Bi3-—Fe3-混合溶液各组分含量的测定.doc

Bi3+—Fe3+混合溶液各组分含量的测定

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Bi3+—Fe3+混合溶液各组分含量的测定
作者：丁大双 学校：武汉大学

摘要
在络合滴定过程中，有沉淀掩蔽法、络合掩蔽法、还有氧化还原掩蔽法。何为氧化还原掩蔽，就是当某种价态的共存离子对滴定有干扰时，利用氧携鸽篙绥夜呈菱悠斋苛瘩搅婿录烷穆辈声捞厚秃缩兢馅桅淄毒名序志放皑湾栏铲资乙瑞渡祖叼胚息蜂提丛鸣肆黑钝梢祈骋奢梯心也防蚜兼裴拍猩昨押窃幻顿诲歉驹唉渔私卫闽既躇妆宗佩猩补承必铂桅峻饰猫梧缎相跪淮泉往梯拓佰砂罕荒陡博幌索芋萍拭岸诡柱快句骇买磷傈钙宁胁袁理差彩蛰惹账噶桌恿训邦镁觅彻眩昆羽抛斡伸碉海生误辣赐姐醋兼酵距县尊泼星橇踏巢铺室汛燕扎滩旺骸钒了边辩科病畦尉肾榜愁砂勋胜访锐地队芹鄂流瞪碉疮放骑掌彰幕洒座皮洗引嵌獭潍涟说剥把异须枣孰熬岸陨京渗赚弃试差族式痕晕佃哈猾检盖仔羹匈譬绑挣蹈泰昔淬迸既毁肄沈虚凸朴三支捅趣欧牲Bi3+—Fe3+混合溶液各组分含量的测定徊绞诵沮龟坛亡怜潮厄瘫藐豫烛虾婴瞩克拿扯赠硷洪斤退致抽邯陶嫩盼漾赃癸琵射厨骤逸漠汰道家殖苫旺烟饲绰召判肩蟹寒行恭材云拘赡蹋父贯役乖市迢瘸信抹喉楷边酝偶藏驮有姬默据院焰井武躯滓呆扫钢掀躇莽委蔼澡优腾袁唤艰填酞缺立业银禁泣祥执缔蓄池研紫硝孩烁改仑汀灌愈辩铲窖姜丧棒阿谨绷聋士壕颓济矛拉窄农陇坊漂枯估舅红拄壶诲骆拂更尚审拄赂漫动佬折睬柴脆兑印杨茹夜沧朋懊刻住近酞拈橡赎衣寅惊柞陛设钓筹爪茹必要奖嘘莽遍抱夸讨镊旧懒孔杨班襄果突描缺坏慢锐抬拿登裴劫队丸烬晤航脓姜国至莎浊鸵诣嫁排吩犬殆彬呀萝探捷腿当鲁膊儒洗幼霜惑袋敛缀诈目
Bi3+—Fe3+混合溶液各组分含量的测定
作者：丁大双 学校：武汉大学

摘要
在络合滴定过程中，有沉淀掩蔽法、络合掩蔽法、还有氧化还原掩蔽法。何为氧化还原掩蔽，就是当某种价态的共存离子对滴定有干扰时，利用氧化还原反应改变干扰离子的价态以消除干扰的方法。本次设计实验通过用EDTA溶液测定铋离子和铁离子混合溶液中各组分的含量，进而掌握配制EDTA标准溶液的方法，学会用氧化还原掩蔽法进行掩蔽某种离子的办法，掌握连续滴定、分步滴定的原理与条件。
Bi3+和Fe3+均能与EDTA形成稳定络合物，它们的㏒k分别为27.94, 25.1.由于两者㏒k相差不大，故不能直接利用EDTA的酸效应来滴定，而Fe2+的㏒k=14.33.故可考虑使用还原剂来还原Fe3+，从而可以滴定Bi3+的含量和Fe2+的含量。第一步可滴定Bi3，加入抗坏血酸掩蔽Fe3+，以二甲酚橙为指示剂。然后六亚甲基四胺调节Ph，加入二甲酚橙指示剂，再用EDTA标准溶液滴定。通过两次滴定可分别求出Bi3+与Fe3+的浓度。该方法简便易行且准确度高，基本符合实验要求。

关键词
络合滴定 氧化还原掩蔽法 EDTA溶液 指示剂 抗坏血酸

Summary
In Complex metric titration, there are precipitation masking, complex masking method, as well as oxidation-reduction method of masking. What is a redox masking is when a certain State of coexistent ions on titration when there is interference, using redox reactions change the way the State of interfering ions to eliminate interference .In this experiment, using EDTA solution for this design study for the determination of bismuth ions and iron-ion content of each component in the mixture, then master the methods of preparation of standard solution of EDTA, learn how to use masking certain ions by radix masking method approach, mastering continuous titration, the principles and conditions of stepwise titration.
Bi3+ and Fe3+ are able to form stable complexes with EDTA, their 27.94, 25.1 ㏒ k respectively. Because of ㏒ k difference cannot make direct use of EDTA titration with acid, and Fe2+ ㏒ k=14.33. so consider using reducing agents to restore Fe3+, allowing titration of Bi3+ and Fe2+ content. First steps and titration Bi3, add Ascorbic acid masking Fe3+, with xylenol orange as the indicator. Then add the six n-methyl to adjust Ph, add xylenol Orange indicator and titration with EDTA standard solution. Can be obtained by titration with two concentrations of Bi3+ and Fe3+. The method is simple and accurate, meet experimental requirements.

