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检验技术
银量法
2005-10-06  

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- 慢)


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稳 =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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