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银量法

   2005-10-06 601
核心提示:银量法:根据其确定终点指示剂的方法不同常分为三种。一. 莫尔法K2CrO4 指示剂(一)原理:以AgNO3标准溶液测定Cl-为例终点前:

银量法:根据其确定终点指示剂的方法不同常分为三种。

一. 莫尔法——K2CrO4  指示剂

(一)原理:以AgNO3标准溶液测定Cl-为例

终点前:     Ag++Cl- ⇌AgCl¯ (白色)        Ksp=1.8´10-10

终点时: 2Ag++CrO42- ⇌ Ag2CrO4 ¯(砖红色) Ksp=2.0´10-12

沉淀的溶解度S:       SAgCl              

                  1.34 ´10-5mol/L  <  1.26 ´10-4 mol/L

计量点附近终点出现的早晚与溶液中[CrO42-]有关:

                                

 

 

(二)指示剂用量( CrO42-浓度)

理论计算:在计量点时,溶液中 Ag+ 物质的量应等于 Cl- 物质的量

                      (1)

        (2)

            (3)

(2)、(3)代入(1)得:                         (4)


        若计量点时溶液的体积为100ml,实验证明,在100ml 溶液中,当能觉察到明显的砖红色 Ag2CrO4 ¯出现时,需用去 AgNO3 物质的量为 2.5 ´10-6mol ,即:

 


 

 


 

 



 

 


而                    


解得:     [Ag+] = 5.8´10-6 mol/L

 


实际滴定中:因为  K2CrO4本身呈黄色,按[CrO42-]=5.9 ´10-2 mol/L 加入,则黄颜色太深而影响终点观察,实验中,采用 K2CrO4 浓度为 2.6 ´10-3 mol/L ~ 5.6 ´10-3 mol/L 范围比较理想。 (计算可知此时引起的误差 TE < ±0.1%)

在实验中:50 ~ 100ml 溶液中加入5% K2CrO4 1ml。

(三)滴定条件

  1. 溶液的酸度

      通常溶液的酸度应控制在 pH =6.5~10(中性 或 弱碱性),

若酸度高,则:

              Ag2CrO4 + H+ ⇌ 2Ag+ + HCrO4-         Ka2=3.2 ´10-7

                2HCrO4-  ⇌ Cr2O72- + H2O           K = 98

若碱性太强:    2Ag+ + 2OH- ⇌ 2AgOH ↓

                                                          ↓

                                                        AgO↓ +H2O

当溶液中有少量 NH3 存在时,则应控制在 pH =6.5~7:

                NH3+ + OH- ⇌ NH3 + H2O    

                            ↓Ag+

                                     Ag(NH3)2+

2. 沉淀的吸附现象

(1)先生成的AgCl↓易吸附Cl- 使溶液中[Cl-],终点提前,

          滴定时必须剧烈摇动。AgBr ↓吸附更强。

(2)宜 Ag+ ® Cl-,不宜 Cl® Ag+ ( Ag2CrO4 ®CrO42-

3. 干扰离子的影响

   ①能与Ag+ 生成沉淀的阴离子  (PO43- 、AsO43-、SO32-、S2-、CO32-、C2O42-

   ②能与Cr2O72-生成沉淀的阳离子  (Pb2+、Ba2+

   ③在弱碱性条件下易水解的离子  (Al3+、Fe3+、Bi3+

   ④大量的有色离子   (Co2+、Cu2+、Ni2+

都可能干扰测定,应预先分离。

二. 佛尔哈德法——铁铵矾 [NH4Fe(SO4)2] 指示剂

(一)原理:

               SCN- + Ag+ ⇌ AgSCN ↓(白色)    Ksp=1.0 ´10-12

     终点时:  SCN- + Fe3+ ⇌ FeSCN 2+   (红色)   K =138

     终点出现早晚与 [Fe3+] 大小有关。

(二)指示剂用量

理论计算:

在化学计量点时                                    (5)

              (6)

        (7)

   (2)、(3)代入(1):                         (8)

        实验证明,在100ml 溶液中,含 6.4 ´10-7mol FeSCN2+时,可观察到明显红色 ,则 

                                    

 [Ag+] = [SCN-]+6.4 ´10-6           

  所以:          

解得:                   [SCN-]= 1.5 ´10-7 mol/L

已知:                 

  解得:                 [Fe3+] = 0.31 mol/L

实际滴定中:因为 Fe3+ 溶液呈黄色,当 [Fe3+] 为0.31 mol/L 时溶液呈深橙黄色,严重影响终点观察,实际采用

[Fe3+] :0.015 mol/L ~ 0.03 mol/L   (此时引起的误差 TE < ±0.1%)

(二)滴定条件

   1. 溶液的酸度——在硝酸的酸性条件下进行

   2. 直接滴定法测定 Ag+时,AgSCN ¯吸附Ag+ ,近终点时剧烈摇动

   3. 返滴定法测定Cl-时:

        Cl- + Ag+ (过量)  ⇌ AgCl ¯          SAgCl =1.35 ´10-5mol/L    大

       Ag+ (剩余) + SCN- ⇌ AgSCN¯         SAgSCN =1.0 ´10-6mol/L  小

终点时:SCN- + Fe+ ⇌ FeSCN2+(红)  发生转化作用:

AgCl ¯ + SCN- ⇌ AgSCN ¯ + Cl-

    致使[SCN-] ¯ ,已生成的 FeSCN2+ 离解,红色消失,多消耗 SCN- ,造成较大误差,常采取预防措施:

(1) 加入有机溶剂硝基苯 (有毒)、1,2—二氯乙烷、甘油等, 用力摇动,使AgCl ¯ 表面被有机溶剂覆盖,减少与溶液接触;

(2) 近终点时,防止剧烈摇动;

(3) 加入 AgNO3 先生成AgCl ¯后,先加热至沸使AgCl 凝聚。

4.干扰物质

  强氧化剂及铜盐、Hg 盐等,应预先分离或掩蔽。

三. 法扬斯法——吸附指示剂

(一)原理:

                      

 

 

例:用AgNO3溶液滴定Cl-,采用有机酸荧光黄指示剂(HFIn),为指示剂:

  HFIn  ⇌ H+ + FIn-    (黄绿色)

      计量点前:       Ag++Cl- ⇌AgCl¯     (白色)

                    AgCl + Cl- ⇌AgCl • Cl-     吸附构晶离子

计量点后—终点时: AgCl + Ag+ ⇌AgCl· Ag+  (Ag+过量)

                   AgCl· Ag+  FIn-   ⇌  AgCl •Ag • FIn

                              黄绿色         粉红色

(二)滴定条件

1. 加入胶体保护剂—— 糊精 或 淀粉

2. 酸度:一般在中性、弱碱性、弱酸性溶液中进行

    HFIn 分子不易被吸附, FIn- 阴离子存在与 Ka 有关.

     Ka­  ®  允许酸度越高(pH 值¯ )

     如:曙红 Ka 较大, pH ³ 2 以上使用;

     而     荧光黄 Ka 较小, pH ³ 7 以上使用。

但:最高 pH < 10。

3. 避光—— AgX 易感光变灰,影响终点观察。

4. 沉淀对指示剂的吸附能力    应  略小于   对 被测离子的吸附能力

    胶体吸附能力次序(对指示剂 及 X-):

    I- > 二甲基二碘荧光黄 > Br - > 曙红 > Cl- > 荧光黄 或 二氯荧光黄



 
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