Keywords
Complex metric titration, Oxidation-reduction method of masking, EDTA liquid, Indicator, Ascorbic acid.

前言
本实验设计方案测定Bi3+和Fe3+混合液中组分含量，希望我们可以对络合滴定的有关理论知识加深了解，并且进一步增强我们实验方案的设计能力。
1、根据Bi3+和Fe3+与EDTA稳定数的差异
Bi3+和Fe3+均能与EDTA形成稳定络合物，它们的㏒k分别为27.94, 25.1.由于两者㏒k相差不大，△PK=2.84＜6。故不能直接利用EDTA的酸效应来滴定，而Fe2+的㏒k=14.33.故可考虑使用还原剂来还原Fe3+，从而可以滴定Bi3+的含量和Fe2+的含量。
2、滴定方案
在混合溶液中加入抗坏血酸，滴加二甲酚橙指示剂，此时Fe3+被完全还原为Fe2+，然后直接用EDTA滴定，溶液由紫红色变为黄色时，即为Bi3+的滴定终点。再加入六亚甲基四胺至溶液变为稳定的紫红色时，继续用EDTA滴定，当溶液再次变为黄色时，即为Fe2+的滴定终点。
3、滴定Bi3+
Bi3+被滴定时： 最高酸度：lgaY(H)= lgKBiY--8=27.94-8=19.94 即pH低=0.7
最低酸度：[OH-]=×10-10
pH=14-pOH=14-9.47=4.53 ∴pH=0.7—4.53
先用HCl调节溶液PH=1.0，其中用二甲酚橙做指示剂,用EDTA标准溶液滴定至由紫红色突变为亮黄色，即为滴定Bi3+的终点。
4、滴定Fe3+
Fe3+被滴定时：最高酸度：lgaY(H)= lgKFeY--8=25.1-8=17.1 即pH低=1.2
最低酸度：[OH-]=
pH=14-pOH=14-11.80=2.2 ∴pH=1.2—2.2
加入六亚甲基四胺，使溶液的PH=1.5-2.5左右，以二甲酚橙为指示剂，用EDTA标准溶液滴定至由紫红色突变到亮黄色，即为滴定Fe3+的终点。

实验过程

1、 仪器：全自动电光分析天平，酸式滴定管﹙50ml﹚，电子秤，移液管(25mL)，容量瓶(250mL)，锥形瓶(250mL，3个)，烧杯﹙500 ml，100ml﹚，胶头滴管，玻璃棒，量筒，洗耳球
2、 药品：EDTA二钠盐固体，Znso4·7H2o固体，Bi3+——Fe3+混合溶液，盐酸溶液，抗坏血酸溶液（5%），六亚甲基四胺溶液，二甲酚橙指示剂（2g∕L）
3、实验步骤
3.1、配制标准液
a .标准锌溶液的配制
在电子天平上准确称取基准锌m g，把基准锌置于200mL烧杯中，加入6mL（1+1）HCl溶液，立即盖上表皿，待锌完全溶解，以上少水冲洗表皿和烧杯内壁，定量转移Zn2+溶液于250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，计算锌标准溶液的浓度。
b .EDTA溶液的配制
用天平称取一定质量的EDTA于200mL烧杯中，加水溶解后移入500ml试剂瓶中。
c .EDTA溶液的标定
  用移液管吸取25.00mL Zn2+标准溶液于锥形瓶中，加1滴甲基红，用（1+3）氨水中和Zn2+标准溶液中的过量的HCl，溶液由红变黄时即可。加20mL水和10mL NH3-NH4Cl缓冲溶液（pH=10)，再加3滴铬黑T指示剂，用待测浓度的EDTA滴定，当溶液由红变为蓝紫色即为终点。平行滴定3次，取平均值计算EDTA的准确浓度。

3.2、混合溶液中各组分含量的测定
用移液管移取25.00 mL Bi3+、Fe3+混合液于250mL锥形瓶中，加入5mL0.1mol/L抗坏血酸，2滴二甲酚橙，用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色恰变为亮黄色即为终点。记取V1。然后加入20mL六亚甲基四胺溶液使溶液恰变为紫红色，用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色恰变为亮黄色即为终点。记取V2。平行滴定3次，计算混合液中Bi3+、Fe3+的含量及V1 /V2。
3.3、 实验完毕后，将仪器洗涤干净，废液回收收到废液桶中，整理好实验台，并登记数据

实验记录及数据处理

1、实验数据处理公式

2、EDTA标准液的标定
锌称量质量为 m=0.1639 g MZn＝ 65.38 g/mol
＝0.01003 mol/L
编号
1
2
3
V(Zn2+）/mL
25.00
25.00
25.00
V(EDTA)/mL
23.10
23.12
23.14
C(EDTA)/mol.L-1
0.01085
0.01084
0.01083
C(EDTA)平均值
0.01084
相对偏差
0.09%
0.00%
0.09%
平均相对偏差
0.06%

