硫酸銅中銅含量的測定

硫酸銅中銅含量的測定指導(dǎo)老師：吳明君姓名：2017年3月18日硫酸銅中銅含量的測定四川農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，四川雅安625000摘要:銅鹽、礦石或合金中銅含量的測定，最好以純銅作為基準(zhǔn)物利用間接碘量法標(biāo)定NaSO223標(biāo)準(zhǔn)溶液。再用同樣的方法測定銅鹽中的銅含量。本實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)掌握碘量法測銅的原理和方法。關(guān)鍵詞：間接碘量法；純銅；NaSO223ThedeterminationofcoppercontentincoppersulfateSichuanagriculturaluniversitycollegeofscience,SichuanYaan625000Abstract:ItisthebestemploycopperasabenchmarkanddemarcateNaSOstandardsolutionbyindirectiodometryinthedeterminationofcoppercontentinCopper,saltrockandalloy.Then,determinatecoppercontentincoppersulfatebythesameway.Masteringtheprincipleandmethodofmeasuringcopperbyindirectiodometryinthisexperimentisthemostimportantthing.KeyWords:indirectiodometry;finecopper;"NaSQ^前言本實(shí)驗(yàn)選擇碘量法測定銅的含量,其中可以作為基準(zhǔn)物質(zhì)的有重鉻酸鉀，碘酸鉀，溴酸鉀，和純銅.本實(shí)驗(yàn)選擇以純銅為基準(zhǔn)物質(zhì),因?yàn)樵跍y定銅鹽中最好以銅作為基準(zhǔn)物質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)一淀粉為指示劑，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)滴定，加入NaF做掩蔽劑以消除鐵的干擾，反應(yīng)式如下： 2Cu2++4I-==2CuI(+1(為可逆，加KI)2I+I-==I3-2I+2SO2-==SO2-+2I-2 23 46該反應(yīng)必須在弱酸性中溶液(PH=3.5-4.0)中進(jìn)行。因在強(qiáng)酸性溶液中，Cu2+存在催化I-易被空氣中氧氣氧化為碘。在堿性溶液中，Cu2+會(huì)水解而使Cu2+氧化I-不完全。所以實(shí)驗(yàn)中控制溶液的酸度。為了使反應(yīng)完全，必須加入過量的1-。因I2在水中溶解度較小，過量的I-存在，使I2形成I3-，增加I2的溶解度。CuI沉淀表面吸附I,使測定結(jié)果偏低。為此，在用NaSO滴定I到接近終點(diǎn)時(shí)，加2 223 2入KSCN。因CuSCN和CuI的溶解度相近，加入KSCN以后，有一部分CuI參與反應(yīng)：CuI+SCN-==CuSCN；+I-,使CuI吸附的I2釋放出來；同時(shí)由于加入KSCN可以減少KI的用量。但是只能在滴定到接近終點(diǎn)時(shí)才能加入KSCN，否則KSCN將被I還原，使結(jié)果偏低。2碘量法是測定銅含量的經(jīng)典方法，除了該方法，目前也有紫研究人員探索出了新的快速簡便方法。林媚、蔡愛勤［1］采用優(yōu)質(zhì)硫酸銅為標(biāo)準(zhǔn)，在氨性介質(zhì)中，以紫脲酸銨為指示劑，用EDTA滴定法，探討出了快速又簡易的銅含量測定法，其回收率在97,6%-101.0%。由于經(jīng)典方法測銅含量不能完全考慮到亞鐵離子的干擾，而使測量結(jié)果偏低。因此，詹益民［2］對經(jīng)典方法進(jìn)行了改進(jìn)，先用過氧化氫把試樣中的亞鐵氧化成三價(jià)鐵，調(diào)節(jié)酸度后加氟化氫控制溶液PH,且用氟化氫銨掩蔽三價(jià)鐵離子。改進(jìn)后該方法對不純硫酸銅中銅的測定達(dá)到了滿意結(jié)果。1.實(shí)驗(yàn)部分試劑與儀器試劑：蒸餾水、0.05mol/LNaSO溶液、純銅（99.9%以上）、6mol/LHNO溶液、NaF2233溶液、10%KI溶液、1+1和1mol/L的HSO溶液、100g/LKSCN溶液、10g/L淀粉溶液。24儀器：250.0mL容量瓶一個(gè)；堿式滴定管一支；碘量瓶若干；分析天平；量筒若干；玻璃棒、表面皿、燒杯、酒精燈等。實(shí)驗(yàn)步驟Cu2+標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制準(zhǔn)確稱取0.8g左右的純銅，置于250mL燒杯中。（以下分解操作在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行）加入約3mL6mol/LHNO3溶液，蓋上表面皿，放在電熱板上微熱。待銅完全分解后，繼續(xù)加熱幾分鐘。冷卻后，再加入2mL（1+1）HSO蒸發(fā)至冒白煙、近干（切記蒸干），冷卻，定量轉(zhuǎn)24入250.0mL容量瓶中，加水稀釋至刻度。搖勻，從而制得Cu2+的標(biāo)準(zhǔn)溶液。Na2S2O3溶液的標(biāo)定準(zhǔn)確移取25.00mLCu2+的標(biāo)準(zhǔn)溶液于250mL碘量瓶中，加水25mL，2mLNaF溶液，混勻。加入5mL10%KI溶液，立即用待標(biāo)定的Na2S2O3溶液滴定至呈淡黃色。然后加入2mL10g/L淀粉溶液，繼續(xù)滴定至淺藍(lán)色。