《采用配位滴定法和氧化還原滴定法分別測定混合溶液中Fe2+

1、采用配位滴定法和氧化還原滴定法分別測定混合溶液中Fe2+, Fe3+的含量實驗方案實驗方案包括 實驗題目 目前有關(guān)該元素常量測定方法的概述 選定實驗方案的原理 所需試劑的計劃用量及配制方法 實驗步驟 主要參考資料） 單獨列出一份試劑清單，包括試劑名稱，規(guī)格及計算用量； （若用到自己實驗臺里沒有的儀 器也要單獨列出，如水浴鍋等） 各組組長 （平時收實驗報告的同學(xué)） 將組內(nèi)同學(xué)的試劑清單統(tǒng)計一份總試劑清單及儀器清單 （實驗臺里沒有的儀器） 注意 所給試劑均為固體，所有試劑均需自己配制，到時會讓大家預(yù)約配試劑的時間的 除老師指定的時間外， 可以跟實驗值班老師預(yù)約其他時間前來實驗（12 月16 日-1

2、月5日之間未安排其他組同學(xué)進(jìn)行實驗的非周末時間均可， 可以根據(jù)實驗進(jìn)度預(yù)約多次， 直至完成實 驗內(nèi)容。）【實驗?zāi)康摹?通過分析化學(xué)綜合性實驗、 設(shè)計性實驗， 培養(yǎng)學(xué)生初步的解決分析化學(xué)實際問題的能力， 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。2學(xué)習(xí)查閱參考文獻(xiàn)、綜合參考資料、設(shè)計小型分析化學(xué)實驗。 3復(fù)習(xí)和鞏固有關(guān)理論基礎(chǔ)知識并用于指導(dǎo)實踐。4進(jìn)一步熟練掌握實驗操作技術(shù)。 【目前有關(guān)常量鐵測定方法的概述】 常量鐵分析的主要方法有鄰菲啰啉分光光度法、磺基水楊酸分光光度法、硫氰酸鉀比色法、 鐵離子測定儀法、重量法、 EDTA 絡(luò)合滴定法、硫酸鈰滴定法、硫代硫酸鈉滴定法和重鉻酸 鉀滴定法等。 最經(jīng)典的方法是重

3、鉻酸鉀法， 測定時以二苯胺磺酸鈉為指示劑， 高錳酸鉀溶液 滴定至紫色為終點，用高錳酸鉀法測全鐵含量時要將Fe3+還原成Fe2+, 般使用的還原劑有硝酸亞汞、SnCI2、TiCI3 Na2SO3、抗壞血酸等，滴定時為了防止Fe2+再次被氧化，可用CO等惰性氣氛保護(hù)，或加入鄰菲啰啉絡(luò)合 Fe2+生成穩(wěn)定的絡(luò)合物。二氯化錫還原-重鉻酸鉀 滴定法為常量鐵測定的經(jīng)典方法，1973年被ISO采納為國際標(biāo)準(zhǔn)方法，但該方法使用對人類健康和環(huán)境產(chǎn)生危害的二氯化汞， 因此， 科學(xué)工作者一直致力于不使用汞鹽的重鉻酸鉀滴 定法測定鐵礦石中總鐵含量的研究。 研究報導(dǎo)的方法有金屬（銀或鋅） 還原法、鹽酸羥胺還 原法、三氯

4、化鈦還原法、硼氫化鉀還原法等?！緦嶒炘怼?本實驗采用絡(luò)合滴定法和氧化還原滴定法分別測定混合溶液中Fe2+、Fe3+的含量。1 絡(luò)合滴定法在pH =1.82.5的條件下，磺基水楊酸指示劑與 Fe3+生成紫紅色絡(luò)合物，F(xiàn)e2+則不顯示顏色， 磺基水楊酸本身無色。顏色強度與鐵的含量成正比，其反應(yīng)式為Fe3+3SSal2=Fe（SSal）33。當(dāng)用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時，由于EDTA與Fe3+結(jié)合能力強于磺基水楊酸，故滴定至紫紅色消失時即為終點，EDTA與 Fe3+形成的絡(luò)合物為亮黃色（或無色）， 使原來的紫紅色消失，終點變色明顯；測全鐵含量時（含有Fe2+）,可先測出Fe3+的含量，或取相同含量樣

5、品測定總鐵含量，再將溶液的Fe2+用過硫酸銨氧化成 Fe3+,再繼續(xù)用EDTA滴定至紫紅色消失。滴定時溶液的溫度以 6070C為宜，溫度太低，F(xiàn)e3+與EDTA反應(yīng)緩慢， 不易得出準(zhǔn)確的終點。由于EDTA與Fe3+絡(luò)合速度慢，滴定速度不宜太快，并需不斷振蕩，否則將使測定結(jié)果偏大。2氧化還原滴定法在熱HCI溶液中，以甲基橙為指示劑，用SnCI2將Fe3+還原至Fe2+,并過量1滴（只能過 量12滴）。經(jīng)典方法是用 HgCI2氧化過量的SnCI2,除去Sn2+的干擾，但HgCI2造成環(huán)境 污染，本實驗采用無汞定鐵法。還原反應(yīng)為2FeCI4+SnCI42+2CI-=2FeCI42-+SnCI62,此

