碘和硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定.doc

碘和硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定一、目的原理實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握I2和Na2S2O3溶液的配制方法與保存條件，配制0.05mol/dm3I2及Na2S2O3溶液；2 了解標(biāo)定I2及Na2S2O3溶液濃度的原理和方法；3 掌握直接碘法和間接碘法的測(cè)定條件。實(shí)驗(yàn)原理碘法用的標(biāo)準(zhǔn)溶液主要有硫代硫酸鈉和碘標(biāo)準(zhǔn)溶液兩種。用升華法可制得純粹的I2，純I2可用作基準(zhǔn)物，用純I2可按直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。如用普通的I2配標(biāo)準(zhǔn)溶液，則應(yīng)先配成近似濃度，然后再標(biāo)定。I2微溶于水而易溶于KI溶液，但在稀的KI溶液中溶解得很慢，所以配制I2溶液時(shí)不能過(guò)早加水稀釋，應(yīng)先將I2與KI混合，用少量水充分研磨，溶解完全后再稀釋。I2與KI間存在如下平衡I2 + I- = I-3游離I2容易揮發(fā)損失，這是影響碘溶液穩(wěn)定性的原因之一。因此溶液中應(yīng)維持適當(dāng)過(guò)量的I-離子，以減少I2的揮發(fā)?？諝饽苎趸疘-離子，引起I2濃度增加4 I- + O2 + 4 H+ = 2 I2 + 2 H2O此氧化作用緩慢，但能為光、熱及酸的作用而加速，因此I2溶液應(yīng)貯于棕色瓶中置冷暗處保存。I2能緩慢腐蝕橡膠和其他有機(jī)物，所以I2溶液應(yīng)避免與這類物質(zhì)接觸。標(biāo)定I2溶液濃度的最好方法是用三氧化二砷As2O3(俗名砒霜，劇毒!)作基準(zhǔn)物。As2O3難溶于水，易溶于堿性溶液中生成亞砷酸鹽：As2O3 + 6 OH- 2 AsO33- + 3 H2O亞砷酸鹽與I2的反應(yīng)是可逆的AsO33-+I2+H2O AsO43-+2I-+2H+隨著滴定反應(yīng)的進(jìn)行，溶液酸度增加，反應(yīng)將反方向進(jìn)行，即AsO3-4離子將氧化I-離子，使滴定反應(yīng)不能完成。但是又不能在強(qiáng)堿溶液中進(jìn)行滴定，因此一般在酸性溶液中加入過(guò)量NaHCO3，使溶液的pH值保持在8左右，所以實(shí)際上滴定反應(yīng)是：I2+ AsO33-+2HCO3- = 2 I- + AsO43- + 2CO2 + H2OI2溶液的濃度，也可用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)標(biāo)定。硫代硫酸鈉(Na2S2O35H2O)一般都含有少量雜質(zhì)，如S、Na2SO3、Na2SO4、Na2CO3及NaCl等，同時(shí)還容易風(fēng)化和潮解，因此不能直接配制準(zhǔn)確濃度的溶液。Na2S2O3溶液易受空氣和微生物等的作用而分解：(1)溶解的CO2的作用：Na2S2O3在中性或堿性溶液中較穩(wěn)定，當(dāng)pH4.6時(shí)即不穩(wěn)定。溶液中含有CO2時(shí)，它會(huì)促進(jìn)Na2S2O3分解Na2S2O3 + H2CO3 NaHSO3 + NaHCO3 + S此分解作用一般發(fā)生在溶液配成后的最初十天內(nèi)。分解后一分子Na2S2O3變成了一分子NaHSO3，一分子Na2S2O3只能和一個(gè)碘原子作用，而一分子NaH3卻能和二個(gè)碘原子作用，因此從應(yīng)能力看溶液的濃度增加了。以后由于空氣的氧化作用，濃度又慢慢減小。在pH=9-10間硫代硫酸鹽溶液最為穩(wěn)定，所以要在Na2S2O3溶液中加入少量NaHCO3。(2)空氣的氧化作用： 2Na2S2O3+O2 2Na2SO4 + 2S(3)微生物的作用：這是使Na2S2O3分解的主要原因。