分析化学实验报告七

硫酸铜中铜含量的测定

摘要：利用间接碘量法测定铜离子的含量。旨在掌握硫代硫酸钠溶

液的配制和保存，并掌标定握硫代硫酸钠溶液浓度的原理和方法，掌握碘量法测定铜的原理和方法。实验显示标定过后的Na 2S 2O 3溶液的浓度为0.03392 mol/L，铜的平均质量分数为w=25.53%。

关键词：硫代硫酸钠; 氧化还原滴定; 铜含量测定；间接碘量法

Abstract: The use of indirect iodometry determination the content

of copper ion. Aims to master sodium thiosulfate solution preparation and preservation, and palm calibration grip sodium thiosulfate solution concentration of principle and method, grasps the iodine quantity method determination of brass principle and method. Experiments show that the calibration of Na2S2O3 solution concentration is 0.03392 mol/L, the average mass fraction of copper for w = 25.53%.

Keywords: sodium thiosulfate, REDOX titration; Copper content determination;

Indirect iodometry

前言：本实验选择碘量法测定铜的含量，选择以纯铜为基准物质。

因为在测定铜盐中最好以铜作为基准物质。2Cu 2++4I-=2CuI↓+I2(为可逆，加KI)I 2+2S2O 32-=S4O 62-+2I-。反应必须在弱酸性中溶液（PH=3.5-4.0）中进行。因在强酸性溶液中，I -易被空气中氧气氧化为碘。如果有Cu 2+存在，催化此反应；在碱性溶液中，Cu 2+会水解，I 2也会分解。所以通常利用HAc-NaAc,HAc-NH 4Ac 或NH 4HF 2等来控制溶液的酸度。

为了使反应完全，必须加入过量的I -。因I 2在水中溶解度较小，

过量的I -存在，使I 2形成I 3-，增加I 2的溶解度。CuI 沉淀表面吸附I 2，使测定结果偏低。为此，在用Na 2S 2O 3滴定I 2到接近终点时，加入KSCN 。因CuSCN 和CuI 的溶解度相近，加入KSCN 以后，有一部分CuI 转化为CuI+SCN-=CuSCN↓+I-, 使CuI 吸附的I 2释放出来；同时由于加入KSCN 可以减少KI 的用量。但是只能在滴定到接近终点时才能加入KSCN ，否则KSCN 将直接在应接近还原Cu 2+，使结果偏低

Cu 2++4SCN-=2CuSCN+(SCN)2 ；(SCN)2·4H 2O=5SCN-+SO42-+7H++HCN。

1、实验部分

1.1 试剂与仪器

Na 2S 2O 3固体、Na 2CO 3固体、纯铜（99.95％）、6 mol/L HNO 3、100g/L KI 溶液、1+1和1mol/L的H 2SO 4溶液、100g/L KSCN溶液、10g/L淀粉溶液；试剂瓶、50mL 酸式、碱式滴定管、碘量瓶若干、分析天平。 1.2 Na2S 2O 3溶液的配制及标定

称取12.5g Na 2S 2O 3·5H 2O ，加入约300mL 新煮沸后冷却的蒸馏水溶解，加入约0.2gNa 2CO 3固体，然后用新煮沸后冷却的蒸馏水稀释至1L ，贮于棕色的试剂瓶中，在暗处放置1周后在标定。

准确称取0.6739g 的纯铜，置于250mL 烧杯中。（以下分解操作在通风橱内进行）加入约3mL 6 mol/L HNO 3，盖上表面皿，酒精灯加热。待铜完全分解后，慢慢升温至干。冷却后再加入H 2SO 4（1+1）2mL 蒸发至冒白烟、近干（切记蒸干），冷却，定量转入250mL 容量瓶中，加水稀释至刻度。摇匀，从而制得的标准溶液。

准确移取25.00mL 的标准溶液于250 mL碘量瓶中，加水25mL ，2mL

NaF ，混匀。加入7mL100g/L KI溶液，立即用待标定的Na 2S 2O 3滴定至呈淡黄色。然后加入4 mL 10g/L淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色。再加入5 mL 100g/L KSCN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）。纪录数据，平行滴定3次。

1.3 硫酸铜样品中铜含量的测定

精确称取硫酸铜试样（每份相当于20-30mL ）于250 mL 碘量瓶中，加入3mL1mol 的H 2SO 4溶液和30mL 水，溶解试样。以下操作同“标定”。滴定结束，记下消耗的的体积，平行滴定3次。

2、实验结果

2.1 标定Na 2S 2O 3

2.2 硫酸铜试样的测定

3、结果讨论及分析

3.1 结果讨论

①称取0.6739gCu 配制成CuSO4标准溶液对Na 2S 2O 3滴定，测得Na 2S 2O 3的浓度0.03391mol/L，0.03394mol/L ，0.03391mol/L，0.03390 mol/L。计算出Na 2S 2O 3的平均浓度c 为0.03392 mol/L 。利用公式

s=1.3×10-5, 相对标准偏RSD=0.04%。

由于在化学计量点时对颜色变化的判断误差致使结果存在误差。

②Na 2S 2O 3的标准溶液浓度为0.03392 mol/L,计算出铜的质量分数分别为25.52%,25.52%,25.55%25.53%。计算出铜的平均质量分数为

w=25.53%。利用公式s=0.014，

RSD=0.06%。由于在化学计量点时对颜色变化的判断误差致使结果存在误差。 3.2 结果分析

硫酸铜的配置中再加入硝酸后应将其蒸干，加入硫酸的作用是为了溶解被硝酸氧化的铜，并起到调节pH ，保护的碘离子的作用，因为在后面实验中碘离子在酸性条件下不易被氧化。

本实验选择以淀粉为指示剂，因为铜氧化典离子生成CuI 和I 2，遇淀粉显蓝色。在实验中，若所加的淀粉并未使溶液变色，可加量直至溶液变成淡蓝色。

氟化钠的加入由于测定的是矿石等中的铜离子的含量，为了防止铁离子的的干扰，加入氟离子铜铁离子形成络合物，而不被滴定。 滴定过程中选择碘量瓶由于铜氧化典离子生成碘化亚铜和单质碘，碘会挥发，故选择碘量瓶进行滴定。

配置的硫代硫酸钠溶液易被空气中的氧化，在进行测定时要对其进行标定，本实验选择以铜为基准物质；并且应用煮沸后的蒸馏水，并加入少量碳酸钠为呈微碱性，因为碳酸钠可以调节溶液的pH ，使溶液呈微碱性抑制细菌的生长，防止细菌对硫代硫酸钾的分解作用。 硫氰化钾必须在接近终点时加入，否则较多的碘会明显的为硫氰化钾所还原，是结果偏低。

致谢

感谢四川农业大学生命科学与理学院分析化学实验室及吴明君老师！

参考文献

[1]：《分析化学实验》第三版（高等教育出版社） [2]：《分析化学》. 武汉大学. （高等教育出版社）

[3]:宋天佑，程鹏，王杏乔. 《无机化学》. （高等教育出版社）