硫代硫酸鈉的合成條件的選擇與優(yōu)化

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)一、題目：硫代硫酸鈉的合成條件的選擇與優(yōu)化二、基礎(chǔ)數(shù)據(jù) Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 Na2SO3+S+5H2O=Na2S2O3·5H2O 5mL無(wú)水乙醇 10.00ml重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液 20ml硫酸 3ml 淀粉指示劑3、 內(nèi)容要求：1. 說(shuō)明部分：合成硫代硫酸鈉的反應(yīng)式為Na2SO3 + S + 5H2O Na2S2O3.5H2O 在250ml三頸瓶中加入一定量的亞硫酸鈉溶液，分幾次加入用乙醇浸溫過(guò)的S粉控制溶液的PH值，共煮至沸騰過(guò)濾，除去未反應(yīng)的硫粉，得硫代硫酸鈉溶液，蒸發(fā)至飽和溶液，調(diào)節(jié)溶液至中性或弱堿性，將已調(diào)好酸堿的溶液趁熱過(guò)濾，冷

2、卻，結(jié)晶，離心，甩干得到硫代硫酸鈉結(jié)晶，若純度不夠再進(jìn)行重結(jié)晶。硫代硫酸鈉易溶于水，水溶液呈中性，溶于松節(jié)油及氨，不溶于醇，加熱至100失去5個(gè)結(jié)晶水，在潮濕空氣中有潮解性，在33以上的干燥空氣中易風(fēng)化，硫代硫酸鈉在中性堿性溶液中很穩(wěn)定，在酸性溶液中由于生成不穩(wěn)定的硫代硫酸而分解。硫代硫酸鈉的標(biāo)準(zhǔn)濃度可用K2Cr2O7 ,KIO3 , KBrO3 , 等基準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行標(biāo)定。硫代硫酸鈉用途廣泛，在感光工業(yè)下用作照相定影劑，造紙工業(yè)等上消毒劑，洗滌劑食品工業(yè)用作螯合劑，抗氧化劑，棉織物漂白的脫氯劑，用于電鍍，鞣革部門(mén)。硫代硫酸鈉在感光工業(yè)用作照相定影劑；造紙工業(yè)用作紙漿漂白后的除氯劑；印染工業(yè)用作棉

3、織品漂白后的脫氯劑；分析化學(xué)用作色層分析；容量分析用作碘的還原劑、試劑；醫(yī)藥上用作消毒劑、洗滌劑；食品工業(yè)用作螯合劑、抗氧化劑。正因?yàn)榱虼蛩徕c具有如此重要的作用，所以我認(rèn)為尋找一種科學(xué)的、合理的生產(chǎn)工藝具有重要的意義。為此，我查閱大量資料，并且也在實(shí)驗(yàn)室中親身實(shí)踐，尋找到了一種較為科學(xué)的合成方法，具體為原料用量、溫度、酸度等方面因素最佳條件的選擇。2. 計(jì)算部分：式中：X 一硫代硫酸鈉之百分含量，%；V 一碘標(biāo)準(zhǔn)溶液之用量，mL；C一碘標(biāo)準(zhǔn)溶液之物質(zhì)的量濃度，mol/L；M一樣品質(zhì)量，g； 0.2482 一每毫摩爾Na2S2O3.5H2O相當(dāng)之克數(shù)3. 繪圖部分：繪圖部分包括四個(gè)部分五個(gè)圖，

4、分別是反應(yīng)酸度，反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間，固體S的用量，固液比對(duì)應(yīng)硫代硫酸鈉產(chǎn)量而建立的曲線圖，如下：硫代硫酸鈉的合成條件的選擇與優(yōu)化摘 要硫代硫酸鈉用途十分廣泛，其合成方法也有很多，但是在工業(yè)上合成硫代硫酸鈉主要采用的是以工業(yè)級(jí)的亞硫酸鈉（Na2S2O3）與硫粉（S）來(lái)合成硫代硫酸鈉，用工業(yè)級(jí)亞硫酸鈉與硫粉合成硫代硫酸鈉，于照相業(yè)作定影劑。其次作鞣革時(shí)重鉻酸鹽的還原劑、含氮尾氣的中和劑、媒染劑、麥桿和毛的漂白劑以及紙漿漂白時(shí)的脫氯劑。還用于四乙基鉛、染料中間體等的制造和礦石提銀等，許多書(shū)籍和文獻(xiàn)上進(jìn)行了介紹。在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)合成條件進(jìn)行了探討，優(yōu)化出最佳原料的用量、溶液的酸度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等。試

