铜合金中铜的测定

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1、实验十五铜合金中铜的测定(间接碘量法)一 实验目的1掌握NaS O溶液配制及标定2232了解淀粉指示剂的作用原理3了解间接碘量法测定铜的原理4 学习铜含量试样的分解方法二 实验原理1 铜合金的分解 铜合金的种类较多，主要有黄铜和各种青铜等。试样可以用 HNO分解，但低价氮的氧化物能氧化I-而干扰测定，故需用浓HSO蒸发将它们除去。3 2 4也可用HO和HCl分解试样：Cu + 2HC1 + HO = CuCl + 2HO煮沸以除尽过量2 2 2 2 2 2 的HO222含量的测定 Cu+与过量碘化钾的反应；在弱酸性溶液中，Cw+与过量KI作用，生成CuI沉淀，同时析出定量的I :22Cu2+

2、+ 4I = 2CuI_ + I 或 2Cu2+ + 5I= 2CuI 一+ I-通常用 HAc-NHAc 或 NH HF23442等缓冲溶液将溶液的酸度控制为pH=3.54.0,酸度过低，Cu2+易水解，使反应不完 全，结果偏低，而且反应速率慢，终点拖长；酸度过高，则被空气中的氧氧化为 | (Cu2+催化此反应)，使结果偏高Cu2+与 I-之间的反应是可逆的，任何引起CU2+ 浓度减小或引起CuI溶解度增加的因素均使反应不完全加入过量的KI可使反应 趋于完全。这里KI是Cu2+的还原剂，又是生成的Cu+的沉淀剂，还是生成的I的络 合剂，使生成I-,增加I的溶解度，减少I的挥发。由于CuI沉淀

3、强烈吸咐I-会3223使测定结果偏低。故加入SCN-使CuI(K = l.l x 1012)转化为溶解度更小的CuSCN sp(K = 4.8 x 1015)，释放出被吸附的I-。sp3铜的测定。生成的I用NaSO标准溶液滴定，以淀粉为指示剂。由于CuI沉22 2 3淀表面吸附I，使分析结果偏低，终点变色不敏锐。为了减少uI对I的吸附，可 在大部分I被NaSO溶液滴定后，加入NH SCN，使CuI转化为溶解度更小的CuSCN :22 2 34CuI + SCN- = CuSCN! + I噢它基本上不吸附I，使终点变色敏锐。2试样中有Fe存在时，Fe3+也能氧化I-为I，2Fe3+ + 2I-

4、= 2Fe2+ + I !22可加入NHF，使Fe3+生成稳定的FeF3-，降低了Fe3+/Fe2+电对的电势，使Fe3+不能将 46I-氧化为I。2以上方2法也适用于测定铜矿、炉渣、电镀液及胆矾等试样中的铜。三 试剂KI：固体，AR。0.5% 淀粉溶液 30%H0 NHF HCl：1:1,约 6mol/L。HAc：2 2 41:1 水溶液。氨水： 1:1 水溶液。四 分析步骤步骤溶样准确称取两份铜合金试样(0.100.15g)，分别置于250mL： 锥形瓶中，加5mL 1:1 HCl、 5mL30%HO，在通风橱内加热，试 样完全溶解后继续加热，以破坏多 余的HO，稍冷。2 1-调节pH、掩

5、蔽Fe3+:滴加1:1氨水至溶液微呈浑： 浊，再滴加1:1HAc至溶液澄清并 多加1mL，加水稀释至100mL。加/ 1gNHF，旋摇至溶解。4思考题1溶解铜试样的过程中，有哪些注意事项?2若过氧化氢未赶尽，对实验结果有何影响?3为什么要滴加1:1氨水至溶液微呈浑浊，再滴 加1:1醋酸至溶液澄清并多加1 mL?4若酸度过低或过高，对实验结果有何影响?5如何调节溶液为微酸性?6为什么要加氟化铵？还有哪些杂质会干扰铜白 测定？7为什么要加过量的碘化钾，它有哪些作用？滴定1加1.5gKI，立即用0.lmolL1NaSO标准液滴定至溶液呈浅黄： 色，加入2mL5g L-1淀粉溶液，继：续滴定至蓝色褪去

