EDTA的标定及锡铜中锌的测定.docx

EDTA的标定及锡铜中锌的测定.docx

《EDTA的标定及锡铜中锌的测定.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《EDTA的标定及锡铜中锌的测定.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

EDTA的标定及锡铜中锌的测定

EDTA的标定（二甲酚橙）及锡铜中锌的测定

.实验目的1•学习配制zS+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：

⑴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，室温溶解度为0.02g/100gH2Q因此，实际工作中常用它的二钠盐

NaHY・2H2O,NS2H2Y-2H2O的溶解度稍大,在22C（295K）时，每100g水中

可溶解11.1g.

⑵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。

⑶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Hdn至"In4-都是黄色，Hln5-至In&是红色。

HJn4-=rf+HIn5-（pKa=6.3）

黄色红色

从平衡式可知，pH>6.3指示剂呈现红色；pH<6.3呈现黄色。

二甲酚橙与M+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,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：

⑷EDTA浓度计算公式：

C（EDTA）=m（Zn）/10MZnVEDTA

2.黄铜片中Zn测定原理:

黄铜片的溶解：

使用1:

1的盐酸和30%勺HQ溶解黄铜片

Cu+HO+2HCI=CuC2+2HQ

⑵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+、PtT、SrT、Fe3+、Al3+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，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PtT

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Bf的量超过PtT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PtT。

u。

氧化还原、配位掩蔽法掩蔽CiT

在一定酸度（pH=2〜6）下，CiT被硫脲还原成Cu:

8CiT+CS（NH）2+5H20=8Cu++CQ（NH）2+SQ42-+10H+

Cu+再与硫脲形成配合物而被掩蔽。

川.配位掩蔽法

掩蔽Sn（IV）、Fe3+、A|3+用氟化钾（或氟化铵）将Sn（IV）、Fe：

A|3+形成氟的配合物（SnFe2-、FeF,3-、AIF；）而加以掩蔽。

3计算Zn的含量:

三.主要仪器与试剂

移液管，干燥器,

主要仪器：

分析天平，250m烧杯，50mL滴定管，称量瓶,量筒，250mL容量瓶。

主要试剂：

黄铜片，二甲酚橙指示剂，30%H2,0.1mol•L-1HCI溶液,

NaHY•2HQ

四.操作步骤:

.操作

注意事项

O.lmol•L-1Zn2+标准溶液的配制：

1.预处理：

取适量锌片放在100mL烧杯中，用O.lmol•L-1HCI溶液（自配）清洗1min，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0.15〜0.2gZn,盖好小表面皿。

3•溶样及配液：

用滴管从烧杯口加入5mL1:

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。

1.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100mL小烧杯中，在石棉网上用小火烘干，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-1EDTA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500mL

1.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25.00mLZrT标准溶液，加水50mL3-4滴二甲酚橙指示剂，10mL300gL1六亚甲基四胺溶液，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0.38〜0.42g黄铜片试样，置于100mL小烧杯中，盖上表面皿，加5mL1:

1HCl，2〜3mL30%H2，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"Q，（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5mLBaC2溶液，20mL饱和KSQ溶液，旋摇混匀。

加1gNHF,旋摇约1min。

力卩20mL饱和硫脲，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。

HQ2—定要分解完全，否则会氧化我们的指示剂二甲酚橙。

⑵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5.8—6.2左右，若pH>6,原来已被掩蔽的Cif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CiT封闭二甲酚橙，会使终点过渡色较长或终点不敏锐。

当pH>6.3,二甲酚橙指示剂本身

3•滴定：

加15mL300g・L-1六亚甲基四胺，滴加3〜4滴二甲酚橙指示剂，用O.OImol•L-1EDTA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。

右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

1

2

3

锌片质量RZn/g

0.1812

锌标液的体积/mL

25.00

25.00

25.00

初读数V«EDTA）/mL

0.00

0.00

0.00

终读数V2（EDTA）/mL

25.73

25.76

25.77

△V（EDTA/mL

25.73

25.76

25.77

C（EDTA）/mol•L-1

0.01077

0.01076

0.01075

C平均（EDTA）/mol・L-1（舍前）

0.01076

S

5

1.000x10-

计算T

1.00

0.00

1.00

查表3-1的T（置信界限95%

1.15

■1.

