学习目标 掌握:银量法的基本原理和滴定条件及指示终点的方法。硝酸银和硫氰酸铵滴定液的配制和标定。 熟悉:银量法的应用。 |
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第一节 概述
沉淀滴定法(precipitation titration)是基于沉淀反应为基础的滴定分析方法。生成沉淀的反应很多,但能用于滴定分析的沉淀反应却不多。
能用于沉淀滴定的化学反应必须符合以下四点要求:
1.沉淀的溶解度足够小(一般小于10-6g/ml);
2.沉淀反应必须迅速、定量地完成,没有副反应;
3.沉淀的吸附现象不影响滴定结果和终点的确定;
4.有适当方法确定滴定终点。
炉温控制系统 实际上符合上述条件的沉淀反应的沉淀并不多,而能用于沉淀滴定的主要是一类能生成难溶性银盐的反应:
利用生成难溶性银盐反应来进行滴定分析的方法称银量法(argentimetry):
银量法可用于测定Cl-、Br-、I-、CN-、SCN-和Ag+等,也可以测定含有这些离子的化合物(测定前,须经过处理)。本单元主要讨论银量法的基本原理和应用。 第二节 铬酸钾指示剂法
铬酸钾指示剂法又称莫尔(Mohr)法,是以铬酸钾(K2CrO4)为指示剂的沉淀滴定法。
一、基本原理及滴定条件
(一)滴定原理
指示剂:K2CrO4 滴定液: AgNO3 pH:6.5~10.5
终点前:Ag+ + Cl- →AgCl↓(白) Ksp =1.8×10-10
终点时:2Ag+ + CrO→Ag2CrO4↓(砖红) Ksp =1.12×10-12
(二)滴定条件
1.指示剂的用量 指示剂CrO的用量多少直接影响滴定分析的准确度。CrO的量加多了,会造成终点提前,产生负误差;反之,CrO-的量太少,又会造成终点延迟,产生正误差。
实际滴定时,反应液的总体积通常在50~100ml之间,因此,加入5%铬酸钾指示剂1~2ml即可,此时[CrO]为2.6×10-3~5.2×10-3mol/L。
2.溶液的酸度: 近中性或弱碱性( pH=6.5~10.5 ) 在酸性(pH<6.5)溶液中: CrO+ 2H+ 2H CrO Cr2O+H2O,造成终点延迟,甚至不产生沉淀。
在碱性太强(pH≥10.5)溶液中:则会生成Ag2O褐沉淀。
2Ag ++ 2OH- 2AgOH↓ → Ag2O + H2O
因此,铬酸钾指示剂法适用于中性或弱碱性( pH6.5~10.5)溶液。
4.干扰离子的排除:滴定溶液中不应含有能与CrO生成沉淀的阳离子(如Ba2+、Pb2+、Bi2+等)或能与Ag+反应生成沉淀的阴离子(如PO、AsO、S2-、CO、C2O等),也不能含有在中性或微碱性溶液中容易发生水解的离子(如Al3+、Fe3+等)及大量的有离子(如Cu2+、
Ni2+、Co2+等)。上述离子都会干扰测定,滴定前应预先分离排除。
(三)应用范围
铬酸钾指示剂法适用于测定Cl-免清洗助焊剂、Br-、CN-,但不宜用于直接测定I-、SCN-。这是因为AgI和AgSCN对I-和SCN-有较强的吸附作用,使终点变化不明显,影响测定结果。
二、标准溶液
市售基准级或一级纯AgNO3,可直接配成一定浓度的标准溶液。
用分析纯AgNO3间接法配制:即先配成与所需浓度相近的溶液,铬酸钾作为指示剂,用基准NaCl来标定。配制好的AgNO3标准溶液应存放在棕试剂瓶中,以避免见光分解。若存放时间较久,使用前应重新标定。
三、应用示例
可溶性的无机卤化物都可用铬酸钾指示剂法进行测定。
例4-1 氯化钠含量的测定
精密称取待测氯化钠样品0.11≈0.13g,于锥形瓶中,加蒸馏水50ml溶解,再加5% 铬酸钾指示剂1ml,用0.1000mol/LAgNO3标准溶液滴定至混悬液恰好呈浅砖红,即为终点。记下消耗的AgNO3滴定液的体积VAgNO3,即可按下式计算NaCl的百分含量:
例4-2 临床上血清氯的测定
准确吸取2.00ml血清,除去蛋白质后保留血滤液,以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液(T AgNO3/NaCl=1.00×10-3g/ml)滴定,当溶液呈浅砖红即为终点,根据AgNO3的用量可以计算出血清Cl-的含量。按下式计算Cl-洗手液机的百分含量:
第三节 铁铵矾指示剂法
铁铵矾指示剂法又称佛尔哈德法(Volhard method)是以铁铵矾NH4Fe(SO4)2·12H2O为指示剂,用KSCN或NH4SCN为滴定液,测定银盐和卤素化合物的方法,可分为直接滴定法和返滴定法。
1、直接滴定法
指示剂:NH4Fe(SO4)2·12H2O 滴定液:NH4SCN(或KSCN) pH:0≈1