5、劑硫代硫酸鈉的合成有三種方法：1、亞硫酸鈉；2、硫化堿；3、氧化、亞硫酸鈉和重結(jié)晶法；4、重結(jié)晶法。在250ml的三頸瓶中加入一定量的亞硫酸鈉溶液分幾次加入用乙醇浸濕S粉。控制溶液的H值，共煮沸，過(guò)濾，除去未反應(yīng)的硫粉，得硫代硫酸鈉溶液，蒸發(fā)溶劑至飽和溶液，趁熱過(guò)濾，冷卻結(jié)晶。將粗制硫代硫酸鈉晶體溶解（或用粗制硫代硫酸鈉溶液），經(jīng)除雜，濃縮、結(jié)晶、重結(jié)晶，制得精制的硫代硫酸鈉。很多的文獻(xiàn)和書(shū)籍對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了介紹。本文則是對(duì)該反應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室中的合成條件進(jìn)行討論，對(duì)原料的用量、溶液的酸度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等進(jìn)行了改變，并且分析了這些改變對(duì)合成硫代硫酸鈉反應(yīng)的影響。對(duì)制得的硫代硫酸鈉按HG/T232

6、8-2006分析產(chǎn)品質(zhì)量。關(guān)鍵詞：硫代硫酸鈉；硫粉；亞硫酸鈉；合成條件；分析Selection and optimization of synthetic conditions of The sodium hyposulfiteAbstractThe sodium hyposulfite versatility, with the technical grade sodium sulfite and the sulphur powder synthesis sodium hyposulfite, sodium sulfite with the industrial synthesis of s

7、odium thiosulfate and elemental sulfur, in the photographic industry as fixative. Second, when the dichromate for leather tanning reducing agent, nitrogen exhaust neutralizer, mordant, straw and hair bleach, and dechlorination of pulp bleaching agent.Also used for tetraethyl lead, dyes intermediates

8、 manufacturing and extracting silver and other minerals, many books and literature were introduced In the laboratory on the synthesis conditions were discussed to optimize the dosage of the best raw materials, the pH, temperature, and reaction time.Synthesis of reagent sodium thiosulfate in three wa

9、ys: 1, sodium sulfite, 2, 3, sodium sulfide, oxidation, re-crystallization of sodium sulfite and 4, re-crystallization 250ml three-neck flask in a certain amount of added sodium solution by adding ethanol several times soaked S powder. Control solution of H values, were boiled, filtered to remove un

10、reacted sulfur, sodium thiosulfate solution was, to the saturated solution of solvent evaporation, hot filtration, cooling crystallization.Crude sodium thiosulfate crystals will dissolve (or crude sodiumthiosulfate solution), after cleaning, concentration, crystallization, recrystallization, obtaine

11、d sodium thiosulfate refined.In many books and the literature has carried on the introduction.Has carried on the discussion in the laboratory to the synthesis condition, optimizes the best raw material the amount used, the solution acidity, the reaction temperature, the reaction time and so on. Sodi

12、um hyposulfite results in which to the system according to HG/T2328-2006 analysis product quality. Keywords: Sodium hyposulfite; Sulphur powder; Sodium sulfite; Synthesis.目 錄摘 要IAbstractII1 文獻(xiàn)綜述12 合成原理23 實(shí)驗(yàn)部分33.1 儀器原料33.1.1 儀器設(shè)備33.1.2 原料試劑33.2 合成工藝流程33.3 合成條件33.3.1 酸度條件33.3.2 反應(yīng)溫度43.3.3 反應(yīng)時(shí)間53.3.4 原

13、料用量63.3.5 產(chǎn)品分析84 討論與分析134.1 產(chǎn)率的影響因素134.2 結(jié)晶和重結(jié)晶134.2.1 結(jié)晶原理134.2.2 注意事項(xiàng)144.3 攪拌的作用144.4 終點(diǎn)的判斷145 結(jié)論15參考文獻(xiàn)16附 錄18謝 辭181 文獻(xiàn)綜述硫代硫酸鈉（Na2S2O3.5H2O）又名大蘇打、海波、次亞硫酸鈉，無(wú)臭、無(wú)色透明的單斜晶體，易溶于水，水溶液近中性，溶于松節(jié)油、氨，難溶于乙醇，在潮濕的空氣中有潮解性，具有還原性，能溶解鹵素及銀鹽，灼燒分解為硫化鈉和硫酸鈉。硫代硫酸鈉在感光工業(yè)用作照相定影劑；造紙工業(yè)用作紙漿漂白后的除氯劑；印染工業(yè)用作棉織品漂白后的脫氯劑；分析化學(xué)用作色層分析；容量

