硫酸钠溶解度
Na2SO3配制、标定、测定铜
吴凡
指导老师吴明君教授
四川农业大学雅安 625014
摘要
本文通过利用间接碘量法测定铜离子的含量，通过本文，旨在掌握硫代硫酸钠溶液的配制和保存，并掌握硫代硫酸钠溶液浓度的原理和方法，掌握碘量法测定铜的原理和方法，学习铜合金的溶解方法。
关键词Na2SO3配制标定铜间接碘量法
Na2SO3 preparation, calibration, determination of copper
Wufan
Directed by WU Ming-jun
Sichuan Agricultural University  yaan  625014
Abstract
This article through the use of indirect iodometry determination of copper ion content, through this paper, aims to master sodium thiosulfate solution preparation and preservation, and mastery of the sodium thiosulfate solution concentration of principle and method, grasps the iodine quantity method determination of brass principle and method, study the copper alloy solution method.
Key wordsNa2SO3 preparation calibration copper indirect iodometry
前言
本实验选择碘量法测定铜的含量其中可以作为基准物质的有重铬酸钾，碘酸钾，溴酸钾，和纯铜，本实验选择以纯铜为基准物质。因为在测定铜盐中最好以铜作为基准物质。 2Cu2++4I-=2CuI↓+I2(为可逆，加KI) I2+2S2O32-=S4O62-+2I-。
反应必须在弱酸性中溶液（PH=3.5-4.0）中进行。
因在强酸性溶液中，I-易被空气中氧氧化为碘。如果有Cu2+存在，催化此反应；在碱性溶液中，Cu2+会水解，I2也会分解。所以通常利用HAc-NaAc,HAc-NH4Ac或NH4HF2等来控制溶液的酸度。

为了使反应完全，必须加入过量的I-。因I2在水中溶解度较小，过量的I-存在，使I2形成I3-，增加I2的溶解度。CuI沉淀表面吸附I2，使测定结果偏低。为此，在用Na2S2O3滴定I2到接近终点时，加入KSCN。
因CuSCN和CuI的溶解度相近，加入KSCN以后，有一部分CuI转化为CuI+SCN-=CuSCN↓+I-,使CuI吸附的I2释放出来；同时由于加入KSCN可以减少KI的用量。但是只能在滴定到接近终点时才能加入KSCN，否则KSCN将直接在应接近还原Cu2+，使结果偏低。2Cu2++4SCN-=2CuSCN+(SCN)2- 3(SCN)2·4H2O=5SCN-+SO42-+7H++HCN。

1实验部分
1.1试剂
Na2S2O3固体、Na2CO3固体、纯铜（99.9％以上）、6 mol/LHNO

3、100g/LKI溶液、1+1和1mol/L的H2SO4溶液、100g/LKSCN溶液、10g/L淀粉溶液
1.2仪器试剂瓶一个、50mL碱式滴定管一支、碘量瓶若干、分析天平
1.3原理
在乙酸酸性溶液中，Cu2+与过量的KI反应，析出的碘用Na2S2O3标准溶液滴定，用淀粉作指示剂，反应如下：2Cu2++4I-═2CuI↓+I2  ,I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
反应需加入过量的KI，一方面可促使反应进行完全，另方面使形成I3-，以增加I2的溶解度。
为了避免CuI沉淀吸附I2，造成结果偏低，须在近终点（否则SCN-将直接还原Cu2+）时加入SCN-，使CuI转化成溶解度更小的CuSCN，释放出被吸附的I2。
溶液的pH一般控制在3.0～4.0之间，酸度过高，空气中的氧会氧化I2（Cu2+对此氧化反应有催化作用）；酸度过低，Cu2+可能水解，使反应不完全，且反应速度变慢，终点拖长。
一般采用NH4F缓冲溶液，一方面控制溶液酸度，另一方面也能掩蔽Fe3+，消除Fe3+氧化I-对测定的干扰。
硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）一般都含有少量杂质，如S、Na2SO

3、Na2SO

4、Na2CO

3、NaCl等，还容易风化和潮解，须用间接法配制。
Na2S2O3易受水中溶解的CO

2、O2和微生物的作用而分解，故应用新煮沸冷却的蒸馏水来配制；此外，Na2S2O3在日光下，酸性溶液中极不稳定，在pH=9～10时较为稳定，所以在配制时还需加入少量Na2CO3，配制好的标准溶液应贮存于棕色瓶中置于暗处保存。
长期使用的Na2S2O3标准溶液要定期标定。通常用K2Cr2O7，KIO3,KBrO3，纯铜等作基准物标定Na2S2O3的浓度，反应为：Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O析出的碘再用标准Na2S2O3溶液滴定，本实验以纯铜作为标定Na2S2O3溶液的基准物。
1.4步骤
1.4.1Na2S2O3的配置
称取12.5g Na2S2O3·5H2O，加入约300mL新煮沸后冷却的蒸馏水溶解，加入约0.2gNa2CO3固体，然后用新煮沸后冷却的蒸馏水稀释至1L，贮于棕色的试剂瓶中，在暗处放置1周后在标定。

