性或弱碱性( pH6.5~10.5)溶液。

4.干扰离子的排除:滴定溶液中不应含有能与CrO -24生成沉淀的阳离子(如Ba 2+、Pb 2+、Bi 2+等)或能与Ag +反应生成沉淀的阴离子(如PO -34、AsO -34、S 2-、CO -23、C 2O -24等),也不能含有在中性或微碱性溶液中容易发生水解的离子(如Al 3+、Fe 3+等)及大量的有色离子(如Cu 2+、 Ni 2+、Co 2+等)。

上述离子都会干扰测定,滴定前应预先分离排除。

(三)应用范围铬酸钾指示剂法适用于测定Cl -、Br -、CN -,但不宜用于直接测定I -、SCN -。

这是因为AgI 和AgSCN 对I -和SCN -有较强的吸附作用,使终点变化不明显,影响测定结果。

二、标准溶液市售基准级或一级纯AgNO 3,可直接配成一定浓度的标准溶液。

用分析纯AgNO 3间接法配制:即先配成与所需浓度相近的溶液,铬酸钾作为指示剂,用基准NaCl 来标定。

配制好的AgNO 3标准溶液应存放在棕色试剂瓶中,以避免见光分解。

若存放时间较久,使用前应重新标定。

三、应用示例可溶性的无机卤化物都可用铬酸钾指示剂法进行测定。

例4-1 氯化钠含量的测定精密称取待测氯化钠样品0.11≈0.13g ,于锥形瓶中,加蒸馏水50ml 溶解,再加5% 铬酸钾指示剂1ml ,用0.1000mol/LAgNO 3标准溶液滴定至混悬液恰好呈浅砖红色,即为终点。

记下消耗的AgNO 3滴定液的体积V AgNO3,即可按下式计算NaCl 的百分含量:%10010%333⨯⨯=-sNaCl AgNO AgNO m M V C NaCl例4-2 临床上血清氯的测定准确吸取2.00ml 血清,除去蛋白质后保留血滤液,以K 2CrO 4为指示剂,用AgNO 3标准溶液(T AgNO3/NaCl =1.00×10-3g/ml )滴定,当溶液呈浅砖红色即为终点,根据AgNO 3的用量可以计算出血清Cl -的含量。

按下式计算Cl -的百分含量:%100%33/⨯⨯=--sAgNO ClAgNOV V T Cl第三节铁铵矾指示剂法铁铵矾指示剂法又称佛尔哈德法(V olhard method)是以铁铵矾NH4Fe(SO4)2·12H2O为指示剂,用K SCN或NH4SCN为滴定液,测定银盐和卤素化合物的方法,可分为直接滴定法和返滴定法。

一、直接滴定法指示剂:NH4Fe(SO4)2·12H2O 滴定液:NH4SCN(或KSCN)pH:0≈1 (一)滴定原理在酸性溶液中,以铁铵矾为指示剂,用K SCN或NH4SCN为标准溶液,直接测定含Ag+的溶液。

滴定终点前,SCN-与Ag+生成AgSCN白色沉淀,当滴定至化学计量点附近时,由于溶液中Ag+的浓度已很小,继续滴入SCN-即可与铁铵矾指示剂中的Fe3+反应生成棕红色的[FeSCN]2+配离子,以指示终点。

其滴定反应为:终点前Ag+ + SCN- = AgSC N↓(白色)终点时Fe3+ + SCN- = [FeSCN]2+(淡棕红色)(二)滴定条件1.合适的酸度:滴定应在HNO3酸性(0.1~1 mol/L)溶液中进行,溶液酸度过低,Fe3+容易发生水解,生成棕色沉淀,影响终点的判断。

2.适量的指示剂:50~100ml滴定液中,加入10%铁铵矾指示剂2ml。

3.滴定时充分振摇:滴定过程中,始终要充分振摇,使被AgSCN沉淀吸附的Ag+释放出来,阻止滴定终点提前。

(三)应用范围直接滴定法可以测定Ag+。

二、返滴定法指示剂:NH4Fe(SO4)2·12H2O 滴定液:NH4SCN(或KSCN)、AgNO3pH:0≈1 (一) 滴定原理返滴定法是以铁铵矾为指示剂,用K SCN(或NH4SCN)和AgNO3为标准溶液,测定卤化物。