C平均（EDTA）/mol•L（舍后）

-5

1.414x10

2.黄铜片中锌的测定:

序号123

mCu/g

初体积V/ml

终体积V/ml

V/ml

W%

舍前平均W%

S

T

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（Q）变少，最后消失，继而出现大而少的气泡（水蒸气），再加热片刻（2〜3min）,可保证H2Q完全除去。

如果没有完全去除，它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，pKb=8.87o结合一个质子后形成质子化六亚甲基四胺：

（CH2）6M+H+=（CFLMFf

质子化六亚甲基四胺为弱酸，pKa=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pKa，当c酸丸碱时，pH=p<=5.15，改变c酸、c碱的比例，缓冲溶液的pH可在p&±l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+、SrT,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=3+2+

0.8;Fe，b1=5.18，b2=9.07，b3=12.1;Sn，b3=9.5;Sn（IV），b6=25）。

5.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寸需在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：

⑴二甲酚橙有6级酸式解离，其中Hdn至H2ln4-都是黄色，Hln5-至In6-是红色。

H2ln4-=rf+HIn5-（p&=6.3）

黄色红色

从平衡式可知，pH>6.3指示剂呈现红色；pH<6.3呈现黄色。

二甲酚橙与M+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M+离子测定时要求的pH值如下：

pHv1，ZrO2+;pH=1〜2（HNO,Bi3+;pH=2.5〜3.5（HNO）,Th4+;pH=「6，La3+、PtT、CcTHgj+>Te3+;

⑵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：

MIn+H2Y2-—MY+H2In4-

6为什么选用六亚甲基四胺-盐酸作为缓冲溶液？

答：

六亚甲基四胺为弱碱，pKb=8.87。

结合一个质子后形成质子化六亚甲基四

胺：

（CH06M+H+=（CH2）6N4

_质子化六亚甲基四胺为弱酸，pKa=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pKa，当c酸=c碱时，pH=p

7在盐酸-六亚甲基四胺缓冲溶液中，只加了六亚甲基四胺，HCI从哪里来？

答:

虽然在溶液中只加了六亚甲基四胺，未同时加HCI溶液，但溶解锡青铜试样时加了过量HCl,所以溶液中同时存在HCI与六亚甲基四胺，六亚甲基四胺与HCI反应生成（CH）6NK，它与过量的六亚甲基四胺组成了（CH）6NlH-（CH2）6M缓冲对。

因此，在高酸度的溶液中加入六亚甲基四胺，就组成了缓冲溶液，可使溶液的pH稳定在5〜6的范围内。

8二甲酚橙为指示剂时，如何确定终点？

答：

在化学计量点时，由于HY2夺取Mln（红紫）中的Zn2+W释放出指示剂HIn4-（黄色），因此近终点时，随着滴定剂的逐滴加入，溶液的颜色从红紫一橙（红

紫与黄的中间色）-红的成分继续减少一终点的黄色。

当滴落点暂时黄色，溶液出现橙色表示已近终点，要1滴多搅，如仍有透红的现象，则终点未到，小心滴加半滴，多搅动，直至纯黄。

注意：

近终点要1滴多搅，否则终点易过，因过了终点溶液仍是黄色。

9怎样称取锡青铜试样？

答：

⑴如试样是很小的颗粒，放在称量瓶中用减量法称量。

⑵如试样是螺旋状的铜丝，则在电子天平上用直接称量法称量。

将小称量纸折成盒状，称量，按去皮键显示“O.OOOOg”后，用镊子取试样放在称量纸上，直至质量在O.13g-O.16g的范围内，关上天平门，称量，记录。

取出称量纸将试样小心转移到锥形瓶内（要保证试样转移入锥形瓶内，不能洒落在外）。

1O铜试样转移到锥形瓶内，有些试样沾在锥形瓶壁，如何处理?

