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1、EDTA的标定(二甲酚橙)及锡铜中锌的测定一. 实验目的1. 学习配制Zn2+标准溶液,EDTA标准溶液；2. 学会以六亚甲基四胺-盐酸为缓冲溶液，二甲酚橙为指示剂标定EDTA标准溶 液；3. 了解黄铜片的组成，学会铜合金的溶解方法；干扰离子的掩蔽方法;、4. 掌握铜合金中Zn的测定方法二. 实验原理：1. EDTA配置及标定原理：用EDTA二钠盐配制EDTA标准溶液的原因：EDTA是四元酸，常用HY表示，是一种白色晶体粉末，在水中的溶解度很小，室4温溶解度为0.02g/100g HO。因此，实际工作中常用它的二钠盐2NaH Y2H O,NaH Y2H O的溶解度稍大，在22C (295K)时
2、，每100g水中2、2 ”2 2 2 2可溶解11.1g.标定EDTA标准溶液的工作基准试剂，基准试剂的预处理；实验中以纯金属Zn为工作基准试剂。预处理：称量前一般应先用稀盐酸洗去氧 化层，然后用水洗净，烘干。滴定用的指示剂是可以选用铬黑T和二甲酚橙，本次实验选用二甲酚橙与后面 黄铜中Zn的滴定的指示剂保持一致，减小误差。二甲酚橙有6级酸式解离，其 中H In至H In4-都是黄色，HIn5-至1少-是红色。6 2H In4-= H+HIn5-(pK =6.3)黄色红色&从平衡式可知，pH6.3指示剂呈现红色；pHV6.3呈现黄色。二甲酚橙与Mn+ 形成的配合物都是红紫色，因此，指示剂只适合在
3、pHV6的酸性溶液中使用。测定Zn2+的适宜酸度为pH=5.5，终点时，溶液从红紫色变为纯黄色。化 学计量点时，完成以下反应：Mln + H 丫2- MY + H Ie-2 2EDTA浓度计算公式：C(EDTA)= m /10M V(Zn)Zn EDTA2. 黄铜片中Zn测定原理:黄铜片的溶解：使用1： 1的盐酸和30%的H O溶解黄铜片2 2Cu+ HO +2HCl=CuC +2HO2 2 12 2干扰离子的掩蔽：黄铜的主要成分是铜，铅，锡，锌还可能有少量铁铝等杂质。在实验条件下Cu2+、Pb2+、Sn4+、Fe3+、Ah+等离子会干扰锌的测定。可以用配位掩蔽、沉淀掩蔽、氧化还原掩蔽等方法，
4、选择在适当的pH下，将待 测离子之外的其他离子进行化学掩蔽。采用的掩蔽方法如下：I。沉淀掩蔽法掩蔽Pb2+在微酸性溶液中，加入适量的氯化钡和硫酸钾溶液，使生成硫酸钡沉淀, 当Ba2+的量超过Pb2+量 10倍以上时，Pb2+即会全部渗入硫酸钡晶格中去，形成硫 酸铅钡混晶沉淀，这种沉淀比单纯的硫酸铅沉淀稳定得多。因此，可以有效地掩 蔽 Pb2+。II。氧化还原、配位掩蔽法掩蔽CU2+在一定酸度(pH=26)下，CU2+被硫脲还原成Cu+ :8CU2+ + CS(NH) + 5HO = 8Cu+ + CO(NH) + SO 2- + 10H+222224Cu+再与硫脲形成配合物而被掩蔽。III.
