硫酸铜中铜含量的测定

实验目的:1熟悉分光光度法测定物质的含量的原理和方法

2掌握吸收曲线和标准曲线的绘制

3学习分光光度计的使用

实验原理：

硫酸铜的分析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。以淀粉为指示剂用硫代硫酸钠标准溶液滴定，化学反应为：

矿石和合金中的铜也可以用碘量法测定。但必须设法防止其他能氧化的物质（如、等）的干扰。防止的方法是加入掩蔽剂以掩蔽干扰离子（比如使生成配离子而被掩蔽）或在测定前将它们分离除去。若有As（Ⅴ）、Sb（Ⅴ）存在，则应将pH调至4，以免它们氧化。

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、Na2SO3、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。

本实验就是利用此方法测定CuSO4中铜的含量，以得到CuSO4试剂的纯度。试剂与仪器

Na2S2O3·5H2O；Na2CO3（固体）；纯铜（99.9%以上）；6 mol·L-1HNO3溶液；100 g·L-1KI溶液；1+1和1 mol·L-1H2SO4溶液；100 g·L-1KSCN溶液；10 g·L-1淀粉溶液

电子天平；碱式滴定管；碘量瓶

实验步骤

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。

1.1.1 0.05 mol·L-1Cu2+标准溶液的配制：准确称取（0.7-0.8）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。

1.1.2 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25mL，混匀，溶液酸度应为pH=3~4。加入7mL100 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1mL10 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）。平行滴定数次，所得数据如表1。

表1 Na2S2O3溶液的标定实验

1.1.3 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 mL1mol·L-1H2SO4溶液和30 mL水，溶解试样。加入7 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1mL10 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）。平行滴定数次，所得数据如表2。

表2 测定CuSO4·5H2O试样中Cu含量

2 结果与讨论

Cu2+与I-的反应是可逆的，为了使反应趋于完全，必须加入过量的KI。但是由于CuI沉淀强烈地吸附离子，会使测定结果偏低。如果加入KSCN，使CuI（Ksp=5.06×10-12）转化为溶解度更小的CuSCN（Ksp=4.8×10-15）：

CuI + SCN- = CuSCN↓+ I-

这样不但可释放出被吸附的离子，而且反应时再生的I-离子可与未反应的Cu2+发生作用。但是，KSCN只能在接近终点时加入，否则较多的I2会明显地为KSCN所还原而使结果偏低：

同时，为了防止铜盐水解，反应必须在酸性溶液中进行。酸度过低，铜盐水解而使Cu2+氧化I-进行完全，造成结果偏低，而且反应速度慢，终点拖长；酸度过高，则I-被空气氧化为I2的反应被Cu2+催化，使结果偏高。

大量Cl-能与Cu2+配合，I-不易从Cu（Ⅱ）离子的氯配合物中将Cu2+定量地还原，因此最好使用硫酸而不用盐酸（少量盐酸不干扰）。

2.1 环境的影响

Na2S2O3溶液易受微生物、空气中的氧以及溶解在水中的CO2的影响而分解：

为了减少上述副反应的发生，配制Na2S2O3溶液时用新煮沸后冷却的蒸馏水，并加入少量Na2CO3（约0.02%）使溶液呈微碱性，或加入少量HgI2（10 mg·L-1）作杀菌剂。配制好的Na2S2O3溶液放置1~2周，待其浓度稳定后再标定。溶液应避光和热，存放在棕色试剂瓶中，置暗处。

2.2 标定Na2S2O3溶液的实验

用电子天平称取了铜片为0.8227 g，配得Cu2+标准溶液的浓度为0.05179mol·L-1。根据表1的数据算得Na2S2O3溶液的浓度及平均浓度，如表3。

表3 Na2S2O3溶液的标定实验结果

根据格鲁布斯法、Q检验法得知，的结果中没有可疑值应该舍去。算得标准偏差s=1.037×10-4、sr=0.19%，实验结果在误差允许范围内。

2.3 测定CuSO4·5H2O中Cu含量

表4 CuSO4·5H2O中Cu的含量

根据表2的数据得到Cu的含量，结果如表4。最终Cu含量表示为=24.88%±0.03%，其中α=0.05。本次测定的s=2.160×10-4，sr=0.09%

参考文献

1、《分析化学（第五版）》上册，高等教育出版社；

2、《分析化学实验（第三版）》，高等教育出版社；

3、《无机及分析化学实验》，中国农业出版社。

硫酸铜中铜含量的测定