如以测定Cl-为例,在含有Cl-的酸性溶液中,加入准确并过量的AgNO3标准溶液,使溶液中的Cl-完全沉淀,然后加入适量的铁铵矾指示剂,用K SCN(或NH4SCN)标准溶液滴定剩余的Ag+,滴定反应如下:终点前Ag+(准确过量)+ Cl-→AgCl↓(白色)Ag+(剩余)+ SCN- = AgSC N↓(白色)终点时Fe3+ + SCN- = [FeSCN]2+(淡棕红色)(二)滴定条件1.合适的酸度:同直接滴定法。

2.适量指示剂:同直接滴定法。

3.适当振摇:返滴定法测定Cl-时,开始滴定时也要充分振摇,以防止生成的AgSC N 沉淀吸附Ag+,当滴定到化学计量点即近终点时,要轻轻摇动,以防止AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀(因为AgCl的溶解度比AgSC N大)。

这样就会消耗过多的NH4SC N滴定液,造成一定的误差。

AgCl + SCN-→AgSC N↓ + Cl-防止沉淀转化的措施:1)试液中加入AgNO3为标准溶液后,将溶液加热煮沸使AgCl沉淀凝聚,过滤除去。

2)加入1≈2ml硝基苯或异戊醇等,并强烈振摇,把AgCl沉淀包裹起来,避免发生沉淀转化。

4.测定I -时,必须在加入过量AgNO 3溶液后再加入铁铵矾指示剂,以防止I -被Fe 3+转化。

2 I - + 2Fe 3+ → I 2 + 2 Fe 2+ (三)应用范围 返滴定法可以测定Cl -、Br -、I -、CN -、SCN -等离子。

三、标准溶液常用的标准液为AgNO 3和K SCN (或NH 4SCN )溶液。

(一)AgNO 3标准溶液的配制和标定AgNO 3标准溶液,配制方法与前面相同,但标定时最好选用铁铵矾作为指示剂,这样可以消除方法误差。

(二)NH 4SCN 标准溶液的配制和标定NH 4SCN 试剂中一般都含有杂质,且易吸收空气中水分。

因此,只能用间接法配制:先配成与所需浓度相近的溶液,以铁铵矾为指示剂,用AgNO 3滴定液直接法进行标定。

根据下式可计算出NH 4SCN 的准确浓度。

应用示例 精密称取三氯叔丁醇0.1g ,加乙醇5ml 溶解后,加20%NaOH 溶液5ml 加热回流15分钟,冷至室温,加蒸馏水20ml 与HNO 3 5ml,加入0.1000mol/LAgNO 3滴定液30.00m l ,加邻苯二甲酸二丁酯5m l ,密塞,强力振荡后,加铁铵矾指示剂2m l ,用0.1000mol/LNH 4SCN 滴定液滴定,并将滴定结果用空白试验矫正。

本品在NaOH 溶液中加热回流使三氯叔丁醇分解产生NaCl ,与AgNO 3反应生成AgCl 沉淀,过量的AgNO 3用NH 4SCN 滴定液返滴定。

反应式:Cl 3C -C(CH 3)2-OH + 4NaOH = (CH 3)2CO + 3NaCl + HCOONa + 2H 2O终点前 Ag + (准确过量)+ Cl -→AgCl ↓(白色)Ag +(剩余)+ SCN - = AgSC N ↓ (白色) 终点时 Fe 3+ + SCN - = [FeSCN]2+ (淡棕红色)%10010)]-([31%21.3-23744⨯⨯=sSCN NH m M V V C O H Cl H C 三氯叔丁醇空第四节 吸附指示剂法指示剂:荧光黄(Ka=10-7): pH=7~10 滴定液:AgNO 3二氯荧光黄(Ka=10-4) : pH=4~6 曙红(Ka=10-2): pH=2 ~10吸附指示剂法是以AgNO 3为滴定液,以吸附指示剂确定滴定终点的银量法,又称法扬斯(Fajans method )法。

一、 基本原理及滴定条件 (一)作用原理吸附指示剂是一类有机染料,在溶液中能解离出有色离子,当被带相反电荷的胶状沉淀吸附后,发生结构的改变而引起颜色的变化,以此指示滴定终点。

SCN4NH 3AgNO 3AgNO SCN NH 4V V c c = 例4-3. 三氯叔丁醇的含量测定 药用辅料三氯叔丁醇(C 4H 7Cl 3O.1/2H 2O ), 常用作防腐剂和增塑剂。

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