(一) 滴定原理
在酸性溶液中,以铁铵矾为指示剂,用KSCN或NH4SCN为标准溶液,直接测定含Ag+的溶液。滴定终点前,SCN-与Ag+生成AgSCN白沉淀,当滴定至化学计量点附近时,由于溶液中Ag+的浓度已很小,继续滴入SCN-即可与铁铵矾指示剂中的Fe3+反应生成棕红的[FeSCN]2+配离子,以指示终点。其滴定反应为:
终点前 Ag+ + SCN- = AgSCN↓ (白)
终点时 Fe3+ + SCN- = [FeSCN]2+ (淡棕红)
(二)滴定条件红外焦平面探测器
1.合适的酸度:滴定应在HNO3酸性(0.1~1 mol/L)溶液中进行,溶液酸度过低,Fe3+容易发生水解,生成棕沉淀,影响终点的判断。
2.适量的指示剂 :50~100ml滴定液中,加入10%铁铵矾指示剂2ml。
3.滴定时充分振摇:滴定过程中,始终要充分振摇,使被AgSCN沉淀吸附的Ag+释放出来,阻止滴定终点提前。
(三)应用范围
直接滴定法可以测定Ag+。
2、返滴定法
指示剂:NH4Fe(SO4)2·12H2O 滴定液:NH4SCN(或KSCN)、AgNO3 pH:0≈1
(一) 滴定原理
返滴定法是以铁铵矾为指示剂,用KSCN(或NH4SCN)和AgNO3为标准溶液,测定卤化物。如以测定Cl-为例,在含有Cl-的酸性溶液中,加入准确并过量的AgNO3标准溶液,使溶液中的Cl-完全沉淀,然后加入适量的铁铵矾指示剂,用KSCN(或NH4SCN)标准溶液滴定剩余的Ag+,滴定反应如下:
终点前 Ag+ (准确过量)+ Cl- →AgCl↓(白)
Ag+ (剩余)+ SCN- = AgSCN↓ (白)
终点时 Fe3+ + SCN- = [FeSCN]2+ (淡棕红)
(二)滴定条件
1.合适的酸度:同直接滴定法。
2.适量指示剂 :同直接滴定法。
3.适当振摇:返滴定法测定Cl- 时, 开始滴定时也要充分振摇,以防止生成的AgSCN
沉淀吸附Ag+ ,当滴定到化学计量点即近终点时,要轻轻摇动,以防止AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀(因为AgCl的溶解度比AgSCN大)。这样就会消耗过多的NH4SCN滴定液,造成一定的误差。
AgCl + SCN- → AgSCN↓ + Cl-
防止沉淀转化的措施:
1)试液中加入AgNO3为标准溶液后,将溶液加热煮沸使AgCl沉淀凝聚,过滤除去。
2)加入1≈2ml硝基苯或异戊醇等,并强烈振摇,把AgCl沉淀包裹起来,避免发生沉淀转化。
微冻技术4.测定I-时,必须在加入过量AgNO3溶液后再加入铁铵矾指示剂,以防止I-被Fe3+转化。
2 I- + 2Fe3+ → I2 + 2 Fe2+
青嵩素
(三)应用范围
返滴定法可以测定Cl-、Br-、I-、CN-、SCN-等离子。
三、标准溶液
常用的标准液为AgNO3和KSCN(或NH4SCN)溶液。
(一)AgNO3标准溶液的配制和标定
AgNO3标准溶液,配制方法与前面相同,但标定时最好选用铁铵矾作为指示剂,这样可以消除方法误差。
(二)NH4SCN标准溶液的配制和标定
NH4SCN试剂中一般都含有杂质,且易吸收空气中水分。因此,只能用间接法配制:先配成与所需浓度相近的溶液,以铁铵矾为指示剂,用AgNO3滴定液直接法进行标定。根据下式可计算出NH4SCN的准确浓度。
应用示例
精密称取三氯叔丁醇0.1g,加乙醇5ml溶解后,加20%NaOH溶液5ml加热回流15分钟,冷至室温,加蒸馏水20ml与HNO3 5ml,加入0.1000mol/LAgNO3滴定液30.00ml,加邻苯二甲酸二丁酯5ml,密塞,强力振荡后,加铁铵矾指示剂2ml,用0.1000mol/LNH4SCN滴定液滴定,并将滴定结果用空白试验矫正。
本品在NaOH溶液中加热回流使三氯叔丁醇分解产生NaCl,与AgNO3反应生成AgCl沉淀,过量的AgNO3用NH4SCN滴定液返滴定。反应式:
Cl3C-C(CH3)2-OH + 4NaOH = (CH3)2CO + 3NaCl + HCOONa + 2H2O
终点前 Ag+ (准确过量)+ Cl- →AgCl↓(白)
Ag+ (剩余)+ SCN- = AgSCN↓ (白)
终点时 Fe3+ + SCN- = [FeSCN]2+ (淡棕红)
第四节 吸附指示剂法
指示剂:荧光黄(Ka=10-7): pH=7~10 滴定液:AgNO3
二氯荧光黄(Ka=10-4) : pH=4~6
曙红(Ka=10-2): pH=2 ~10
吸附指示剂法是以AgNO3为滴定液,以吸附指示剂确定滴定终点的银量法,又称法扬斯(Fajans method)法。