6、反應(yīng) 向右進(jìn)行很完全。使用甲基橙指示 SnCI2還原Fe3+,除去過量的SnCI42-，SnCI42-耗Cr2O72-所以必須除去。原理是：Sn2+將 Fe3+還原后，過量的 Sn2+可將甲基橙還原為氫化甲基橙而褪色，不僅指示 了還原的終點，Sn2+還能繼續(xù)使氫化甲基橙還原成N, N-二甲基對苯二胺和對氨基苯磺酸鈉，過量的Sn2+則可以消除。反應(yīng)為：（CH3）2NC6H4N=NC6H4SO3Nat （CH3）2NC6H4NH-NHC6H4SO3Na （CH3）2NC6H4H2N+NH2C6H4SO3Na以上反應(yīng)是不可逆的，不但除去了過量的Sn 2+，而且甲基橙的還原產(chǎn)物不消耗 K2Cr2O7。

7、溶液溫度應(yīng)控制在 60C90C,溫度太低，SnCI2先還原甲基橙，終點無法指示，且還原Fe3+ 速度慢，還原不徹底；溫度太高， FeCI3升華而揮發(fā)。溶液的HCL濃度應(yīng)控制在4 mol/L，若大于6 mol/L , Sn2+會先將甲基橙還原為無色，無法 指示Fe+的還原反應(yīng)。HCI溶液濃度低于2 mol/L，則甲基橙褪色緩慢。滴定反應(yīng)為： 6Fe2+Cr2O72-+14H+ = 6Fe3+2Cr3+7H2O該反應(yīng)的滴定突躍范圍為0.931.34V,使用二苯胺磺酸鈉作指示劑時，由于它的條件電位為0.85V,因而反應(yīng)需加入 H3PO4，使滴定生成的 Fe3+生成Fe（HPO4）2 -,降低Fe3+

8、的濃 度，從而降低了 Fe3+ /Fe2 +電對的電位，使反應(yīng)的突躍范圍變成 0.711.34V，指示劑可以 在此范圍內(nèi)變色；同時消除了 FeCI4-的黃色對終點觀察的干擾。室溫下，Cr2O72-不氧化CI-,但高溫或鹽酸濃度太大時， Cr2O72-部分氧化CI-,故用H2SO4做酸性介質(zhì)。K2Cr2O7 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、組成和化學(xué)式一致、易提純、分子相對質(zhì)量較大,可做基準(zhǔn)試劑,因此 K2Cr2O7 標(biāo)準(zhǔn)溶液可直接配制?！緦嶒炘噭┡c儀器】試劑：氯化鐵溶液（1moI/L ）,氯化亞鐵溶液（1moI/L ） ; 20%磺基水楊酸，0.01moI/L EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液（乙二胺四乙酸二鈉鹽 ）,10%

9、 （NH4）2S2O8溶液，（1+1）氨水（6moI/L濃氨水），（1 + 1） HCI 溶液（6moI/L濃鹽酸）;0.01moI/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液（乙二胺四乙酸二鈉鹽），鋅粒，200g/L六 亞甲基四胺溶液，2g/L 二甲酚橙，6moI/LHCI,SnCI2（100g/L）, SnCI2（5Og/L）,H2SO4H3PO4混酸（濃硫酸、濃磷酸），1g/L甲基橙，2g/L二苯胺磺酸鈉，重鉻酸鉀。 儀器：移液管，酸式滴定管，錐形瓶， 20mL 稱量瓶，燒杯，試劑瓶，表面皿， 200mL 容量 瓶。配制：（1: 1）H2SO4-H3PO4混酸（將15mL濃H2SO4緩慢加至70mL去離子水中

10、，冷卻后加入15mL 濃 H3PO4 混勻 ）100g/L SnCI2（10g SnCI2 2H2O 溶于 40mL 濃鹽酸中，加水稀釋至 100mL）50g/L SnCI2（5g SnCI2 - 2H2O 溶于 20mL 濃鹽酸中，加水稀釋至 100mL）試劑清單（包括試劑名稱，規(guī)格及計算用量）試劑：1moI/L 氯化鐵溶液：氯化鐵固體1moI/L 氯化亞鐵溶液：氯化亞鐵固體或硫酸亞鐵銨固體20%磺基水楊酸：0.01moI/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液：乙二胺四乙酸二鈉鹽固體10% （NH4）2S2O8 溶液：濃氨水（或 6moI/L 氨水）濃鹽酸（或 6moI/L 鹽酸）鋅粒200g/L 六亞甲基

