EDTA的测定及黄铜片中锌的标定

EDTA的标定及锡铜中锌的测定实验目的1.学习配制Ze+标准溶液,EDTA标准溶液；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；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;、掌握铜合金中Zn的测定方法实验原理：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H4Y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/100gH2O。因此，实际工作中常用它的二钠盐Na2H2Y^2H2O,Na2H2Y^2H2O的溶解度稍大,在22°C(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HIn至HIn4-都是黄色，Hie-至la-62是红色。HIn4- =H+ + HIn5- (pK=6.3)2a

黄色 红色从平衡式可知，pH>6.3指示剂呈现红色；pHV6.3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：Mln+钛丫2-〜MY+H^4-⑷EDTA浓度计算公式：C(EDTA)=m/10MzVEDTA2•黄铜片中Zn测定原理： n⑴黄铜片的溶解：使用1：1的盐酸和30%的H2O2溶解黄铜片Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O⑵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+、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=2~6)下，Cu2+被硫脲还原成Cu+:8Cu2++CS(NH2)2+5H2O=8Cu++CO(NH2)2+SO/-+10H+Cu+再与硫脲形成配合物而被掩蔽。配位掩蔽法掩蔽Sn(IV)、Fe3+、Al3+用氟化钾(或氟化铵)将Sn(IV)、Fe3+、Al3+形成氟的配合物(SnF62-、FeF63-、A1F63-)而加以掩蔽。Cxvx6539x103计算Zn的含量：W%=EDTA .9 X100%mCu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%H2O2，0.1mol・L-iHCl溶液，Na2H2Y.2H2O四.操作步骤: 22222操作注意事项0.1mol・L-iZn2+标准溶液的配制：1.预处理：取适量锌片放在100mL烧杯中，用O.lmolL1HCl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500mLEDTA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。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，10mL300g・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0.38〜0.42g黄铜片试样，置于100mL小烧杯中，盖上表面皿，加5mL1:1HCl，2〜3mL30%H2O2，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h2o2，(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。(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。h2o2—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二遍，且每荡洗一边都要转移到容量瓶里。(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，

掩蔽杂质离子：加5mLBaCl2溶液，20mL饱和k2so4溶液，旋摇混匀。加1gnh4f，旋摇约1min。加20mL饱和硫脲，混匀。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0.01mol・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。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pH>6.3,二甲酚橙指示剂本身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锌片质里mZ/g0.1812Zn锌标液的体积/mL25.0025.0025.00初读数V,(EDTA)/mL0.000.000.00终读数V2(EDTA)/mL25.7325.7625.77△V(EDTA)/mL25.7325.7625.77C(EDTA)/mol・L-10.010770.010760.01075C平均(EDTA)/molL-1(舍前)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—(EDTAj/molL-1(舍后)1.414x10-52•黄铜片中锌的测定:序号1234mCu/g初体积V/ml终体积V/mlV/mlW%舍前平均W%ST舍后平均W%六.问题及思考题★思考题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（02）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H2O2完全除去。如果没有完全去除，它会氧化指示剂二甲酚橙。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=8.87。结合一个质子后形成质子化六亚甲基四胺：(CH)N+H+=(CH)NH+264264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cjc碱时，pH=pKa=5.15，改变c酸、c碱的比例，缓冲溶液的pH可在p£±1的范围调节，因此，六亚甲基四胺-盐酸缓冲溶液符合测定Ze+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。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+、Sm+，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+，p=0.8；Fe3+，片=5.18,P2=9.07，P3=12.1；Sn2+，札=9.5；Sn(IV)，P=25)。 1 36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。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：(1)二甲酚橙有6级酸式解离，其中HIn至HIn4-都是黄色，Him-至Ins-是红色。62HIn4- =H+ + HIn5- (pK=6.3)2a黄色 红色从平衡式可知，pH>6.3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+；pH=1〜2(HNO)，Bi3+；pH=2.5〜3.5(HNO)，Th4+；pH=5〜6,La3+、Pb2+、Cd2+、Hg2+、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+MIn+H2Y2-fMY+H2【n4-6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：(CH)N+H+=(CH)NH+264264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=pKa=5.15,改变c酸、c碱的比例，缓冲溶液的pH可在pKa±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 37在盐酸-六亚甲基四胺缓冲溶液中，只加了六亚甲基四胺，HC1从哪里来？答：虽然在溶液中只加了六亚甲基四胺，未同时加HCl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HCl与六亚甲基四胺，六亚甲基四胺与HCl反应生成(CH)NH+，它与过量的六264亚甲基四胺组成了(CH)NH+-(CH)N缓冲对。因此，在高酸度的溶液中加入六亚甲基四胺，就组264264成了缓冲溶液，可使溶液的pH稳定在5〜6的范围内。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+而释放出指示剂Hie-(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f橙(红紫与黄的中间色)f红的成分继续减少f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。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0.13g-0.16g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)。10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：利用加酸的机会，将铜试样带到瓶底，若用洗瓶吹洗，会降低酸与h2O2的浓度，使反应速度减11、为什么H2O2溶液要用定量加液器加？怎样加？答：由于质量百分比大于30%的H2O2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，H2O2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、2〜3mL30%H2O2后，为什么待Cu反应完后才加热?答：由于有氧化剂HO存在，铜试样溶解在HCl和HO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H2O2，H2O2=H2O+I，2A⑵注意事项：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。H2O2受热分解放出02，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。待大部分02放出后，继续用小火加热使H2O2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H202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H2O2已除净，冷却时为什么不能塞上塞子？答：(1)溶液中小而密的气泡(o2)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HO^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H2O2未除净，对测定有何影响？答：h2O2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CU2+、Pb2+、Sn(IV)、Fe3+、AW等离子均干扰锌的测定。实验中如何掩蔽干扰离子？答：⑴沉淀掩蔽法掩蔽Pb2+⑵氧化还原、配位掩蔽法掩蔽Cu2+⑶配位掩蔽法掩蔽Sn(IV)、Fe3+、Al3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+,p=0.8；Fe3+，片=5.18, =9.07，札=12.1；Sn2+，P=9.5；Sn(IV)，p=25)0 '36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Mn+能与掩蔽剂充分反应，而被掩蔽完全，不干扰Zn2+的测定。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CU2+掩蔽不彻底而显色；若CU2+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Cu2+解蔽（Cu+生成的配合物解离，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pH。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。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。pH调好后，玻棒用洗瓶吹洗后取出。当第一份试液的p