技術(shù)文章
Technical articles[目的要求]
1、了解恒電流庫侖法的基本原理。
2、掌握庫侖滴定的基本原理和實驗操作。
3、學(xué)習(xí)恒電流庫侖滴定中終點指示法。
[基本原理]
庫侖滴定法是建立在控制電流電解過程基礎(chǔ)上的一種相當(dāng)準(zhǔn)確而靈敏的分析方法,可用于微量分析及痕量物質(zhì)的測定。與待測物質(zhì)起定量反應(yīng)的“滴定劑”由恒電流電解在試液內(nèi)部產(chǎn)生。庫侖滴定終點借指示劑或電化學(xué)方法指示。按法拉第定律算出反應(yīng)中消耗“滴定劑”的量,從而計算出砷的含量。
本實驗用雙鉑片電極在恒定電流下進行電解,在鉑陽極上KI中的I-可以氧化成I2。
在陽極 2I-→I2+2e
在陰極 2H++2e→H2↑
在陽極上析出的I2是個氧化劑,可以氧化溶液中的As(III),此化學(xué)反應(yīng)為:
I2+AsO33-+H2O → AsO43-+2I-+2H+
滴定終點可以用淀粉的方法指示,即產(chǎn)生過量的碘時,能使有淀粉的溶液出現(xiàn)藍(lán)色。也可用電流—上升的方法(死停法),即終點出現(xiàn)電流的突躍。
滴定中所消耗I2的量,可以從電解析出I2所消耗的電量來計算,電量Q可以由電解時恒定電流I和電解時間t來求得:Q=I×t (安培×秒)
本實驗中,電量可以從KLT-1型通用庫侖儀的數(shù)碼管上直接讀出。
砷的含量可由下式求得:
式中M為砷的原子量74.92,n為砷的電子轉(zhuǎn)移數(shù)。
I2與AsO33-的反應(yīng)是可逆的,當(dāng)酸度在4 mol/L以上時,反應(yīng)定量向左進行,即H2AsO4氧化I-;當(dāng)pH>9時,I2發(fā)生岐化反應(yīng),從而影響反應(yīng)的計量關(guān)系。故在本實驗中采用NaH2PO4-NaOH緩沖體系來維持電解液的pH在7~8之間,使反應(yīng)定量地向右進行。即I2定量的氧化H3AsO3。水中溶解的氧也可以氧化I-為I2,從而使結(jié)果偏低。故在標(biāo)準(zhǔn)度要求較高的滴定中,須要采取除氧措施。為了避免陰極上產(chǎn)生的H2的還原作用,應(yīng)當(dāng)采用隔離裝置。
[儀器與試劑]
KLT-1型通用庫侖儀;10 mL量筒;0.5 mL、5 mL移液管
試劑:(1)磷酸緩沖溶液:稱取7.8 g NaH2PO4·2H2O和2 g NaOH,用去離子水溶解并稀釋至250 mL(0.2 mol/L NaH2PO4 ; 0.2 mol/L NaOH)。
(2)0.2 mol/L 碘化鉀溶液:稱取8.3 g KI,溶于250 mL去離子水中即得。
(3)砷標(biāo)準(zhǔn)溶液:準(zhǔn)確稱取0.6600 g As2O3,以少量去離子水潤濕,加入NaOH溶液攪拌溶解,稀釋至80~90 mL。用少量H3PO4中和至溶液近于pH 7,然后轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中稀釋至刻度,搖勻。此溶液濃度為砷5.00 mg/mL,使用時可進一步稀至500 μg/mL。
[實驗步驟]
1、調(diào)好通用庫侖儀;
2、開啟電源開關(guān)預(yù)熱半個小時;
3、取10 mL 0.2 mol/L KI,10 mL 0.2 mol/L 磷酸緩沖溶液,放于電解池中,加入20 mL蒸餾水,加入含砷水樣5.00 mL,將電極全部浸沒在溶液中。
4、終點指示選擇電流—上升
5.按下電解按鈕,燈滅,開始電解。數(shù)碼管上開始記錄毫庫侖數(shù)。
6、電解完畢后,記下所消耗的毫庫侖數(shù)。
7、再在此電解液中加入5.00 mL含砷水樣,再做一次電解得到第二個毫庫侖數(shù),如此重復(fù)4次,得到4個毫庫侖數(shù)。
8、舍去*次的數(shù)據(jù),取后三個的平均值,計算水樣中的As量。以As mg/mL,或As2O3 mg/mL 表示。
[數(shù)據(jù)處理]
電 解 次 數(shù) | 樣 品 量 | 電 解 電 流 | 庫 侖 數(shù) |
1 2 3 4
|
15101169516