11、四胺溶液：2g/L 二甲酚橙：100g/LSnCI2： SnCI2 固體 50g/L SnCI2： SnCI2 固體H2SO4-H3PO4 混酸：濃硫酸、濃磷酸1g/L 甲基橙：2g/L 二苯胺磺酸鈉：8.333 X 10-3 moI/L K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液：重鉻酸鉀固體【實驗步驟】（1 ）混合溶液的配制將氯化鐵溶液及氯化亞鐵溶液按任意比例混合制得Fe3+和Fe2+的混合溶液，裝入試劑瓶中稀釋至 100mL 備用。（2）絡(luò)合滴定法 EDTA溶液的配制用臺秤稱取2.3g乙二胺四乙酸二鈉鹽于燒杯中，配制600mL0.01 moI/LEDTA溶液，加水，溫?zé)崛芙?，冷卻后轉(zhuǎn)入聚乙烯試劑瓶中，稀釋至

12、 600mL，搖勻備用。 Zn 2+標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制用電子天平準(zhǔn)確稱取 0.13g鋅粒于150mL燒杯中，加入5mL（ 1+1） HCI溶液（濃鹽酸與 去離子水等體積混合） ，立即蓋上表面皿，待鋅完全溶解后，以少量水沖洗表面皿和燒杯內(nèi) 壁，定量轉(zhuǎn)移Zn2+溶液于200mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，計算Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。 標(biāo)定EDTA溶液移取20.00mLZn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液于250mL錐形瓶中，加2滴二甲酚橙指示劑，滴加200g/L 六亞甲基四胺溶液至呈現(xiàn)穩(wěn)定的紫紅色，再過量5mL。用EDTA滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色即為終點。平行滴定3次，取平均值，計算 EDTA的準(zhǔn)確濃度。 Fe3

13、+的測定及全鐵的測定用移液管移取 20.00mL 混合溶液置于錐形瓶內(nèi)，用（ 1+1）氨水和（ 1+1）鹽酸調(diào)節(jié) pH約為23，加4滴20%磺基水楊酸作指示劑，溶液顯紫紅色，加熱至6070 C,用0.01 moI/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色，記下EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗體積。再加入3mL10% （NH4）2S2O8溶液，加熱至 6070C，將 Fe2+氧化成 Fe3+,繼續(xù)用 0.01 moI/L EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色，記下EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗體積。平行重復(fù)實驗3 次。（ 3）氧化還原滴定（重鉻酸鉀法） 8.333 X 10-3 mol/L K2

14、Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制用指定稱量法在分析天平上準(zhǔn)確稱取0.4903gK2Cr2O7于小燒杯中，加約30mL去離子水，稍熱使其溶解，冷卻后定量轉(zhuǎn)移至 200mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。 Fe2+的測定及全鐵的測定用移液管移取20.00mL混合溶液置于錐形瓶內(nèi)，加入15mL H2SO4-H3PO4混酸、4滴二苯胺磺酸鈉作指示劑，加入 4滴2g/L二苯胺磺酸鈉作指示劑，用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定即可測定出Fe2+的含量。另取同體積的溶液，加入10mL （1+1）鹽酸（約4 mol/L ）,加熱至近沸，加入 6滴1g/L甲基橙，趁熱邊搖動錐形瓶邊逐滴加入100g/L酸性SnCI2還原Fe

15、3+，至溶液由橙變?yōu)榧t色且紅色開始減弱，再慢慢滴加50g/L酸性SnCI2,至溶液變?yōu)榈凵贀u蕩直至淡粉色褪去。立即用流水冷卻至室溫，加入50mL去離子水、20mL （1 : 1）H2SO4H3PO4混酸（將15mL濃H2SO4緩慢加至70mL去離子水中，冷卻后加入15mL濃H3PO4混勻）、4滴二苯胺磺酸鈉作指示劑，立即用 K2Cr2O7 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定到溶液由近無色變?yōu)榫G色，最后變?yōu)樗{(lán)紫色即為 終點，記下此時消耗 K2Cr2O7的體積，即可測出總鐵含量，再用總鐵含量減去Fe2+的含量即可得出Fe3+的含量。平行測定 3次。【實驗數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果】（按照實驗報告的表格）【實驗結(jié)果討論】【參考

16、文獻(xiàn)】1 湯又文主編 .分析化學(xué)實驗 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2007.2張永剛，高亞男鋼鐵酸洗廢液中Fe3+和Fe2+的測定天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008,27（4）:39-40.【實驗報告】實驗報告包括以下內(nèi)容： 實驗題目 目前有關(guān)該元素常量測定方法的概述 選定實驗方案的原理 所需試劑的計劃用量及配制方法 實驗步驟（要求探討影響實驗結(jié)果準(zhǔn)確度的因素） 數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果（附有關(guān)計算公式） 討論 主要參考資料【時間安排】11月25日（星期一）：統(tǒng)一交實驗方案（包括上述 -和）和單獨的試劑清單（列出各 類試劑的名稱、規(guī)格及計算用量） ，實驗方案交由實驗指導(dǎo)老師審閱，試劑清單由各組組長（老師指定）收齊并全部統(tǒng)計后，上交總試劑清單及每個同學(xué)的試劑清單。12月16日-1月5日：設(shè)計性實驗。 （實驗過程中的所有試劑均自配） 每組學(xué)生可以根據(jù)本組的實驗進(jìn)度， 除老師指定的時間外， 可以跟實驗值班老師預(yù)約其他時 間前來實