5、配位掩蔽法 掩蔽Sn(IV)、Fe3+、A13+用氟化钾(或氟化铵)将Sn(IV)、Fe3+、AI3+形成氟的配合 物(SnF2-、FeF3-、AlF 3-)而加以掩蔽。6 6 63计算Zn的含量:CHHJXFX65J9X10100%三主要仪器与试剂主要仪器：分析天平，250m烧杯，50mL滴定管，称量瓶，移液管，干燥器,量筒，250mL容量瓶。主要试剂：黄铜片，二甲酚橙指示剂，30%HO， O.lmol L-i HC1溶液，2 2NaH Y2H O2 2 2四操作步骤:.操作汪意事项0.1molL-i Zn2+标准溶液的配制：1预处理：取适量锌片放在lOOmL烧 杯中，用O.lmol L-i
6、HCl溶液（自配） 清洗imin，再用自来水、纯水洗净， 烘干、冷却。2称量：用直接称量法在干燥小烧杯 中准确称取0.150.2g Zn,盖好小表 面皿。3.溶样及配液：用滴管从烧杯口加入 5mL 1:1盐酸，待Zn溶解后吹洗表面 皿、杯壁，小心地将溶液转移至250mL 容量瓶中，用纯水稀释至标线，摇匀c1将锌片放在酸中清洗1min，用玻棒搅动。此时锌 片表面不应有气泡，否则锌片表面被酸溶蚀，烘干 后表面出现黑斑。用玻棒压住锌片倒去酸，小心加 入自来水，玻棒搅动、压住锌片倒去自来水，重复 若干次洗去酸。再用纯水荡洗3次，尽量沥干水。2.将洗净的锌片转移至已烘干的100 mL小烧杯中，在石棉网上
7、用小火烘干，边烘边用干玻棒翻动 锌片，直至全部干燥，停止加热，放干燥器中冷 却。注意烘的时间不能长，避免锌的氧化。0.01mol L-1 EDTA标准溶液的配制： 称取计算量（1.68g）的EDTA二 钠盐在烧杯中，加入适量水，搅拌溶 解，转移到试剂瓶中稀释至500 mL1. EDTA二钠盐溶解速度较慢，溶解需要一定时间。所以可以提前一周配制。2. EDTA不能直接在试剂瓶中溶解试剂。因固体溶 解过程中有的有热效应，试剂溶解速度慢，在烧杯 中溶解，可搅拌，可加热，使试剂全溶。以二甲酚橙为指示剂标定EDTA溶液： 移取25.00mLZn2+标准溶液，加水 50mL，3-4滴二甲酚橙指示剂，10
8、mL300g L-1六亚甲基四胺溶液，用 EDTA标准溶液滴定，溶液由红紫色变 为纯黄色即为终点。溶液从红紫色变至橙色时，说明已快到终点，要1 滴多摇，直到加1滴或半滴，摇动后出现不带红的 黄色，并能保持30s即为终点。黄铜片中锌含量测定：1. 溶样：准确称取0.380.42g黄铜 片试样，置于100mL小烧杯中，盖上 表面皿，加5mL 1:1 HCl， 2 3mL30%H O，放置。试样溶完后，在通 风橱内加热至大量小气泡冒出，退火, 反应平稳后继续小火加热分解剩余的 HO，（否则会氧化二甲酚橙指示剂） 冷却，吹洗杯壁，玻棒，转移至250ml 容量瓶中，定容，摇匀。2. 掩蔽杂质离子：加5m
9、LBaCl溶液，220mL饱和KSO溶液，旋摇混匀。加241g NH F，旋摇约1min。加20mL饱和4硫脲，混匀。1. （1）取双氧水的时候用定量加液器，防止双氧水 沾到皮肤上而腐蚀。HO 定要分解完全，否则会氧 化我们的指示剂二甲酚橙。用容量瓶配液转移时 用玻璃棒引流，烧杯和玻璃棒均要用水荡洗三遍， 且每荡洗一边都要转移到容量瓶里。2. （1）加料的 顺序不可颠倒，即掩蔽的顺序不能变（2）每加入一 种掩蔽剂，要搅拌均匀，使之充分反应。（3）掩蔽 过程中出现的沉淀可以不出去，因沉淀颗粒较大， 吸附少，对测定影响不大可忽 略。3. （1）控 制pH在5.86.2左右，若pH6,原来已被掩蔽
10、的Cu2+解蔽（Cu+生成的合物解离，Cu+被空气氧化）， 导致原来无色（但有白色沉淀）的溶液又变绿（或 黄绿），因Cu2+封闭二甲酚橙，会使终点过渡色较 长或终点不敏锐。当pH6.3,二甲酚橙指示剂本身3.滴定：加15mL 300gL-i六亚甲基 四胺，滴加34滴二甲酚橙指示剂， 用O.Olmol L-i EDTA标准溶液滴定， 溶液由红紫色变为纯黄色为终点，15s 不褪色。为红色而不能指示终点。若pH小了，则终点变色不 敏锐。 （2）络合反应比较慢，要慢滴快搅 （3） 滴完一份倒掉一份防止止F-腐蚀烧杯。五实验结果及分析1. EDTA的标定：序号123锌片质量m /g0.1812锌标液的体