再加入5mL100g/LKSCN溶液，搖勻后溶液藍(lán)色轉(zhuǎn)深，再繼續(xù)滴定至藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)槊咨ù藭r(shí)為CuSCN懸浮液）。平行測定6次。計(jì)算Na2S2O3溶液的濃度。硫酸銅中銅含量的測定精確稱取硫酸銅試樣（每份相當(dāng)于20~30mLNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液）于250mL碘量瓶中，加入3mL1mol/L的H$04溶液溶解試樣，再加入30mL"水J以下操作同細(xì)町代溶液的標(biāo)定”滴定結(jié)束，記下消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，并計(jì)算試樣中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。條件實(shí)驗(yàn)（1） 硫酸銅中銅含量的測定時(shí)要加入少量的NaF溶液，掩蔽Fe3+，以免可能存在的Fe3+氧化I-對實(shí)驗(yàn)造成影響。（2） 淀粉作為間接碘量法的指示劑，應(yīng)在滴定終點(diǎn)前加入。（3） 待滴定至溶液接近終點(diǎn)，要注意每加一滴Na2S2O3都需充分搖勻，最好每滴間隔2-3s，注意滴到顏色突變終點(diǎn)。結(jié)果NaSO溶液的標(biāo)定223稱取純銅的質(zhì)量為0.7604g，配制Cu2+標(biāo)準(zhǔn)溶液。每次移取25.00mLCu2+標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定Na2S2O3濃度結(jié)果如表1所示。表1Na2S2O3溶液的標(biāo)定TOC\o"1-5"\h\z平行測定次數(shù) 1 23456VNaSO（初） /mL 0.12 0.10 0.12 0.08 0.20 0.15223VNaso（終）/mL 25.12 25.07 25.13 25.05 25.12 25.15VNaSO/mL22325.0024.9725.0124.9724.9225.00cNaSO(mol/L)2230.047860.047920.047850.047920.048020.04786cNaSO(mol/L)0.04791由nCu2+=nSO2-可得c =0.04791mol/L。通過6組數(shù)據(jù)可計(jì)算出NaSO濃度的相23 Na2S2O3 223對標(biāo)準(zhǔn)偏差及置信區(qū)間。由，s=近(￡—c)2/(n-1)RSD=s/c*100%計(jì)算得s=6.4*10-5，RSD=0.13%在置信度為95%時(shí)，查表得，t0.05,5=2.57由，卩=c±t$Vns,f計(jì)算得N^SO濃度置信區(qū)間為尸(0.04791±0.00007)mol/L硫酸銅中銅含量的測定每次移取0.3g左右硫酸銅樣品，配成溶液。用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液重復(fù)滴定，結(jié)果如表2所示。表2硫酸銅中銅含量的測定平行測定次數(shù)12345mCuSO.5HO/g4 20.30210.30840.30780.30450.3040VNaSO(初)/mL2230.050.100.100.100.09VNaSO(終)/mL22325.7226.4026.2526.0025.80VNaSO/mL2 2 325.6726.3026.1525.9025.71WCu/%25.8725.9625.8625.8925.75WCu/%25.87通過5組數(shù)據(jù)及WCu=25.87%，可計(jì)算出WCu的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差及置信區(qū)間。由，s=近(c—c)2/(n-1)RSD=s/c*100%計(jì)算得s=0.00078，RSD=0.30%在置信度為95%時(shí)，查表得，t0.05,5=2.57由，W±t〃丁ns,f計(jì)算得銅含量的置信區(qū)間為尸(25.87±0.0009)%討論4.1結(jié)果分析標(biāo)定NaSO濃度的置信區(qū)間為c=(0.04791±0.00007)mol/L，其RSD=0.13%〈0.2%223(n=6,P=95%),說明該結(jié)果在誤差許可范圍內(nèi)，可以將該溶液作為標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定其他溶液。測定硫酸銅中銅含量的結(jié)果為曲(25.87±0.0009)%，其RSD=0.30%>0.2%(n=5,P=95%)。相對標(biāo)準(zhǔn)誤差較大，表明本次實(shí)驗(yàn)存在明顯誤差。誤差分析碘量法造成誤差一方面是I2易揮發(fā)，造成實(shí)驗(yàn)誤差：防止I2的揮發(fā)的措施：a)使用碘量瓶在室溫下進(jìn)行滴定。b)加入過量I-使I2生成I3-,增大其溶解度。另一方面是I-易被氧化：防止I-被氧化的措施：a)避光滴定。b)生成I2后，立即用Na2S203滴定，滴定速度適當(dāng)加快。樣品雜質(zhì)造成誤差硫酸銅樣品中存在少量Fe3+能氧化I-生成I2，雖然加入了NaF作為掩蔽劑，但存在掩蔽不完全，對實(shí)驗(yàn)帶來誤差。滴定誤差由于滴定過程復(fù)雜，各階段顏色不同，每次加入NaF、淀粉、KSCN的時(shí)間段也不同，造成反應(yīng)不同，對平行測定影響較大。滴定過程中操作不規(guī)范也可能造成實(shí)驗(yàn)誤差。感謝感謝吳明君老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)的團(tuán)結(jié)合作與配合。感謝四川農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院實(shí)驗(yàn)室老