電分析化學法儀器結構與原理（三）
發布時間：2017-09-01
六、氧化還原電位滴定法測定Fe2+含量
1、實驗目的
學習氧化還原電位滴定法的原理與方法。
2、實驗原理
用Ce4+滴定Fe2+，反應如下：
在化學計量點以前電極電位由Fe3+／Fe2+電對來確定，在化學計量點后電極電位由Ce4+／Ce3+電對確定。在化學計量點，電位由兩體系的標準電極電位的平均值確定：
3、儀器與試劑
儀器：帶微處理器的離子計，鉑電極，雙液接甘汞電極，電磁攪拌器。
試劑：O.1000mol／L硫酸亞鐵標準溶液：稱取39.212g基準試FeSO4?(NH4)2SO4?6H2O，加濃H2SO4和H2O溶解并稀釋至1L，H2 SO4濃度約1mol／L。
0.1mol／L Ce4+標準溶液：溶解分析純Ce(S04)2?2(NH4)2S04?2H20約63g，加H2S04和H2O溶解并稀釋至1L，含H2SO4約1mol／L。
4、實驗內容與步驟
（1)Ce4+標準溶液的標定
移取10.OOmL FeSO4標準溶液，加20mL濃度為1mol／L的H2SO4，插入鉑電極和飽和甘汞電極，放人磁攪拌子攪拌。從滴定管滴加O.1mol／L Ce4+標準溶液，遠離化學計量點時，每滴入1.00mL記錄一次讀數；在化學計量點附近，每滴加O.05mL記錄一次讀數，至少滴人2倍化學計量的Ce4+以Ce4+滴加體積對電位讀數作圖，得滴定曲線，求化學計量點對應的Ce4+體積。
(2)含Fe2+試液中Fe2+含量的測定
移取10.OOmL含Fe2+試液，與上述步驟相同，以Ce4+標準溶液滴定。平行測定3次。
5、注意事項
滴定液加入速度不宜過快，尤其是接近化學計量點處，否則體積不準。
6、數據處理
(1)計算Ce4+標準溶液的濃度，并計算試液中Fe2+含量。
(2)報告平均值及標準偏差。
七、絡合電位滴定法連續測定溶液中Bi計，Pb抖，Ca+。
1、實驗目的
學習以汞電極為指示電極進行絡合滴定的方法以及連續測定樣品中不同物質的原理與方法。
2、實驗原理
若溶液中同時含有幾種離子M1，M2和M1，它們都能和EDTA形成絡合物，且Kmiy＞KM2Y＞KM3Y。當用EDTA滴定時，M1首先被滴定。這時M1能否被準確滴定，取決于溶液中M2和M3是否干擾M1的滴定。干擾主要來自M2，選擇適當的pH值，在:
條件下可準確滴定M1而M2不干擾。式中，cM1為在化學計量點時M1的濃度；CM2為在化學計量點時M2的濃度；lgKM1Y，lgKM2Y分別為金屬離子M1和M2與EDTA的絡合形成常數的對數。LgKMIY為M1與EDTA的條件絡合常數的對數。
Bi3+，Pb2+和Ca2+與EDTA的絡合穩定常數分別為28.2，18.O和10.7。當Bi3+,Pb2+，Ca2+的濃度都為0.0nnol／L時，一次取樣可連續地滴定各自的含量，用電位滴定法可解決無合適指示劑的困難。將溶液的pH值調節至1.2，用Hg電極作為指示電極，飽和甘汞電極為參考電極，此時可準確滴定Bi3+而Pb2+和Ca2+不干擾。當Bi3+滴定至終點，將溶液pH值調節至4.O，再滴定Pb2+，這時Br3+已經絡合為BiY不干擾Pb2+的滴定，Ca2+的存在滿足式(8.13)也不干擾Pb2+的滴定。當Pb2+滴定至終點后，再將溶液的pH值調節至8.O滴定Ca2+，因而可連續測定樣品中3種離子的濃度。
3、儀器與試劑
儀器：帶微處理器的離子計，汞電極，雙液接參考電極，25mL滴定管，20mL和25mL移液管，l(OOmL燒杯，電磁攪拌器。
4、實驗內容與步驟
(1)EDTA溶液的配置及標定：稱取分析純乙二胺四乙酸二鈉鹽(Na2C10H14N2 08?2H2O，EDTA)3.28g溶于適量水中，定容至1 L，搖勻。濃度約0.01mol／L。移取20.OOmL Cu2+標準溶液于100mL燒杯中，加入5.OOmLHac-NaAc緩沖溶液和3滴0.001mol／L Hg-EDTA溶液。插入汞電極與參考電極，將離子計置于mV檔，在攪拌下記錄離子計讀數。用O.01mol／L EDTA溶液滴定，開始時每加入1.OOmL溶液記錄一次電位值，當接近終點時，每加0.05mL溶液記錄一次讀數。用作圖法求出滴定終點時EDTA體積，計算EDTA標準溶液的濃度。