為了避免微生物的分解作用，可加入少量HgI2 (10mg /dm3)。為了減少溶解在水中的CO2和殺死水中微生物，應(yīng)用新煮沸后冷卻的蒸餾水配制溶液并加入少量Na2CO3(濃度約為0.02%)，以防止Na2S2O3分解。日光能促進(jìn)Na2S2O3溶液分解，所以Na2S2O3溶液應(yīng)貯于棕色瓶中，放置暗處，經(jīng)8-14d再標(biāo)定。長(zhǎng)期使用的溶液應(yīng)定期標(biāo)定。若保存得好可每?jī)稍聵?biāo)定一次。通常用K2Cr2O7作基準(zhǔn)物標(biāo)定Na2S2O3溶液的濃度。K2Cr2O7先與KI反應(yīng)析出I2Cr2O72- + 6 I- + 14 H+ = 2 Cr3+ + 3 I2 + 7H2O析出的I2再用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定I2 + 2 S2O32- S4O62- + 2 I-這個(gè)標(biāo)定方法是間接碘法的應(yīng)用。儀器藥品Na2S2O35H2O(固)，Na2CO3(固)，KI(固)，As2O3(A.R.或基準(zhǔn)試劑)，I2(固)，可溶性淀粉，K2Cr2O7 (A.R.或基準(zhǔn)試劑)。10%KI溶液，2mol/dm3HCl溶液，1mol/dm3NaOH溶液，4%NaHCO3溶液，0.5mol/dm3H2SO4溶液，1%酚酞溶液。過(guò)程步驟一、 0.05mol/dm3I2溶液的配制稱取13g I2和40g KI置于小研缽或小燒杯中，加水少許，研磨或攪拌至I2全部溶解后，轉(zhuǎn)移入棕色瓶中，加水稀釋至一升，塞緊，搖勻后放置過(guò)夜再標(biāo)定。二、0.1mol/dm3Na2S2O3溶液的配制一般分析使用0.1mol/dm3Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液，如果選擇的測(cè)定實(shí)驗(yàn)需用0.05mol/dm3(或其他濃度)Na2S2O3溶液，則此處應(yīng)配制0.05mol/dm3(或其他濃度)的標(biāo)準(zhǔn)溶液。稱取25gNa2S2O35H2O于500ml燒杯中，加入300ml新煮沸已冷卻的蒸餾水，待完全溶解后，加入0.2gNa2CO3，然后用新煮沸已冷卻的蒸餾水稀釋至一升，貯于棕色瓶中，在暗處放置7-14d后標(biāo)定。三、0.05mol/dm3I2溶液濃度的標(biāo)定(1)用As2O3標(biāo)定：準(zhǔn)確稱取在H2SO4干燥器中干燥24h的As2O3，置于250ml錐形瓶中，加入1mol/dm3NaOH溶液10ml，待As2O3完全溶解后，加1滴酚酞指示劑，用0.5mol/dm3 H2SO4溶液或HCl溶液中和至成微酸性，然后加入25ml 4% NaHCO3溶液和1ml1%淀粉溶液，(加入NaHCO3溶液時(shí)，應(yīng)用小表皿蓋住瓶口，緩緩加入，以免發(fā)泡劇烈而引起濺失，反應(yīng)完畢，將表皿上的附著物洗入錐形瓶中)。再用I2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至出現(xiàn)藍(lán)色，即為終點(diǎn)。(I2能與橡膠發(fā)生作用，因此I2溶液不能裝在堿式滴定管中。) 根據(jù)I2溶液的用量及As2O3的質(zhì)量計(jì)算I2標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。(2)用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定：準(zhǔn)確吸取25ml I2標(biāo)準(zhǔn)溶液置于250ml碘量瓶中，加50ml水，用0.1mol/dm3 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至呈淺黃色后，加入1%淀粉溶液1ml，用Na2S2O3溶液繼續(xù)滴定至藍(lán)色恰好消失，即為終點(diǎn)。