1、硫酸铜中铜含量的测定【摘 要】本实验利用碘量法测定了硫酸铜中铜的含量。最终，得到铜的含量为24.88%0.03%，实验的相对标准偏差为 0.09% 。【关键词】碘量法 ；硫酸铜 ；铜1 引言硫酸铜的分析方法有国家标准 1，该方法是在样品中加入碘化钾，样品中的二价铜离子在微酸性溶液中能被碘化钾还原，而生成难溶于稀酸的碘化亚铜沉淀。以淀粉为指示剂用硫代硫酸钠标准溶液滴定，化学反应为： 2+- 22-346Cu I =uI +ISO矿石和合金中的铜也可以用碘量法测定。但必须设法防止其他能氧化 的物质（如-I、 等）的干扰。防止的方法是加入掩蔽剂以掩蔽干扰离子（比如使 生成-3NO+Fe 3+Fe配离
2、子而被掩蔽）或在测定前将它们分离除去。若有 As（） 、Sb（）存在，则应-6I将 pH 调至 4，以免它们氧化 。-I间接碘量法以硫代硫酸钠作滴定剂，硫代硫酸钠（Na 2S2O35H2O）一般含有少量杂质，比如 S、Na 2SO3、Na 2SO4、Na 2CO3及 NaCl 等，同时还容易风化和潮解，不能直接配制准确浓度的溶液，故配好标准溶液后还应标定其浓度。本实验就是利用此方法测定 CuSO4中铜的含量，以得到 CuSO4试剂的纯度。2 实验部分2.1 试剂与仪器Na2S2O35H2O；Na 2CO3（固体） ；纯铜（99.9% 以上） ；6 molL-1HNO3溶液；100 gL-1KI
3、 溶液； 1+1 和 1 molL-1H2SO4溶液；100 gL -1KSCN 溶液；10 gL -1淀粉溶液电子天平；碱式滴定管；碘量瓶2.2 实验方法2.2.1 0.05 molL-1Na2S2O3溶液的配制：称取 12.5 g Na2S2O35H2O 于烧杯中，加入约 300 mL新煮沸后冷却的蒸馏水溶解，加入约 0.2 g Na2CO3固体，然后用新煮沸且冷却的蒸馏水稀释至 1 L，贮于棕色试剂瓶中，在暗处放置 12 周后再标定。2.2.2 0.05 molL-1Cu2+标准溶液的配制：准确称取 0.8 g 左右的铜片，置于 250 mL 烧杯中。 （以下分解操作在通风橱内进行）加入
4、约 3 mL 6 molL-1HNO3，盖上表面皿，放在酒精灯上微热。待铜完全分解后，慢慢升温蒸发至干。冷却后再加入 H2SO4（1+1）2 mL 蒸发至冒白烟、近干（切忌蒸干） ，冷却，定量转入 250 mL 容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，从而制得 Cu2+标准溶液。2.2.3 Na2S2O3溶液的标定：准确称取 25.00 mLCu2+标准溶液于 250 mL 碘量瓶中，加水25mL，混匀，溶液酸度应为 pH=34。加入 2 mLNaF 溶液、7 mL100 gL-1KI 溶液，立即用待标定的 Na2S2O3溶液滴定至呈淡黄色。然后加入 23 mL10 gL-1 淀粉溶液，继续滴定至浅蓝
5、色。再加入 5 mL100 gL-1KSCN 溶液，摇匀后溶液蓝色转深，再继续滴定至蓝色恰好消失为终点（此时溶液为米色 CuSCN 悬浮液） 。平行滴定数次，所得数据如表 1。表 1 Na2S2O3溶液的标定实验记录项目 /mL23NaSOV23.91 23.81 23.88 23.94 23.86 23.852.2.4 滴定：精确称取 CuSO45H2O 试样 0.250.375 g 于 250 mL 碘量瓶中，加入 3 mL1molL-1H2SO4溶液和 30 mL 水，溶解试样。加入 2 mLNaF 溶液、7 mL100 gL-1KI 溶液，立即用待标定的 Na2S2O3溶液滴定至呈淡黄