(2)試樣中Bi3+的含量測定：往100mL燒杯中移取含Bi3+，Pb2+，Ca2+試樣10.00mL，水20 mL，加0.001mol／L Hg-EDTA溶液3滴，加2.5 mL lmol／LHNO3。溶液pH值大約為1.2，若相差較大則需事先調節試樣酸度。插入汞電極與參考電極，置離子計于mV擋。在攪拌下用0.01mol／L EDTA標準溶液滴定，開始時每加1．OOmL標準溶液記錄一次電位值，接近終點時每加0.05mL標準溶液記錄一次。用作圖法求出終點時EDTA體積V1。
(3)pb2+含量的測定：向溶液中加入5.0mL HAc―NaAc緩沖溶液，使溶液pH值為4.0。此時滴定管中EDTA溶液也無需調至0.00mL，繼續由EDTA滴定，并記錄滴定過程中的mV數。根據滴定曲線求得終點時的EDTA的總體積V2。
(4)Ca2+含量的測定：再向溶液中加入5.0mL NH3―NH4NO3，使溶液pH值為8.0。用EDTA溶液繼續滴定至終點，記錄滴定過程的電位值，根據滴定曲線求得所消耗EDTA總體積V2。
(5)重復3次上述滴定過程。
(6)實驗完成后，洗凈燒杯和電極，回收含Pb2+廢液。清洗滴定管，將汞電極泡在去離子水中，參考電極收入電極盒中。
5、注意事項
Pb2+與C1一生成沉淀，因此需使用帶有硝酸鉀鹽橋的雙液接參考電極，其外室中充5mol／L KNO3作為鹽橋。
6、數據處理
由EDTA體積V1計算Bi2+的含量；從體積V2中減去V1，即得到滴定Pb2+時消耗的EDTA體積，計算溶液中的Pb2+含量；從體積V2中減去滴定Bi3+和Ph2+的EDTA總體積V2可計算滴定Ca2+所消耗的EDTA體積，計算樣品中Ca2+濃度。由3次滴定的結果報告樣品中Bi2+，Pb2+，Ca2+的含量的平均值及標準偏差。
八、自動電位滴定法測定水中Cl一和I一的含量
1、實驗目的
學習用自動電位滴定法測定物質濃度的方法。
2、實驗原理
用銀離子的溶液作滴定劑的電位滴定法廣泛應用于鹵素離子的測定，可一次取樣連續測定Cl-，Br-，I-的含量。除鹵素外，它還可用于測定氰化物、硫化物、磷酸鹽、砷酸鹽、硫氰酸鹽和硫醇等化合物的含量。
用AgNO3溶液滴定含有Cl一，Br-，I一的混合溶液時，由于AgI的溶度積小于AgBr，所以AgI首先沉淀。滴入AgNO2溶液時，溶液中[I-]不斷降低，[Ag+]不斷增加，當[Ag+一]達到使[Ag+][Br]≥Ksp(Agbr)時，AgBr開始沉淀。
如果溶液中[Br-]不是很大，則AgI幾乎沉淀完全時AgBr才開始沉淀。同樣，當溶液中[C1-]不是很大時，AgBr幾乎沉淀完全，AgCl才開始沉淀。這樣即可在一次取樣中連續分別測定I-，Br-，Cl的含量。若I一，Br一，Cl一的濃度均為O.1mol／L，理論上各離子的測定誤差優于O.5％。然而在實際滴定中，當進行Br-與Cl-混合物滴定時，AgBr沉淀往往引起AgCl共沉淀，所以Br的測定值偏高而Cl-的測定值偏低。而Cl一和I-或I-和Br-混合物滴定時可獲準確結果。
3、儀器與試劑
儀器：自動電位滴定儀，銀電極，雙液接參考電極，25mL滴定管。
試劑：AgN03標準溶液(0.10OOmol／L)；
含Cl一，I-的未知試液。
4、實驗內容與步驟
（1)手動滴定求滴定終點電位
接通儀器電源，預熱20min。將AgNO3標準溶液裝入滴定管，滴定前調節至0.OOmL。于100mL燒杯中移取25.0OmL含Cl-和I-的未知試液，加入10mL去離子水。
插入電極，選擇開關置于mV擋，工作開關置于手動位置，打開攪拌，調節速度。按下讀數開關，用校正調節按鈕將讀數指針調至OmV處，待指針穩定后開始滴定。按手動操作按鈕，用AgNo。標準溶液進行滴定。每加2．OOmL，記錄一次電位值。當接近兩個突躍點時，每加O.05mL記錄一次電位值。將電位E對AgNO2滴加體積V作圖畫滴定曲線，并求出兩個終點電位E1和E2值。
（2)自動滴定測Cl-和I-含量
將選擇開關置終點，接通讀數開關，將預定終點設定調節至第一終點電位E1處，再將選擇開關置mV擋位置。指針應在0mV處，工作開關置滴定位置，滴液開關置一位置。打開攪拌，按滴定開始按鈕，自動滴定開始。待滴定結束，讀取AgNO3溶液消耗體積V1。
將預定終點設定調節至第二個終點電位E2處，繼續滴定至第二個終點，讀取AgNO3消耗的體積V2。重復上述操作3次。
5、注意事項
銀電極表面易氧化而使性能下降，用細砂紙打磨，露出光滑新鮮表面可恢復活性。
6、數據處理
由AgNO3溶液消耗體積V1計算未知液中I-的含量；由Vz計算未知液中Cl-的含量(mg／L)。計算I-和Cl-的含量的平均值與標準偏差。
參考資料：現代儀器分析實驗與技術