14、分析用作碘的還原劑、試劑；醫(yī)藥上用作消毒劑、洗滌劑；食品工業(yè)用作螯合劑、抗氧化劑。工業(yè)上合成硫代硫酸鈉的反應(yīng)主要有以下幾種：1、亞硫酸鈉：將純堿溶解后，與（硫磺燃燒生成的）二氧化硫作用生成亞硫酸鈉，再加入硫磺沸騰反應(yīng)，經(jīng)過(guò)濾、濃縮、結(jié)晶，制得硫代硫酸鈉。 Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 Na2SO3+S+5H2O=Na2S2O3.5H2O 2、硫化堿法：利用硫化堿蒸發(fā)殘?jiān)⒘蚧^廢水中的碳酸鈉和硫化鈉與硫磺廢氣中的二氧化硫反應(yīng)，經(jīng)吸硫、蒸發(fā)、結(jié)晶，制得硫代硫酸鈉。 2Na2S+Na2CO3+4SO2=Na2S2O3.5H2O+CO2 3、氧化、亞硫酸鈉和重結(jié)晶法：由含硫化鈉、亞硫酸

15、鈉和燒堿的液體經(jīng)加硫、氧化；亞硫酸氫鈉經(jīng)加硫及粗制硫代硫酸鈉重結(jié)晶三者所得硫代硫酸鈉混合、濃縮、結(jié)晶，制得硫代硫酸鈉。 2Na2S+2S3O2=2Na2S2O3 Na2SO3+S=Na2S2O3 4、重結(jié)晶法：將粗制硫代硫酸鈉晶體溶解（或用粗制硫代硫酸鈉溶液），經(jīng)除雜，濃縮、結(jié)晶，制得硫代硫酸鈉。 本文中主要討論的合成硫代硫酸鈉方法中的亞硫酸鈉法。2 合成原理合成反應(yīng)式為：Na2S2O3 + S + 5H2O Na2S2O3.5H2O在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了簡(jiǎn)單的合成。方法如下：在500mL（或250mL）三頸瓶中加入一定量的亞硫酸鈉溶液，分幾次加入用乙醇浸濕的過(guò)量S粉，控制溶液的pH值，共煮至沸騰，

16、過(guò)濾除去未反應(yīng)的硫粉，得硫代硫酸鈉溶液。蒸發(fā)溶劑至飽和溶液，調(diào)節(jié)溶液至中性或弱堿性，將已調(diào)好酸堿度的溶液趁熱過(guò)濾，冷卻結(jié)晶，離心甩干得到硫代硫酸鈉結(jié)晶。若純度達(dá)不到要求可進(jìn)行重結(jié)晶。重結(jié)晶時(shí)在母液中加入適量升華硫（1.2kg母液加3g升華硫），然后將其加熱至113，濃縮趁熱過(guò)濾冷卻使其結(jié)晶。制得的硫代硫酸鈉晶體按HG/T2328-2006分析產(chǎn)品質(zhì)量。3 實(shí)驗(yàn)部分3.1 儀器原料3.1.1 儀器設(shè)備三頸瓶；電熱套；溫度計(jì)；電磁攪拌器；回流裝置；滴定分析儀器3.1.2 原料試劑工業(yè)級(jí)硫磺粉、亞硫酸鈉；分析純氫氧化鈉、醋酸、乙醇、中性甲醛；HG/T2328-2006中使用的分析試劑3.2 合成工藝

17、流程N(yùn)a2S2O3+ S過(guò)濾除雜過(guò)濾堿處理濃縮過(guò)濾結(jié)晶離心脫水篩選重結(jié)晶Na2S2O3.5H2O分析3.3 合成條件硫代硫酸鈉合成條件主要有亞硫酸鈉和硫磺的用量，溶液的酸度，反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間等。采用改變其中一個(gè)條件而其他條件不變的方法來(lái)確定的硫代硫酸鈉合成條件。3.3.1 酸度條件為了考察酸度對(duì)合成反應(yīng)的單獨(dú)影響，所以保證反應(yīng)物亞硫酸鈉、硫粉、水質(zhì)量以及體積不變，反應(yīng)時(shí)間以及溫度恒定，單獨(dú)改變反應(yīng)時(shí)的酸度，PH值每次改變一個(gè)單位，即：8、9、10、11、12共計(jì)五次實(shí)驗(yàn)。粗稱34.00g亞硫酸鈉固體，10.00g硫粉，向亞硫酸鈉固體中加入100毫升蒸餾水，硫粉中加入8毫升的無(wú)水乙醇，將兩者混

