铜含量的测定
实验报告
应用化学201502指导老师 吴明君老师
硫酸铜中铜含量的测定
摘要：本实验用配好的Ca标准溶液标定配制近
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似0.05moL/L的Na2S2O3溶液及用标定好的Na2S2O3溶液通过利用间接碘量法测定硫酸铜试样中铜的含量。
关键字：硫代硫酸钠、滴定、铜、间接碘量法 Abstract：In this experiment, the Na2S2O3 solution of 0.05moL/L was calibrated with the Ca2+ standard solution, and the copper content in the sample was measured by indirect iodine method with the calibrated Na2S2O3 solution. Key words: sodium thiosulfate titration copper Indirect iodine method
前言 硫酸铜的分析方法有国家标准，该方法是在样品中加入碘化钾，样品中的二价铜离子在微酸性溶液中能被碘化钾还原，而生成难溶于稀酸的碘化亚铜沉淀。间接碘量法以硫代硫酸钠作滴定剂，硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）一般含有少量杂质，比如S、Na2S2O3、Na2SO4、Na2CO3及NaCl
等，同时还容易风化和潮解，不能直接配制准确浓度的溶液，故配好标准溶液后还应标定其浓度。 一、实验目的
1、掌握硫代硫酸钠溶液的配制和保存。 2、掌握硫代硫酸钠溶液浓度的原理和方法。 3、掌握碘量法测定铜的原理和方法。 二、实验原理
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。
2Cu+4I=2CuI↓+I2(为可逆，加
KI) ,
I2+I=I ,
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，Cu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
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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Cu，使结果偏低。
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Cu2++4SCN-=2CuSCN+(SCN)2
(SCN)2·4H2O=5SCN-+SO42-+7H++HCN 三、实验内容 3.1实验仪器与药品
Na2S2O3固体、Na2CO3固体、纯铜（99.9％以上）、6 mol/LHNO3、100g/LKI溶液、1+1和1mol/L的H2SO4溶液、100g/LKSCN溶液、10g/L淀粉溶液、试剂瓶一个、50mL碱式滴定管一支、
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碘量瓶若干、分析天平。
3.2 0.05 mol·L-1Na2S2O3溶液的配制
称取12.5 g Na2S2O3·5H2O于烧杯中，加入约300 mL 新煮沸后冷却的蒸馏水溶解，加入约0.2 g Na2CO3固体，然后用新煮沸且冷却的蒸馏水稀释至1 L，贮于棕色试剂瓶中，在暗处放置1~2周后再标定。
3.3 0.05 mol·L-1Cu2+标准溶液的配制
准确称取0.8 g左右的铜片，置于250 mL烧杯 中。（以下分解操作在通风橱内进行）加入约3 mL 6 mol·L-1HNO3，盖上表面皿，放在酒精灯上微热。待铜完全分解后，慢慢升温蒸发至干。冷却后再加入H2SO4（1+1）2 mL蒸发至冒白烟、近干（切忌蒸干），冷却，定量转入250 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，从而制得Cu2+标准溶液。
3.4 Na2S2O3溶液的标定准确
称取25.00 mLCu2+标准溶液于250 mL碘量瓶中，加水25 mL，混匀，溶液酸度应为pH=3~4。加入1mLNaF溶液、5 mL100 g·L-1KI溶液，立
即用待标定的Na2S2O3溶液滴定至呈淡黄色。然后加入1 mL10 g·L-1淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色。再加入5 mL100 g·L-1KSCN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CuSCN悬浮液）。 3.5滴定
精确称取CuSO4·5H2O试样0.25~0.375 g于250 mL碘量瓶中，加入3 mL1 mol·L-1H2SO4溶液和30 mL水，溶解试样。加入1 mLNaF溶液、5 mL100 g·L-1KI溶液，立即用待标定的Na2S2O3溶液滴定至呈淡黄色。然后加入1 mL10 g·L-1淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色。再加入5 mL100 g·L-1KSCN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CuSCN悬浮液）。 四、结果与讨论
4.1 Na2SO3的标定的实验数据如下：
记录项目 VNa2S2O3始/ml VNa2S2O3末/ml VNa2S2O3/ml cCu2+/mol.L-1 平行测定次数（P=95%，mCu=0.8006g) 1 0.03 27.55 27.52 0.05039 2 0.12 28.06 27.94 3 0.07 27.15 27.08 4 0.10 25.93 25.83 5 0.20 27.47 27.27 6 0.00 25.63 25.63 0.05039 0.05039 0.05039 0.05039 0.05039
VCu2+/ml cNa2S2O3/mol.l-1 cNa2S2O3/mol.l-1 相对平均偏差 25.00 0.04578 25.00 25.00 25.00 0.04692 0.15% 25.00 25.00 0.04509 0.04652 0.04877 0.04620 0.04915
置信度为95%时，t0.05,5=2.57
μ=𝑥̅±
𝑡𝑠√𝑛=0.04692±0.00174𝑚𝑜𝑙/𝐿−1
4.2滴定的CuSO4样品的数据如下：
记录项目 m样品/g VNa2S2O3始/ml VNa2S2O3末/ml VNa2S2O3/ml mCu2+/g 平行测定次数（P=95%) 1 0.3085 0.24 28.33 28.09 0.0837 27.14% 2 0.2900 0.10 26.32 26.22 0.0782 26.95% 3 0.2733 0.11 24.57 24.46 0.0729 26.68% 27.12% 0.36% 4 0.3234 0.40 30.51 30.11 0.08 27.76% 5 0.3119 0.00 28.62 28.62 0.0853 27.35% 相对平均偏差
置信度为95%时，t0.05,4=2.78
μ=𝑥̅±
五、结果与讨论
1、硫酸铜的配置中再加入后应将其蒸干，加入硫酸的作用是为了溶解被氧化的铜，并起到调节pH，保护的典离子的作用，因为在后
𝑡𝑠√𝑛=27.12%%±0.47%
面实验中典离子在酸性条件下不易被氧化。 2、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，遇定粉显蓝色。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。
3、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。
4、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。
5、硫必须在接近终点时加入，否则较多的碘会明显的为硫所还原，是结果偏低。 参考文献
[1] 四川大学化工学院，浙江大学化学系，分析化学实验，北京：高等教育出版社，2003.6 [2] 武汉大学，分析化学，北京：高等教育出版社，2006.7
[3] 詹益民.不纯硫酸铜中铜含量的测定[J].黄山学院学报，2004年第6期：68—69 致谢
感谢学校为我提供实验的平台，感谢吴明君老师的悉心指导