淀粉指示劑不能過(guò)早加入，則大量的I2與淀粉結(jié)合成藍(lán)色物質(zhì)，這一部分I2不容易與Na2S2O3反應(yīng)，因而使滴定發(fā)生誤差。也可用I2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定預(yù)先加有淀粉指示劑的一定量Na2S2O3溶液。根據(jù)Na2S2O3及I2溶液的用量和Na2S2O3溶液的濃度，計(jì)算I2標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。四、0.1mol/dm3Na2S2O3溶液濃度的標(biāo)定準(zhǔn)確稱取已烘干的K2Cr2O7(A.R.，其質(zhì)量相當(dāng)于20-30ml 0.1mol/dm3Na2S2O3溶液)于250ml碘量瓶中，加入10-20ml水使之溶解。再加入20ml 10%KI溶液(或2g固體KI)和6mol/dm3 HCl溶液5ml，混勻后用表皿蓋好，放在暗天處5min。如果Na2S2O3溶液濃度較稀，標(biāo)定用的K2Cr2O7稱取量較小時(shí)，可采用大樣的辦法，即稱取5倍量(按消耗2030ml Na2S2O3計(jì)算的量)的K2Cr2O7溶于水后，配成100ml溶液，再吸取20ml進(jìn)行標(biāo)定。K2Cr2O7與KI的反應(yīng)不是立刻完成的，在稀溶液中反應(yīng)更慢，因此應(yīng)等反應(yīng)完成后再加水稀釋。在上述條件下，大約經(jīng)5min反應(yīng)即可完成。用50ml水稀釋，用0.1mol /dm3Na2S2O3溶液滴定到呈淺黃綠色。加入1%淀粉溶液1ml，繼續(xù)滴定至藍(lán)色變綠色，終點(diǎn)滴定完了的溶液放置后會(huì)變藍(lán)色。如果不是很快變藍(lán)(經(jīng)過(guò)510min)，那就是由于空氣氧化所致。如果很快而且又不斷變藍(lán)，說(shuō)明K2Cr2O7和KI的作用在滴定前進(jìn)行得不完全，溶液稀釋得太早。遇此情況，實(shí)驗(yàn)應(yīng)重做。生成的Cr3+離子顯藍(lán)綠色，妨礙終點(diǎn)觀察。滴定前預(yù)先稀釋，可使Cr3+離子濃度降低，藍(lán)綠色變淺，終點(diǎn)時(shí)溶液由藍(lán)變到綠，容易觀察。同時(shí)稀釋也使溶液的酸度降低，適于用Na2S2O3滴定I2。根據(jù)K2Cr2O7的質(zhì)量及消耗的Na2S2O3溶液體積，計(jì)算Na2S2O3溶液的濃度。分析思考1 如何配制和保存濃度比較穩(wěn)定的I2和Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液?2 用As2O3作基準(zhǔn)物標(biāo)定I2溶液時(shí)，為什么先要加酸至呈微酸性，還要加入NaHCO3溶液?As2O3與I2的化學(xué)計(jì)量關(guān)系是什么?3 用K2Cr2O7作基準(zhǔn)物標(biāo)定Na2S2O3溶液時(shí)，為什么要加入過(guò)量的KI和HCl溶液?為什么放置一定時(shí)間后才加水稀釋?如果：(1)加KI溶液而不加HCl溶液，(2)加酸后不放置暗處，(3)不放置或少放置一定時(shí)間即加水稀釋，會(huì)產(chǎn)生什么影響?4 為什么用I2溶液滴定Na2S2O3溶液時(shí)應(yīng)預(yù)先加入淀粉指示劑?而用Na2S2O3滴定I2溶液時(shí)必須在將近終點(diǎn)之前才加入?5 馬鈴薯和稻米等都含淀粉，它們的溶液是否可用作指示劑?6 淀粉指示劑的用量為什么要多達(dá)1ml(1%)?和其他滴定方法一樣，只加幾滴行不行?7 如果分析的試樣不同，Na2S2O3和I2標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度是否都應(yīng)配成0.1mol/dm3和0.05mol/dm3?8 如果Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液是用來(lái)分析銅的，為什么可用純銅作基準(zhǔn)物標(biāo)定Na2S4O3溶液的濃度?