11、积/mL25.0025.0025.00初读数 V (EDTA)/mL10.000.000.00终读数 V (EDTA)/mL225.7325.7625.77V(EDTA)/mL25.7325.7625.77C(EDTA)/mol L-10.010770.010760.01075C (EDTA)/mol L-1 (舍前)平均0.01076平均S1.000X10-5计算T1.000.001.00查表3-1的T （置信界限95%）1.15C (EDTA)/molL-1 (舍后)平均1.414X10-52.黄铜片中锌的测定:序号12mCu/ g初体积V/ ml终体积V/mlV/mlW%舍前平均W%ST
12、舍后平均W%六.问题及思考题思考题1. 如何判断过氧化氢是否除尽？如果溶解后过剩的过氧化氢未完全分解，将有 何种影响？答：溶液中小而密的气泡(O)变少，最后消失，继而出现大而少的气泡(水蒸 气)，再加热片刻(23min2)，可保证HO完全除去。如果没有完全去除，它2 2会氧化指示剂二甲酚橙。2. 试述用六亚甲基四胺作缓冲溶液的基本原理。答：六亚甲基四胺为弱碱，pK=8.87。结合一个质子后形成质子化六亚甲基四胺： b(CH) N + H+ = (CH ) N H+26 426 4质子化六亚甲基四胺为弱酸，pK=5.15。弱酸和它的共轭碱组成缓冲溶液，缓冲 溶液的pH主要决定于pK，当c、c ”
13、时，pH=pK=5.15，改变c *、c ”的比例， 缓冲溶液的pH可在pK 1的范围调节，因此，六亚甲基四胺-盐酸缓冲溶液符 合测定Zn2+时pH=5.5的要求。3. 实验中如何掩蔽干扰离子？答：参见实验原理。4. 能否先加硫脲，后加氟化物？答：不能。若先加硫脲，则还原剂硫脲将Fe3+、Sn (IV)还原为低价Fe2+、Sn2+， 由于F-形成的配合物为离子型,金属离子的电荷越高形成的配合物越稳定，因此 金属离子电荷的降低，使Fe2+、Sn2+不能被F-有效掩蔽而干扰Zn2+的测定(Fe2+，b = 0.8； Fe3+，b =5.18，b =9.07，b =12.1； Sn2+，b =9.5
14、； Sn (IV)，b =25)。123365. 加入掩蔽剂后如未混匀，对实验有何影响？答：如果没有混匀，掩蔽不完全，滴定时就会消耗过多的EDTA使得测得的锌的 含量偏高。6. 本实验中锌的测定条件是什么？当用纯锌作基准物质试剂标定EDTA溶液时， 采用何种指示剂，为什么？答：在本实验中，以二甲酚橙为指示剂，pH=5.5的条件下测定锌，由于标定应 与被测物的测定条件一致，所以用纯锌作基准物质标定EDTA时需在pH=5.5的条 件下，以二甲酚橙为指示剂重新标定EDTA溶液。这样做是为了减少在不同PH 条件下，用不同指示剂引起的系统误差。4、在“EDTA标准溶液配制与标定”实验中，已测定EDTA标
15、准液的浓度，为什 么还要重新标定？答：在“锡青铜中锌的测定”中，以二甲酚橙为指示剂，pH=5.5的条件下测定 锌，由于标定应与被测物的测定条件一致，所以需在pH=5.5的条件下，以二甲 酚橙为指示剂重新标定EDTA溶液。减少在不同PH条件下，用不同指示剂引起的 系统误差。5说明二甲酚橙指示剂使用的最适宜pH范围，滴定时终点的颜色变化。答：二甲酚橙有6级酸式解离，其中HIn至HIn4-都是黄色，Hie-至1少-是红 色。H In4-= H+HIn5-(pK =6.3)黄色红色&从平衡式可知，pH6.3指示剂呈现红色；pHV6.3呈现黄色。二甲酚橙与Mn+ 形成的配合物都是红紫色，因此，指示剂只适合在pHV6的酸性溶液中使用。测定Zn2+的适宜酸度为pH=5.5，其他Mn+离子测定时要求的pH值如下： pHVl, ZrO2+；
