黄铜中铜含量的测定-分析化学 华工

题目：黄铜中铜含量的测定

学院/专业/班级：    生物科学与工程学院 11级生物工程2班                 

小组成员：   黎绮文、陈莹莹、黄云霞、李成、李扬     

姓名：                   实验台号：                  教师评定：____________

【设计性实验目的】

1、增加同学们对分析化学学科的热情。

2、提高小组团队合作能力。

3、提高同学在选择方案时的逻辑思维能力。

【实验原理】

黄铜是由铜和锌所组成的合金，如果只是由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等，铜合金种类较多，主要有黄铜和各种青铜。

铜合金中铜的含量一般采用碘量法测定。在pH=3～4的弱酸溶液中，Cu2+与过量的KI作用，生成CuI沉淀和I2，析出的I2可以淀粉为指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定。

有关反应如下：  

2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 （或2Cu2++5I-=2CuI↓+I3-）

I2+2S2O32-=2I-+S4O62- 

Cu2+与I-之间的反应是可逆的，任何引起Cu2+浓度减小（如形成络合物等）或引起CuI溶解度增大的因素均使反应不完全，加入过量KI，可使Cu2+的还原趋于完全。但是，CuI沉淀强烈吸附I3-，又会使结果偏低。通常的办法是在近终点时加入硫氰酸盐，将CuI（Ksp=1.110-12）转化为溶解度更小的CuSCN沉淀（Ksp=4.8×10-15）。在沉淀的转化过程中，吸附的碘被释放出来，从而被Na2S2O3溶液滴定，使分析结果的准确度得到提高。  

硫氰酸盐应在接近终点时加入，否则SCN-会还原大量存在的I2，致使测定结果偏低。溶液的pH值应控制在3.0～4.0之间。酸度过低，Cu2+易水解，使反应不完全，结果偏低，而且反应速率慢，终点拖长；酸度过高，则I-被空气中的氧氧化为I2（Cu2+催化此反应），使结果偏高。  

Fe3+能氧化I-，对测定有干扰，可加入NH4HF2掩蔽,NH4HF2（即NH4F·HF）是一种很好的缓冲溶液，因HF的Ka=6.6×10-4，故能使溶液的pH值保持在3.0～4.0之间。 

【实验仪器及试剂】

仪器：电子分析天平（0.1 mg）、台秤（0.1 g）、常用滴定分析仪器一套、电加热板、小烧杯若干、250mL烧杯一只、500mL烧杯三只、锥形瓶三个、量筒等

试剂： HCl（6 mol/L）、H2SO4（3mol/L）、1:1氨水、30%过氧化氢、K2Cr2O7基准物、Na2S2O3·5H2O固体、Na2CO3固体、KI固体、冰醋酸、NH4HF2固体、KSCN固体、5 g/L淀粉溶液

【实验步骤】

1、配制试剂（5人用量）

配制100g/L的KI溶液，称取50g KI固体于500mL烧杯中，加500mL蒸馏水溶解。

    配制1：1的HAc溶液，取75mL冰醋酸于250mL烧杯中，加入75mL蒸馏水溶解。

配制100g/L的KSCN溶液，称取30g KSCN固体于500mL烧杯中，加入300mL蒸馏水溶解。

配制20% NH4HF2缓冲溶液，称取75g NH4HF2固体于500mL烧杯中，加入300mL蒸馏水溶解。

2、K2Cr2O7标准溶液（0.01667mol/L）的配制（5人用量）

    准确称取1.2260g 固体K2Cr2O7于小烧杯中，加入适量水，搅拌至完全

溶解后，定量转移至250mL容量瓶中，用水定容。

重复操作配制250mL同样浓度溶液。（注意称量准确，确保两瓶浓度一致）

滴定注意事项：

（1）无论是标定还是测定实验，反应完毕后要马上测定

（2）必须一份一份做，不能同时反应后依次测定

（3）注意先把滴定剂装在滴定管中并调好零点，这样可以反应后马上滴定

（4）刚开始滴定时要快滴慢摇

3、0.1mol/L Na2S2O3标准溶液的配制及标定

准确称取  12.5  g Na2S2O3·5H2O于烧杯中，用500ml蒸馏水溶解，搅拌溶解后转移至棕色细口具塞试剂瓶中。

移取  25.00  mL K2Cr2O7标准溶液于250mL碘量瓶中，加入  15  mL 100g/L的KI溶液和  10  mL 3mol/L的H2SO4溶液，盖好瓶塞摇匀后在暗处放置5min（三次平行标定注意时间控制一致），加入   100  mL水稀释后，立刻用Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄绿色（注意观察现象），然后加入   2  mL5g/L的淀粉溶液，继续滴定至溶液突变为亮蓝绿色为终点，记录所消耗的Na2S2O3标准溶液的体积（约25mL），并根据相关数据计算所配制的Na2S2O3溶液的准确浓度。平行标定三次，相对平均偏差应小于等于0.3%，以平均浓度作为所配Na2S2O3标准溶液的浓度。

4、铜合金中铜的测定

分别准确称取黄铜试样  0.20  ～  0.30  g三份，分别置于编号1、2、3号锥形瓶，分别加入  10  mL 6mol/L HCl溶液，滴加约  5  mL 30% H2O2，加热使试样溶解完全后，继续加热使H2O2完全分解，然后煮沸1～2min，冷却。

取1号瓶加入30mL新煮沸并冷却的蒸馏水，滴加1：1氨水直到溶液中刚刚有稳定的沉淀（边滴边摇，细心观察，过量会使沉淀溶解）出现，然后加入  8  mL 1:1HAc溶液，  10  mL 20%NH4HF2缓冲溶液（加完后用pH试纸沾取少量试样测定pH，保持pH=3.0~4.0，第1次控制好后，第2、3次可不测），加入  15  mL 100g/L的KI溶液摇匀后立即用标定好的Na2S2O3 标准溶液滴定至浅黄绿色（注意观察现象）（勿剧烈振荡）。再加  2  mL 5g/L淀粉指示剂，滴定至浅蓝色后，加入  10  mL 100g/L的 KSCN溶液，继续滴定至蓝色消失，此时终点颜色呈现灰白色或者肉色。记录所消耗的Na2S2O3标准溶液的体积（约20~30mL），并根据相关数据计算Cu含量。平行处理和滴定2、3号瓶。 

【数据记录及处理】

表1. K2Cr2O7标准溶液的配制

表2. Na2S2O3溶液的配制与标定

称取Na2S2O3        g溶于        水中

滴定次数

表3. 铜含量测定 

滴定次数