硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定
实验九 硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定一、目的1.掌握 Na2S2O3 溶液的配制方法和保存条件2.了解标定 Na2S2O3 溶液浓度的原理和方法二、原理结晶 Na2S2O35H2O 一般都含有少量的杂质，如 S、Na 2SO3、Na 2SO4、Na 2CO3 及 NaCl等。同时还容易风化和潮解。因此，不能用直接法配制标准溶液。Na2SO3 溶液易受空气和微生物等的作用而分解，其分解原因是：1.与溶解于溶液中的 CO2 的作用 硫代硫酸钠在中性或碱性溶液中较稳定，当 pH4.6 时极不稳定，溶液中含有 CO2 时会促进 Na2S2O3 分解：Na2S2O3+ H2O + CO2 NaHCO 3 + NaHSO3此分解作用一般都在制成溶液后的最初 10 天内进行,分解后一分子的 Na2S2O3 变成了一分子的 NaHSO3 。一分子 Na2S2O3 只能和一个碘原子作用，而一分子的 NaHSO3 且能和 2个碘原子作用。因而使溶液浓度（对碘的作用）有所增加，以后由于空气的氧化作用浓度又慢慢的减小。在 pH910 间 Na2S2O3 溶液最为稳定，在 Na2S2O3 溶液中加入少量 Na2CO3 （使其在溶液中的浓度为 0.02% ）可防止 Na2S2O3 的分解。2.空气氧化作用2Na2S2O3+O2 2Na 2SO4+ 2S3.微生物作用 这是使 Na2S2O3 分解的主要原因。Na2S2O3 Na2SO3 + S 为避免微生物的分解作用，可加入少量 HgI2(10mg/L) 。为减少溶解在水中的 CO2 和杀死水中微生物，应用新煮沸冷却后的蒸馏水配置溶液。日光能促进 Na2S2O3 溶液的分解，所以 Na2S2O3 溶液应贮存于棕色试剂瓶中，放置于暗处。经 814 天后再进行标定，长期使用的溶液应定期标定。标定 Na2S2O3 溶液的基准物有 K2Cr2O7 、KIO 3 、KBrO 3 和纯铜等，通常使用K2Cr2O7 基准物标定溶液的浓度，K 2Cr2O7 先与 KI 反应析出 I2：Cr2O72- + 6I- +14H+ = 2Cr2+ + 3I2 +7H2O析出 I2 的再用 Na2S2O3 标准溶液滴定：I2 + 2S2O32- = S4O62- +2I-这个标定方法是间接碘量法的应用实例。三、试剂1. Na2S2O35H2O（固）2. Na2CO3（固）3. KI（固）4. K2Cr2O7 （固）A R 或 G R。5. 2mol/LHCl6. 5%淀粉溶液 0.5g 淀粉，加少量水调成糊状，倒入 100ml 煮沸的蒸馏水中，煮沸 5分钟冷却。四、操作步骤1. 0.1mol/LNa2S2O3 溶液的配制（1）先计算出配制约 0.1mol/LNa2S2O3 溶液 400ml 所需要 Na2S2O35H2O 的质量。（2） 在台秤上称取所需的 Na2S2O35H2O 量， 放入 500ml 棕色试剂瓶中， 加入100ml 新煮沸经冷却的蒸馏水，摇动使之溶解，等溶解完全后加入 0.2g Na2CO3， 用新煮沸经冷却的蒸馏水稀释至 400ml，摇匀，在暗处放置 7 天后，标定其浓度。2. 0.017mol/L K2Cr2O7 配制 准确称取经二次重结晶并在 1500C 烘干 1 小时的 K2Cr2O71.21.3g 左右于 150ml 小烧杯中，加蒸馏水 30ml 使之溶解（可稍加热加速溶解） ，冷却后，小心转入 250ml 容量瓶中，用蒸馏水淋洗小烧杯三次，每次洗液小心转入 250ml 容量瓶中，然后用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，计算出 K2Cr2O7 标液的准确浓度。