答：

禾用加酸的机会，将铜试样带到瓶底，若用洗瓶吹洗，会降低酸与的浓

度，使反应速度减慢。

11、为什么H2O2容液要用定量加液器加？

怎样加?

答：

由于质量百分比大于30%的HO溶液会灼伤皮肤（呈白色），所以用定量加液器加。

加液器由塑料瓶与试管组成，手捏塑料瓶使流出的溶液至试管的标线即可。

因试管已成倾斜状态，转移溶液时，先将试管口靠在锥形瓶口，再稍倾斜塑料瓶就行，否则溶液会倒在容器外。

如万一不小心，HQ沾到手上，立即用水

冲洗干净，灼烧的白色皮肤过几天也会脱落。

12、加入5mL1:

1HCl、2〜3mL3O%H2Q后，为什么待Cu反应完后才加热？

答：

由于有氧化剂"Q存在，铜试样溶解在HCI和"Q混合溶液中，有气泡产生，溶液逐渐变绿，因此不加热反应就可完成。

反应后再加热可以减少溶剂水的损失。

13加热的目的是什么，加热过程的注意事项有哪些?

答：

⑴铜溶解完后，加热的目的是除"Q,

HQ=H2O+1/2O2?

⑵注意事项：

1加热时，锥形瓶决不能塞上塞子，否则会因瓶内压力增加而冲出塞子，甚至锥形瓶也炸裂。

2H2Q受热分解放出Q,可看到大量小而密的气泡产生，此时把煤气灯移去，以免反应过于激烈溶液溅失。

3待大部分Q2放出后，继续用小火加热使"Q完全分解，记住：

要小火，以防止溶液烧干。

此时人不要离开。

建议：

平行测定的试样在溶样时尽量条件相同，如加的酸量、溶样后的体积大致相等，便于后续pH的调节。

14如H2Q2还未赶完，溶液体积已很小，但未烧干，怎么办？

答：

等锥形瓶稍冷后，补加稀盐酸10mL冷后加是为了避免热的锥形瓶遇冷

的酸而破裂

15如何判断H2Q2已除净，冷却时为什么不能塞上塞子？

答：

⑴溶液中小而密的气泡（Q）变少，最后消失，继而出现大而少的气泡（水蒸气），再加热片刻（2〜3min）,可保证fQ完全除去。

⑵如果塞上塞子冷却，会因瓶内压力变小而打不开塞子。

16若H2Q2未除净，对测定有何影响？

答：

HO会氧化二甲酚橙呈紫红色，导致无法判断终点。

17说明锡青铜的组成，有哪些离子干扰Zn2+的测定？

答：

锡青铜的主要成分是铜、铅、锡、锌，还可能有少量铁、铝等杂质，在实

验条件下CiTPtT、Sn（IV）、Fe3+、Al3+等离子均干扰锌的测定。

18实验中如何掩蔽干扰离子？

答：

⑴沉淀掩蔽法掩蔽PtT

⑵氧化还原、配位掩蔽法掩蔽CiT

⑶配位掩蔽法掩蔽Sn（IV）、Fe3+、Al3

19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+、SrT，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+，b1=5.18，b?

=9.07，bs=12.1;Sri+，

b3=9.5;Sn（IV），be=25）。

20为什么每加一种掩蔽剂后均要旋摇锥形瓶，使固体溶解或溶液混合均匀?