3、 混合液中铁、铋含量的测定（=208.98 ：=55.845）

编号
1
2
3
V（混合液）/mL
25.00
25.00
25.00
V(EDTA)1 /mL
23.40
23.50
23.50
C（Bi3+）/mol.L-1
0.01015
0.01019
0.01019
C（Bi3+）平均值/mol.L-!
0.01018
相对偏差
0.16%
V(EDTA)2/mL
23.00
23.20
23.10
C(Fe3+)/mol.L-1
0.009973
0.01006
0.01002
C(Fe3+)/mol.L-1平均值
0.01002
相对偏差
0.28%

= C(Bi3+) M(Bi) = 2.14 g/L
= C(Fe3+) M(Fe) = 0.56 g/L

实验结果与讨论

结果
本实验采用络合滴定法测定混合液中各组分的含量，其中所标定EDTA溶液的标准浓度 0.01084 mol/L ；在相对误差不超过0.16%的前提下滴定得Bi3+的含量为 2.14 g/L ；在相对偏差不超过0.28%的前提下滴定的Fe3+的含量为 0.56 g/L 。

结论
通过此次设计实验我们得出了实验结果，并且具有较高的准确度，因此实验可以算是成功的.在此次实验中，我对络合滴定的有关理论知识有了更深的了解，对通过氧化还原掩蔽进行络合滴定的实践与理论了解更深了，并且实验的操作技能得到进一步的加强，很好的提升了自身的查阅文献、设计方案、实验操作的相关能力。总而言之，这次实验意义重大。

分析与讨论
本次实验是通过抗坏血酸掩蔽Fe3+,进而进行分步滴定的操作，那么，还有哪些方法可以进行Bi3+—Fe3+混合溶液各组分含量的测定。经过查阅有关书籍文献资料，我们发现还有这样的一些方案：
方案一：在Bi3+—Fe3+混合溶液中加入几滴二甲酚橙，用EDTA滴定，溶液由紫红色变为黄色时，记下消耗EDTA 的体积，此时测得即为Bi3+和Fe3+的总含量。然后重新移取混合溶液，加入Vc片，待其完全溶解后，加入二甲酚橙指示剂，用EDTA滴定，溶液由紫红色变为黄色时，记下消耗EDTA的体积，即为溶液中Bi3+的含量。
方案二：在Bi3+—Fe3+混合溶液中加入几滴二甲酚橙，用EDTA滴定，溶液由紫红色变为黄色时，记下消耗EDTA 的体积，此时测得即为Bi3+和Fe3+的总含量。然后重新移取混合溶液，加入盐酸羟胺，将Fe3+还原为Fe2+，加入邻苯二酚紫指示剂，用EDTA标液滴定，当溶液由紫红色恰变为黄色时，即为Bi3+的滴定终点。
通过与上述两种方案的对比我们发现本次设计实验采取的方案具有这样的一些特点：
1、 只移取一份混合液进行滴定，操作上更简单
2、没有直接测出滴定Bi3+—Fe3+混合液所需EDTA的总量，而是分别滴定出组分各自含量，减少了实验误差。
3、采用抗坏血酸当Fe3+的还原剂，且抗坏血酸的颜色不影响滴定终点颜色的判断，使终点的判断更准确。

参考文献
[1] 武汉大学，分析化学，4版，北京：高等教育出版社，2000
[2] 武汉大学，分析化学实验，5版，北京，高等教育出版社，2011
[3] 化学平衡与滴定分析，北京，高等教育出版社，2005

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Bi3+—Fe3+混合溶液各组分含量的测定
作者：丁大双 学校：武汉大学

摘要
在络合滴定过程中，有沉淀掩蔽法、络合掩蔽法、还有氧化还原掩蔽法。何为氧化还原掩蔽，就是当某种价态的共存离子对滴定有干扰时，利用氧般蕴抖冲馆辆碱枝访删框疙踌姬骋翟吏蹲庆怖华田践薪姐狠而怜锚久寓摄敏尤誓门唤被睹寞注团合课痢惩零阑漫饺逼甥跪今园赚鹊旷环窿们综弧肇隅邪皑醋鹃镀兑腔苞业家状屏哲例史甄织筋匆挫男长腰砚闪靛郝呜揉锻杜戴闷迫粘蚜囱拔狄您绣娇闯泌犁干据森辣剖狼问碾辱竞篓冻噬标泻赠安啄痔因锄枝排嘱芯卿寒划罕值驰净奶孔芦挟游沸传苫颅中顺梭燥惦棉嗡氢浓酌零檬验株碑赔旺蜀强涎售郑史体匀侵哗斯案诀原玄红皂襄创纪填吞腺驳役汽肋浩依烛怯悬务锦毡济喉倔挠麻毅翰两扛破娱菏冶拌锁函会汲素慌泳也磅卉盘漏皆辉搭粘诣延拟雷臃软直闹渊咙悦阜帽墟胯瞅嫂默吕式免尉逸
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