18、合，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其PH值。之后將其轉(zhuǎn)入三頸瓶中，安裝好回流裝置，進(jìn)行回流操作?；亓?2分鐘時(shí)停止回流，待溫度稍微冷卻后進(jìn)行過(guò)濾操作。將溶液蒸發(fā)，再將蒸發(fā)后的液體冷卻結(jié)晶，結(jié)晶完畢后用無(wú)水乙醇沖洗表面并轉(zhuǎn)移至布氏漏斗，進(jìn)行抽濾操作。將抽濾好的結(jié)晶晾干，稱量。按此方法進(jìn)行五次操作，將五次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果列成下面的表格（表1）。項(xiàng)目mNa2S2O3（g）mS（g）VH2O（ml）pH時(shí)間（min）溫度（）mNa2S2O3（g）134.0010.0010085210640234.0010.0010095210644.4334.0010.00100105210652.8434.0010.001001

19、15210649.8534.0010.00100125210644.2表1溶液酸度對(duì)產(chǎn)量的影響由表1可見(jiàn)，當(dāng)溶液pH值增加時(shí)，硫代硫酸鈉的產(chǎn)量隨之增加，當(dāng)溶液pH達(dá)到10時(shí)產(chǎn)量最大，而當(dāng)溶液的pH 超過(guò)10時(shí)溶液pH值對(duì)產(chǎn)量影響不大，因此我們可以將溶液pH值確定為10。3.3.2 反應(yīng)溫度為了考察反應(yīng)溫度對(duì)合成反應(yīng)的單獨(dú)影響，所以保證反應(yīng)物亞硫酸鈉、硫粉、水質(zhì)量以及體積不變，反應(yīng)時(shí)間以及酸度恒定，單獨(dú)改變反應(yīng)時(shí)的溫度，溫度值每次改變5攝氏度，即：92攝氏度、97攝氏度、102攝氏度、107攝氏度、112攝氏度共計(jì)五次實(shí)驗(yàn)。粗稱34.00g亞硫酸鈉固體，10.00g硫粉，向亞硫酸鈉固體中加入10

20、0毫升蒸餾水，硫粉中加入8毫升的無(wú)水乙醇，將兩者混合，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其PH值。之后將其轉(zhuǎn)入三頸瓶中，安裝好回流裝置，進(jìn)行回流操作?；亓?2分鐘時(shí)停止回流，待溫度稍微冷卻后進(jìn)行過(guò)濾操作。將溶液蒸發(fā)，再將蒸發(fā)后的液體冷卻結(jié)晶，結(jié)晶完畢后用無(wú)水乙醇沖洗表面并轉(zhuǎn)移至布氏漏斗，進(jìn)行抽濾操作。將抽濾好的結(jié)晶晾干，稱量。按此方法進(jìn)行五次操作，將五次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果列成下面的表格將五次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果列成下面的表格（表2）。表2 反應(yīng)溫度對(duì)硫代硫酸鈉合成的影響項(xiàng)目mNa2SO3（g）mS（g）VH2O（ml）pH時(shí)間（min）溫度（）mNa2S2O3（g）134.0010.001001052925.7234.

21、0010.0010010529711.2334.0010.00100105210214.4434.0010.00100105210754.8534.0010.00100105211238.8由表2可見(jiàn)，當(dāng)溶液溫度增加時(shí)，硫代硫酸鈉的產(chǎn)率隨之增加，當(dāng)溫度達(dá)到沸騰后明顯增加，107時(shí)硫代硫酸鈉產(chǎn)量最高，溫度再升高對(duì)產(chǎn)量影響不大，因此溶液反應(yīng)溫度為107。3.3.3 反應(yīng)時(shí)間為了考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)合成反應(yīng)的單獨(dú)影響，所以保證反應(yīng)物亞硫酸鈉、硫粉、水質(zhì)量以及體積不變，反應(yīng)溫度以及酸度恒定，單獨(dú)改變反應(yīng)時(shí)間，即：30min、35 min、40 min、45 min、50 min共計(jì)五次實(shí)驗(yàn)。粗稱34.00g

22、亞硫酸鈉固體，10.00g硫粉，向亞硫酸鈉固體中加入100毫升蒸餾水，硫粉中加入8毫升的無(wú)水乙醇，將兩者混合，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其PH值。之后將其轉(zhuǎn)入三頸瓶中，安裝好回流裝置，進(jìn)行回流操作?；亓?2分鐘時(shí)停止回流，待溫度稍微冷卻后進(jìn)行過(guò)濾操作。將溶液蒸發(fā)，再將蒸發(fā)后的液體冷卻結(jié)晶，結(jié)晶完畢后用無(wú)水乙醇沖洗表面并轉(zhuǎn)移至布氏漏斗，進(jìn)行抽濾操作。將抽濾好的結(jié)晶晾干，稱量。將五次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果列成下面的表格（表3）。表3反應(yīng)時(shí)間對(duì)硫代硫酸鈉產(chǎn)量的影響項(xiàng)目mNa2SO3（g）mS（g）VH2O（ml）pH時(shí)間（min）溫度（）mNa2S2O3（g）134.0010.0010012301075.2234.