6、，再加10mL100g L1KSCN，旋摇后蓝色重9为什么要近终点时才加入淀粉溶液？何时加淀 又出现。在激烈旋摇下，继续滴定粉最适宜？至蓝色消失，即为终点。8为什么加了碘化钾后，需立即用硫代硫酸钠标 准液滴定10何时加硫氰酸钾?11为什么要加硫氰酸钾?12为什么不能早加硫氰酸钾?13加了硫氰酸钾之后，为什么要在激烈旋摇下继 续滴定？14终点前后，溶液的颜色如何变化?15如何正确判断终点?1， 溶解铜试样的过程中，有哪些注意事项？ 加热与冷却的过程中决不能加塞子（为什么？） 控制火焰的大小，溶液不能蒸干（为什么？万一不慎，溶液体积很少，但未烧 干，如何处理？）多余的H202 定要分解完（如何判断

7、多余的H2O2已分解完？）2 若过氧化氢未赶尽，对实验结果有何影响？若留有H2O2，加入KI后，会有以下反应：HO + 21- + 2H+ = I + 2HO使测定2 2 2 2 结果偏高。3 为什么要滴加 1:1 氨水至溶液微呈浑浊，再滴加1:1 醋酸至溶液澄清并多加 1mL？ 在弱酸性溶液中，Cu2+与过量的KI反应生成Cui沉淀，同时，定量的析出碘。因此 通过上述操作（滴加 1:1 氨水至溶液微呈浑浊，再滴加1:1 醋酸至溶液澄清并多 加ImL）组成HAcNHAc缓冲溶液，控制溶液的pH=3.54.0，使反应能定量进行44 若酸度过低或过高，对实验结果有何影响？若酸度小了，Cu2+易水解

8、，结果偏低；反应速度慢，终点拖长不易判断。若酸度高, 因Cu2+有催化作用，I-易氧化为I，使实验结果偏高25 如何调节溶液为微酸性？ 调节方法 ：滴加 1:1 氨水至溶液微呈浑浊，再滴加1:1 醋酸至溶液澄清，并多 加 1mL。由于用HCl、HO溶解铜合金，所以溶液为强酸性，需用1:1氨水降低溶液22 的酸度。溶样结束时，溶液呈淡绿f （因有Cl-存在，溶液中既有黄色的CuCl 2-配离子，4也有淡蓝色的Cu（HO） 2+配离子，溶液呈两者的混合色绿色）。边滴加1:1氨水， 24边旋摇锥形瓶混合溶液。开始时溶液澄清，锥形瓶内有白色的雾（什么物质？ NHCl），4 随着氨水加入量的增加，滴落点

9、出现深蓝色（什么物质？），旋摇后消失，放慢滴 加速度，多旋摇。随后溶液的颜 从绿转为淡蓝色，此时需采用“1 滴多摇”的方 式，直至旋摇后慢慢出现天蓝色浑浊。请注意：滴加氨水至出现沉淀，所需的时间较长，请耐心。若氨水加快了，溶 液为深蓝色，不会出现天蓝色浑浊（为什么？与H+络合了）；加入氨水的量与溶4样时加入1:1 HCl的量、溶样时加热时间的长短、加热温度的高低有关。边滴加1:1HAc，边旋摇锥形瓶，而且需一滴多摇，锥形瓶内浑浊慢慢变少， 最后在旋摇中浑浊消失。由于Cu（OH）沉淀溶解的过程也需要时间，因此1:1 HAc 2决不能加快。多加1mL 1:1醋酸时，可用量筒加，也可根据滴瓶中的滴管

10、滴多少滴为mL， 按照滴数加。6为什么要加氟化铵？还有哪些杂质会干扰铜的测定？加NHF固体可以掩蔽Fe3+，使Fe3+以FeF3-形式存在，因此E(Fe3+/Fe2+)的值降 低，Fe3+氧化I-为I的反应不能发生，而且由于FeF3-无色，不干扰终点颜色变化。26As (V)、Sb (V)杂质也会干扰铜的测定，当pH3.5时，五价As、Sb的氧化 性可降低至不能氧化I-。7为什么要加过量的碘化钾，它有哪些作用？因Cu2+与I-反应生成CuI与I的反应是可逆的,过量的KI可使Cu2+的还原趋于 完全。过量的I-与I形成I-,增大I的溶解度，避免I的挥发。从以上的叙述可见，2322过量的KI起了还

