
四氧化三铅组成的测定.doc
4页1四氧化三铅组成的测定一、实验目的1.测定 Pb3O4 的组成2.进一步练习碘量法操作3.学习用 EDTA 测定溶液中的金属离子二、实验原理Pb3O4 为红色粉末状固体,欲称铅丹或红丹该物质为混合价态氧化物,其化学式可写成 Pb2PbO4, 即式中氧化数为 +2 的 Pb 占 2/3,而氧化数为 +4 的 Pb 占 1/3但根据其结构,Pb3O4 应为铅酸 Pb2PbO4 或者 2PbO•PbO2Pb3O4 与 HNO3 反应时,由于 PbO2 的生成,固体的颜色很快从红色变为棕黑色:很多金属离子均能与多齿配体 EDTA 以 1:1 的比例生成稳定的螯合物,以 +2 价金属离子 M2+为例,其反应如下:因此,只要控制溶液的 pH,选用适当的指示剂,就可用 EDTA 标准溶液,对溶液中的特定金属离子进行定量测定本实验中 Pb3O4 经 HNO3 作用分解后生成的 Pb2+,可用六亚甲基四胺控制溶液的 pH 为 5~6,以二甲酚橙为指示剂,用 EDTA 标准液进行测定PbO2 是种很强的氧化剂,在酸性溶液中,它能定量地氧化溶液中的 I-:从而可用碘量法来测定所生成的 PbO2三、实验药品及仪器固体药品:四氧化三铅(A.R.) 、碘化钾(A.R.)HNO 3( 6M) 、EDTA (A.R)、Na 2S2O(A.R) 、 K2Cr2O7(A.R)、ZnSO 4(A.R)液体药品:NaAc-HAc(1:1)混合液、氨水(1:1 ) 、六亚甲基四胺(20%) 、淀粉(2%) 、HCl(6 mol·L-1)、二甲酚橙(0.2% )仪器:天平、称量纸、量筒(10mL,100mL ) 、烧杯(50mL) 、锥形瓶(250mL) 、碘量瓶(250mL) 、酸式滴定管(50mL) 、碱式滴定管(50mL) 、洗瓶四、实验步骤1.Pb 3O4 的分解用差量法准确称取干燥的 Pb3O4 0.5g 转移至离心试管中,加入 2mL6mol·L-1 的 HNO3溶液,用毛细玻璃棒搅拌,使之充分反应,可以看到红色的 Pb3O4 很快变为棕黑色的PbO2。
然后用离心机离心分离,离心液转移至锥形瓶中,并用蒸馏水少量多次地洗涤固体,洗涤液一并转入锥形瓶中,沉淀供下面实验用2.PbO 含量的测定把 1 中离心液和洗涤液全部转入锥形瓶中,往其中加入 6~8 滴二甲酚橙指示剂,并逐2滴加入 1:1 的氨水,至溶液由黄色变为橙色,再加入 20%的六亚甲基四胺至溶液呈稳定的紫红色(或橙红色) ,再过量 5mL,此时溶液的 pH 为 5~6然后以 EDTA 标准液滴定溶液由紫红色变为设宴黄色时,即为终点记下所消耗的 EDTA 溶液的体积3.PbO 2 含量的测定将上述固体 PbO2 连同滤纸一并置于另一只锥形瓶中,往其中加入 30mL HAc 与 NaAc混合液,再向其中加入 0.8g 固体 KI,摇动锥形瓶,使 PbO2 全部反应而溶解,此时溶液呈透明棕色以 Na2S2O3 标准溶液滴定至溶液呈淡黄色时,加入 1ml2%淀粉液,继续滴定至溶液蓝色刚好褪去为止,记下所用去的 Na2S2O3 溶液的体积五、备注标准溶液的配制和标定1.0.02 mol·L -1EDTA 标准溶液配制和标定EDTA 难溶于水,22℃时其溶解度为 0.02g/100mL(约为 0.005mol·L-1) ,通常使用其二钠盐配制标准溶液。