1.4.2Na2S2O3的标定
准确称取0.8g的纯铜，置于250mL烧杯中。
（以下分解操作在通风橱内进行）加入约3mL6 mol/LHNO3，盖上表面皿，放在电热板上微热。待铜完全分解后，慢慢升温至干。冷却后再加入H2SO4（1+1）2mL蒸发至冒白烟、近干（切记蒸干），冷却，定量转入250mL容量瓶中，加水稀释至刻度。
摇匀，从而制得的标准溶液。
准确移取25.00mL的标准溶液于250 mL碘量瓶中，加水25mL，2mLNaF，混匀。
加入7mL100gKI溶液，立即用待标定的Na2SO3滴定至呈淡黄色。然后加入4 mL10g/L淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色。再加入5 mL100g/LKSCN溶液，摇匀后溶液蓝色转深，再继续滴定至蓝色恰好消失为终点（此时溶液为米色的悬浮液）。纪录数据，平行滴定4次。
2数据处理与分析
2.1Na2S2O3的标定如下：
记录项目
平行滴定次数
1
2
3
4
m铜/g
0.8017
C铜mol/L
0.01262
Na2S2O3初读数/mL
0.00
0.10
0.00
0.10
Na2S2O3终读数/mL
25.50
25.60
25.48
25.65
VNa2S2O3/mL
25.50
25.50
25.48
25.55
CNa2S2O3mol/L
0.04923
0.04923
0.04926
0.04913
CNa2S2O3平均mol/L
0.04921
个别测定偏差
0.00002
0.00002
0.00005
-0.00008
平均偏差
0.00004
相对平均偏差
0.086%
标准偏差
0.000057
相对标准偏差
0.11%
数据处理:将数据按从小到大排列得0.04913,0.04923,0.04923,0.04926
可疑值为最小值0.04913及0.04926
Q1=(0.04923-0.04913)/(0.04926-0.04913)=0.74
Q2=(0.04926-0.04923)/(0.04926-0.04913)=0.23
查表得测定次数为4次时Q=0.76，Q1Q2均小于Q表，故这两个数据均应保留。
置信度为95%时，t=3.18,由得Na2S2O3溶液的浓度为0.04921±0.00009
2.2硫酸铜含量的测定如下：
记录项目
平行滴定次数
1
2
3
4
m硫酸铜/g
0.3964
0.3847
0.4076
0.3646
Na2S2O3初读数/mL
0.00
0.00
0.10
0.00
Na2S2O3终读数/mL
31.10
30.60
32.80
29.10
VNa2S2O3/mL
31.10
30.60
32.70
29.10
m铜/g
0.09725
0.09569
0.10226
0.09099
Cu含量
24.53%
24.87%
25.08%
24.96%
Cu平均含量
24.86%
个别测定偏差
-0.0033
0.0001
0.0022
0.0010
平均偏差
0.0016
相对平均偏差
0.66%
标准偏差
0.0024
平均标准偏差
0.95%
数据处理：将实验数据按从小到大排列得24.53%,24.87%,25.08%,24.96%
可疑值为最小值24.53%及最大值25.08%,用Q检验法检验得
Q1=(0.2508-0.2496)/(0.2508-0.2453)=0.22
Q2=(0.2487-0.2453)/(0.2508-0.2453))=0.62
查表得测定次数为4次时Q=0.76，Q1Q2均小于Q表，故这两个数据均应保留。

置信度为95%时，t=3.18,由得Cu的含量为24.86%±0.0038
3结果与讨论
硫酸铜的配置中再加入硝酸后应将其蒸干，加入硫酸的作用是为了溶解被硝酸氧化的铜，并起到调节pH，保护的典离子的作用，因为在后面实验中典离子在酸性条件下不易被氧化。本实验选择以定粉为指示剂，因为铜氧化典离子生成碘化亚铜和单质碘，遇定粉县蓝色。在实验中，若所加的定粉并未使溶液变色，可加量直至溶液变成淡蓝色。
氟化钠的加入由于测定的是矿石等中的铜离子的含量，为了防止铁离子的的干扰，加入氟离子铜铁离子形成络合物，而不被滴定。
滴定过程中选择碘量瓶由于铜氧化典离子生成碘化亚铜和单质碘，碘会挥发，故选择碘量瓶进行滴定。
配置的硫代硫酸钠溶液易被空气中的氧化，在进行测定时要对其进行标定，本实验选择以铜为基准物质；并且应用煮沸后的蒸馏水，并加入少量碳酸钠为呈微碱性，因为碳酸钠可以调节溶液的pH，使溶液呈微碱性抑制细菌的生长，防止细菌对硫代硫酸钾的分解作用。

硫氰化钾必须在接近终点时加入，否则较多的碘会明显的为硫氰化钾所还原，是结果偏低
4致谢
感谢吴明君教授对本次实验的悉心指导；
感谢学校为本次实验成功进行提供的平台。
参考文献
[1] 《分析化学实验.》第三版.北京：四川大学化工学院，浙江大学化学系编.高等教育出版社，2003.6，93-100
[2]《.分析化学.第五版（上册）》. 武汉大学，中国科学技术大学，中山大学，吉林大学编北京：高等教育出版社，2006.7，166-213。

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