答：

使待掩蔽的能与掩蔽剂充分反应，而被掩蔽完全，不干扰Zn+的测定。

21加硫脲后，溶液带黄绿色，为什么？

答：

溶液的pH不在2〜6的范围内，使CiT掩蔽不彻底而显色；若CiT完全掩蔽，溶液应无色。

21、若加六亚甲基四胺后，溶液的pH不在5.5左右，对测定有何影响？

答：

①若pH>6,原来已被掩蔽的CiT解蔽（Cu+生成的配合物解离，Ci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CiT封闭二甲酚橙，会使终点过渡色较长或终点不敏锐。

当pH>6.3,二甲酚橙指示剂本身为红色而不能指示终点。

②若pH小了,则终点变色不敏锐

22、怎样检查溶液的pH,怎样调节溶液pH^5.5?

答：

⑴加入六亚甲基四胺后，旋摇锥形瓶，使溶液混合均匀，用5.4〜7.0的精密pH试纸检查溶液的pH值.取一块试纸，在锥形瓶口上方，用玻棒沾少许试液，接触试纸,观察试纸的颜色，并与色阶板对照确定pH.用洗瓶将试纸上的试液吹入瓶内。

⑵若pHv5.5，则加1mL六亚甲基四胺，混匀后，测溶液的pHo若pH仍小于5.5，则继续加1mL六亚甲基四胺，摇匀后测pH,直到符合要求：

试纸的颜色介于5.4〜5.8之间（取中间色）。

若溶液的pH高了，则滴加1:

1盐酸调节。

1由于溶液内已有缓冲对，加六亚甲基四胺后，溶液pH变化较慢，所以1mL、1mL的加。

2pH调好后，玻棒用洗瓶吹洗后取出。

3当第一份试液的pH调好后，六亚甲基四胺的用量即确定，在第二、

第三份试液中加入相同量的六亚甲基四胺溶液，摇匀后测试pH,以确定pH是否

符合要求。

4用过的pH试纸不要乱丢、乱放，请放在表面皿内，实验结束后丢在垃圾桶内。

23、怎样在锥形瓶中进行滴定？

答：

用右手的拇指、食指、中指拿住锥形瓶瓶口，其余两指辅助在下侧。

瓶底离瓷板约2〜3cm，滴定管下端伸入瓶口内1cm左手操纵旋塞，边滴加溶液，边微动右手腕关节，旋摇锥形瓶，使溶液向同一方向旋转，而且出现旋涡，因此旋摇要有一定的速度，不能摇的太慢，影响反应的进行。

旋摇时，注意不要使瓶口碰滴定管末端管口。

近终点时，轻轻转动旋塞，使溶液悬挂在管口，形成近1滴或半滴，用锥形瓶内壁将其沾落，再用洗瓶吹洗进溶液。

24、怎样判断终点?

答：

当溶液从红紫色变至橙色时，说明已快到终点，要1滴多摇，使硫酸铅钡沉淀解吸吸附的Zn2+，此时会出现返色（又变红）。

当加1滴或半滴，摇动后出现不带红的黄色（或略带米色，溶液中有白色沉淀），并能保持30s即为终点。

若由于pH不合要求或硫脲掩蔽能力不够时，终点的过渡色（橙色）较长或终点不敏锐，因此再次提醒：

要使终点敏锐，调节溶液的pH-5.5非常重要。

25、滴定完毕，为什么要立即倒去滴定液？

答：

因溶液中有F,会腐蚀玻璃。

七、可能存在的问题

2+

1、用Zn标准溶液滴定EDTA标准溶液时，加了二甲酚橙指示剂后，溶液为黄色

原因：

溶液中的酸度大了，指示剂不能与Zn2+形成Znln，因而呈现指示剂的颜色。

解决方法：

边滴加六亚甲基四胺边搅拌溶液，直至溶液为稳定的红紫色，再多加3mL,用精密pH试纸测试，确定溶液pH在5〜6。

2、加了六亚甲基四胺后，溶液中除白色沉淀外，还出现绿色。

原因：

pH高了，使Cu+未能完全被掩蔽。

解决方法：

用6mol•L-1HCI小心调节pH为5.5。

3、滴定的终点变色不敏锐，使终点难以判断。

原因：

①pH未调好；

2硫脲的掩蔽能力不够；

3二甲酚橙溶液配制已久。