乙二胺四乙酸二钠盐的溶解度为 11.1g/100mL(22℃),可以配成浓度为 0.3mol·L-1 以上的溶液,其水溶液的 pH=4.4,通常采用间接法配制标准溶液1)配制 0.02mol·L-1EDTA 溶液用台秤称取 2.0 g 乙二胺四乙酸二钠盐(Na 2H2Y·2H2O)于 200 mL 温热水中,溶解,稀释至 250 mL,摇匀长期放置时,应贮存于聚乙烯瓶中2)配制 0.020 mol·L-1Zn2+标准溶液 准确称取 ZnSO4·7H2O 1.2~1.5 g 于 250 mL 烧杯中,加入 100mL 水溶解后,定量转移至 250mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,计算其标准溶液的准确浓度3)EDTA 溶液浓度的标定 用移液管移取 25.00 mL 锌标准溶液于 250mL 锥形瓶中,加入 2mL1:5HCl 及 15mL20%六次甲基四胺缓冲溶液, 加 1~2 滴 0.2%二甲酚橙指示剂,用 EDTA 滴定至溶液由紫红色变为亮黄色,即为终点记录所消耗的 EDTA 体积平行滴定三次计算 EDTA 的准确浓度 2.0.05 mol·L -1Na2S2O3 标准溶液配制和标定固体试剂 Na2S2O3·5H2O 通常含有一些杂质,且易风化和潮解,因此,Na 2S2O3 标准溶液采用标定法配制。
通常采用 K2Cr2O7 作为基准物,以淀粉为指示剂,用间接碘量法标定 Na2S2O3 溶液因为 K2Cr2O7 与 Na2S2O3 的反应产物有多种,不能按确定的反应式进行,故不能用K2Cr2O7 直接滴定 Na2S2O3而应先使 K2Cr2O7 与过量的 KI 反应,析出与 K2Cr2O7 计量相当的 I2,再用 Na2S2O3 溶液滴定 I2,反应方程式如下: HICrHCr 237 71466432SIS3Cr2O72-与 I-的反应速度较慢,为了加快反应速度,可控制溶液酸度为 0.2~0.4mol·L -1,同时加入过量的 KI,并在暗处放置一定时间但在滴定前须将溶液稀释以降低酸度,以防止 Na2S2O3 在滴定过程中遇强酸而分解1)0.05 mol·L -1Na2S2O3 溶液称取 6.5g Na2S2O3·5H2O,溶于 500mL 新煮沸的冷蒸馏水中,加 0.1g Na2CO3,保存于棕色瓶中,放置一周后进行标定2)配制 K2Cr2O7 标准溶液准确称取在 140~150℃下烘干 2 h 的基准试剂 K2Cr2O7 约 0.7 g 于烧杯中,加适量水溶解后定量移入 250 mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
计算其准确浓度3)Na 2S2O3 溶液的标定用移液管吸取 25 mL K2Cr2O7 标准溶液于 250 mL 锥形瓶中,加 6mL6mo1/L HCl,加入 1g 固体 KI摇匀后盖上表面皿,于暗处放置 5min然后用 100mL 水稀释,用 Na2S2O3溶液滴定至浅黄绿色后加入 2 mL 淀粉指示剂,继续滴定至溶液蓝色消失并变为绿色即为终点平行测定 3 次六、实验数据及处理1.EDTA 的滴定表 1 EDTA 的滴定次数项目1 2V(Zn2+)/mLC(Zn2+)/mol·L-1V(EDTA)终读数/mLV(EDTA)初读数/mLV(EDTA)/mLC(EDTA) mol·L-1平均 C(EDTA) mol·L-12.Na 2S2O3 滴定表 2 Na2S2O3 的滴定次数项目1 2V(K2Cr2O7)/mLC(K2Cr2O7)/mol·L-14V(Na2S2O3)终读数/mL V(Na2S2O3)初读数/mLV Na2S2O3)/mLC(Na2S2O3) mol·L-1平均 C(Na2S2O3) mol·L-13.Pb 3O4 的分解表 3 Pb3O4 的分解药品 Pb3O4/g HNO3/ 6mol·L-1用量4.PbO 含量的测定表 4 PbO 含量的测定药品 二甲酚橙 1:1 的氨水 六亚甲基四胺 EDTA/mL用量或现象5.PbO 2 含量的测定表 5 PbO2 含量的测定药品 HAc NaAc 混合液 KI(s) 2%淀粉液 Na2S2O3用量6.计算由上述实验计算出试样中 +2 价铅与 +4 价铅的摩尔比,以及 Pb3O4 在试样中的质量分数。
本实验要求,+2 价铅与 +4 价铅摩尔比为 2 ±0.05,Pb 3O4 在试样中的质量分数应大于或等于 95%方为合格。