11、原剂、沉淀剂的作用，并和I形成了多卤化物。络合剂28为什么加了碘化钾后，需立即用硫代硫酸钠标准液滴定防止碘挥发与I-的氧化。9为什么要近终点时才加入淀粉溶液？何时加淀粉最适宜？因淀粉吸附I-，使I不易放出，影响实验结果，见硫代硫酸钠标准溶液的配 32制和标定实验步骤中思考题13。 淀粉既不能加入过早，也不能过迟加，以免过终点。测铜时当滴定到溶液的 颜色为淡黄色时加淀粉为宜。10何时加硫氰酸钾？加入淀粉后，继续慢滴硫代硫酸钠标准溶液当蓝色很淡或刚消失时加硫氰酸钾， 剧烈旋摇锥形瓶蓝色再现。若加迟了，终点易过11为什么要加硫氰酸钾？CuI沉淀易吸附I，导致分析结果偏低，终点不敏锐。因此近终点时，加

12、入SCN，2使CuI转化为溶解度更小的CuSCN，它基本上不吸附I，使终点变色敏锐212为什么不能早加硫氰酸钾？由于：6CU2+ + 7SCN- +4HO = 6CuSCN( + SO 2- + 8H+ + CN-导致可逆反应：25+24+ 4I- = CuI! + I2向左移动，从而使析出的I减少，测定结果偏低。因此不能早加，只能近终点时加2入13加了硫氰酸钾之后，为什么要在激烈旋摇下继续滴定？有利于沉淀的转化和释放出吸附的碘。14 终点前后，溶液的颜色如何变化？当淀粉吸附I的蓝色消失，终点即到达。由于体系中有ul沉淀，它是白色，从理 论上讲，终点滴加 1:1 氨水后溶液成了深蓝色；或滴加了

13、很多1:1 醋酸； 原因 滴加氨水时加得太快，使溶液成了深蓝色。加1滴醋酸后未多摇动，造成HAc加多；忘了沉淀溶解要足够的时间。 解决办法 见思考题 5 加入碘化钾后，溶液中有淡红棕色出现，但仍带有绿色；原因溶液的酸度未控制好，尚有CU2+未还原为CuI沉淀。解决办法 调节好溶液的酸度。 滴定时终点过了。原因 硫氰酸钾加迟了，造成加入硫氰酸钾后，虽剧烈旋摇，蓝色仍不出现 判断终点有误或不会判断终点。 应是蓝色褪去呈白色浑浊液。但有时浑浊液常呈现肉色或藕色，因此 终点到达的标志是蓝色褪去，而不是白色浑浊出现15 如何正确判断终点？当蓝色渐褪变淡时，悬1 滴于尖嘴管管口，用锥形瓶壁靠下，纯水洗下，

14、旋摇锥形 瓶使溶液混匀，重复操作直至蓝色消失。由于初练习者看到带浅肉色或藕色的浑浊 不能判断蓝色是否褪尽，可读好读数后，再滴加1 滴或半滴，浑浊液颜色不变，可 判断终点已到，取前面的读数。五 数据处理序号12M (Cu) /gV 初(NaSO)/ml223V 末(NaSO)/ml223V(Na SO)/ml2 2 3W%( Cu)平均W%( Cu)六 可能出现的问题解决办法（1）试样加淀粉后，逐滴加NaSO标准液，当蓝色刚褪或为浅蓝色时加223KSCN，以免过了终点。当淀粉吸附I的蓝色消失即到终点，但浑浊液往往带色（藕色或肉色）， 这给终点的判断带来了2 困难。因此，操作时应将注意力放在蓝色褪去，当判断有困 难时，可先读好滴定管液面的读数，再滴加1 滴或半滴，比较沉淀颜色（指蓝的成 分）是否有变化来确定终点。如何调节溶液为微酸性？调节方法 ：滴加 1:1 氨水至溶液微呈浑浊，再滴加 1:1 醋酸至溶液澄清，并多加 1mL。 由于用HC1、H2O2溶解铜合金，所以溶液为强酸性，需用1:1氨水降低溶液的酸 度。溶样结束时，溶液呈淡绿色（因有-存在，溶液中既有黄色的CuCl42 -配离子，也有 淡蓝色的Cu（H2O）42+配离子，溶液呈两者的混合色绿色。边滴加1:1氨水，边旋摇锥 形瓶混合