6、色。然后加入 23 mL10 gL-1 淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色。再加入 5 mL100 gL-1KSCN 溶液，摇匀后溶液蓝色转深，再继续滴定至蓝色恰好消失为终点（此时溶液为米色 CuSCN 悬浮液） 。平行滴定数次，所得数据如表 2。表 2 测定 CuSO45H2O 试样中 Cu 含量记录项目 /g42CuSO5Hm 0.3486 0.2736 0.2916 0.3255/mL23NaV25.19 19.73 21.06 23.513 结果与讨论3.1 实验原理Cu2+与 I-的反应是可逆的，为了使反应趋于完全，必须加入过量的 KI。但是由于 CuI沉淀强烈地吸附 离子，会使测定结果偏低
7、。如果加入 KSCN，使 CuI（K sp=5.0610-12）-3I转化为溶解度更小的 CuSCN（K sp=4.810-15）：CuI + SCN- = CuSCN+ I-这样不但可释放出被吸附的 离子，而且反应时再生的 I-离子可与未反应的 Cu2+发生作用。-3I但是，KSCN 只能在接近终点时加入，否则较多的 I2会明显地为 KSCN 所还原而使结果偏低： - 2- +24SCN+ 4IHO =S+ 7ICN 8H同时，为了防止铜盐水解，反应必须在酸性溶液中进行。酸度过低，铜盐水解而使Cu2+氧化 I-进行完全，造成结果偏低，而且反应速度慢，终点拖长；酸度过高，则 I-被空气氧化为
8、I2的反应被 Cu2+催化，使结果偏高。大量 Cl-能与 Cu2+配合，I -不易从 Cu（）离子的氯配合物中将 Cu2+定量地还原，因此最好使用硫酸而不用盐酸（少量盐酸不干扰） 。3.2 环境的影响Na2S2O3溶液易受微生物、空气中的氧以及溶解在水中的 CO2的影响而分解：2323- -2 3-234NaS aSO+ +CHHC +S 细 菌为了减少上述副反应的发生，配制 Na2S2O3溶液时用新煮沸后冷却的蒸馏水，并加入少量Na2CO3（约 0.02%）使溶液呈微碱性，或加入少量 HgI2（10 mgL-1）作杀菌剂。配制好的Na2S2O3溶液放置 12 周，待其浓度稳定后再标定。溶液应
9、避光和热，存放在棕色试剂瓶中，置暗处。 3.3 标定 Na2S2O3 溶液的实验用电子天平称取了铜片为 0.8227 g，按步骤 2.2.2 配得 Cu2+标准溶液的浓度为 0.05179molL-1。根据表 1 的数据算得 Na2S2O3溶液的浓度及平均浓度，如表 3。根据格鲁布斯法、表 3 Na2S2O3溶液的标定实验结果记录项目 /molL-123NaSOc0.05414 0.05437 0.05421 0.05408 0.05426 0.05428/molL-123NaSOc 0.05422Q 检验法得知， 的结果中没有可疑值应该舍去。算得标准偏差 s=1.03710-23NaSOc4
10、、s r=0.19%，实验结果在误差允许范围内。3.4 测定 CuSO45H2O 中 Cu 含量根据表 2 的数据得到 Cu 的含量，结果如表 4。最终 Cu 含量表示为 =24.88%0.03%，Cuw其中 =0.05。本次测定的 s=2.16010-4，s r=0.09% 。表 4 CuSO45H2O 中 Cu 的含量记录项目 Cuw24.90% 24.85% 24.88% 24.89%24.88%参考文献1 詹益民.不纯硫酸铜中铜含量的测定J. 黄山学院学报， 2004 年第 6 期：6869分析化学实验（第三版） ，四川大学化工学院、浙江大学化学系编，高等教育出版社无机及分析化学实验 ，王仁国主编，中国农业出版社