3. Na2S2O3 溶液的标定 用 25ml 移液管准确吸取 K2Cr2O7 标准溶液两份，分别放入 250ml 锥形瓶中，加固体KI1g 和 2mol/LHCl15ml，充分摇匀后用表皿盖好，放在暗处 5 分钟，然后用 50ml 蒸馏水稀释， 用 0.1mol/L Na2S2O3 溶液滴定到呈浅黄绿色，然后加入 0.5%淀粉溶液 5ml，继续滴定到蓝色消失而变为 Cr3+的绿色即为终点。根据所取的 K2Cr2O7 的体积、浓度及滴定中消耗 Na2S2O3 溶液的体积，计算 Na2S2O3 溶液准确浓度。五、思考题1. Na2S2O3 标准溶液如何配制？如何标定？2. 用 K2Cr2O7 作基准物标定 Na2S2O3 溶液浓度时，为什么要加入过量的 KI 和加入 HCl溶液？为什么要放置一定时间后才加水稀释？如果（1）加 KI 不加 HCl 溶液；（2）加酸后不放置暗处；（3）不放置或少放置一定时间即加水稀释会产生什么影响？3. 写出用 K2Cr2O7 溶液标定 Na2S2O3 溶液的反应式和计算浓度的公式。实验十 硫酸铜中铜含量的测定(碘量法)一、目的掌握用碘量法测定铜的原理和方法二、基本原理在弱酸性溶液中 Cu2+与过量 KI 作用生成 CuI 沉淀，同时析出确定量的 I2， 反应如下；2Cu2+ +4I- =2CuI+ I2析出的 I2 以淀粉为指示剂， 用 Na2S2O3 标准溶液滴定：I2+ 2S2O32- = 2I- + S4O62-上述反应是可逆的， 为了促使反应能趋于完全 , 实际上必须加入过量的 KI， 同时由于 CuI 沉淀强烈地吸附 I2，使测定结果偏低。如果加入 KSCN 可使 CuI(Ksp=5.0610-12)转化为溶解度更小的 CuSCN(Ksp=4.810-15) 。CuI+SCN- = CuSCN + I-这样不但可以释放出被吸附的 I2， 而且反应时再生出来的 I-与未反应的 Cu2+发生作用。在这种情况下， 可以使用较少的 KI 而使反应进行得更完全。但 KSCN 只能在接近终点时加入， 否则 SCN-可能直接还原 Cu2+而使结果偏低：6Cu2+ +7SCN- +4H2O =6CuSCN + SO42- +HCN +7H+为防止铜盐水解， 反应必须在酸性溶液中进行，酸度过低，Cu 2+氧化 I-不完全，结果偏低而且反应速度慢、终点拖长； 酸度过高，则 I-被空气氧化为 I2，使 Cu2+的测定结果偏高。大量 Cl-能与 Cu2+络合，I -不能从 Cu2+的氯络合物中将 Cu2+定量地还原，因此，最好用H2SO4 而不用 HCl。矿石或合金中的铜也可用碘量法测定。但必须设法防止其它能氧化 I-的物质（如 NO3- 、Fe 3+等）的干扰。防止的方法是加入掩蔽剂以掩蔽干扰离子（例如使 Fe3+生成 FeF63-而被掩蔽）或在测定前将它们分离除去。 若有 As(V)、Sb(V) 存在，应将 pH 调至 4，以免它们氧化 I-。三、试剂1KI（固） 。21mol/L Na 2S2O3 标准溶液。3KSCN （固） 。41mol/L H 2SO4.50.5%的淀粉溶液。四、操作步骤准确移取硫酸铜试样 0.50.6g（称准至 0.0002g）两份，分别放于两个 250ml 锥形瓶中。加 1mol/L H2SO4 5ml 和 100ml 蒸馏水溶解， 加 KI1g，立即用 Na2S2O3 标准溶液滴定至浅黄色，然后加入 0.5%淀粉溶液 3ml，继续滴定到呈浅蓝色，再加入 1gKSCN，摇匀后，溶液蓝色转深，继续用 Na2S2O3 标准溶液滴定至蓝色刚好消失，此时溶液为米色 CuSCN 悬浮液。根据滴定结果，计算硫酸铜中铜的百分含量。五、思考题1硫酸铜易溶于水， 为什么溶解时要加 H2SO4？2用碘量法测定铜含量时加入 KSCN 的目的何在？3测定反应为什么一定要在弱酸性溶液中进行？能否用 HCl 代替 H2SO4？为什么？