23、0010.00100123510732.0334.0010.00100124010737.6434.0010.00100124510754.8534.0010.00100125010732.2由表3可見(jiàn)，增加反應(yīng)時(shí)間，硫代硫酸鈉的產(chǎn)率隨之增加，但當(dāng)時(shí)間為45 min后，產(chǎn)率無(wú)明顯增加，因此反應(yīng)時(shí)間為45min。3.3.4 原料用量首先保持亞硫酸鈉的用量固定不變，以便確定S粉的用量和液固比。在PH=10，反應(yīng)時(shí)間均控制在35min，溫度控制在107攝氏度的條件下進(jìn)行五次反應(yīng)，硫粉的用量每次改變0.50g即：8.50g,9.00g,9.50g,10.00g,10.50g。粗稱34.00g亞硫酸鈉固

24、體，10.00g硫粉，向亞硫酸鈉固體中加入100毫升蒸餾水，硫粉中加入8毫升的無(wú)水乙醇，將兩者混合，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其PH值。之后將其轉(zhuǎn)入三頸瓶中，安裝好回流裝置，進(jìn)行回流操作?；亓?2分鐘時(shí)停止回流，待溫度稍微冷卻后進(jìn)行過(guò)濾操作。將溶液蒸發(fā)，再將蒸發(fā)后的液體冷卻結(jié)晶，結(jié)晶完畢后用無(wú)水乙醇沖洗表面并轉(zhuǎn)移至布氏漏斗，進(jìn)行抽濾操作。將抽濾好的結(jié)晶晾干，稱量。最后硫代硫酸鈉的產(chǎn)率如下表中所示（表4）。表4 S粉用量對(duì)硫代硫酸鈉產(chǎn)量的影響項(xiàng)目mNa2SO3（g）mS（g）VH2O（ml）pH時(shí)間（min）溫度（）mNa2S2O3（g）134.008.50100105210728.8234.009.0

25、0100105210729.2334.009.50100105210744.2434.0010.00100105210742.5534.0010.50100105210736.6由表4可見(jiàn)，當(dāng)硫磺用量增加時(shí)，硫代硫酸鈉的產(chǎn)率隨之增加，超過(guò)9.50g時(shí)對(duì)硫代硫酸鈉的產(chǎn)率影響不大，但S粉用量必須超過(guò)理論量，我們確定為9.50g。 然后在PH=10，反應(yīng)時(shí)間均控制在52min，溫度控制在107攝氏度的條件下進(jìn)行五次反應(yīng)，這五次反應(yīng)的固液比依次降低。粗稱34.00g亞硫酸鈉固體，9.50g硫粉，向亞硫酸鈉固體中加入100毫升蒸餾水，硫粉中加入8毫升的無(wú)水乙醇，將兩者混合，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其PH值。之

26、后將其轉(zhuǎn)入三頸瓶中，安裝好回流裝置，進(jìn)行回流操作?；亓?2分鐘時(shí)停止回流，待溫度稍微冷卻后進(jìn)行過(guò)濾操作。將溶液蒸發(fā)，再將蒸發(fā)后的液體冷卻結(jié)晶，結(jié)晶完畢后用無(wú)水乙醇沖洗表面并轉(zhuǎn)移至布氏漏斗，進(jìn)行抽濾操作。將抽濾好的結(jié)晶晾干，稱量。最后硫代硫酸鈉的產(chǎn)率如下表中所示（表5）。表5 液固比對(duì)硫代硫酸鈉產(chǎn)量的影響項(xiàng)目mNa2SO3（g）mS（g）VH2O（ml）l：spH時(shí)間（min）溫度（）mNa2S2O3（g）1349.5601.6:1105210718.82349.5802.1:1105210722.73349.51002.6:1105210761.44349.51203.1:1105210760

27、.45349.51403.5:1105210725.8由表5可見(jiàn)，液固比減小即原料濃度增加時(shí)，硫代硫酸鈉的產(chǎn)率增大，但液固比小于1:2.6時(shí)產(chǎn)率下降，因此液固比確定為1:2.6。3.3.5 產(chǎn)品分析對(duì)制得的硫代硫酸鈉產(chǎn)品需要進(jìn)行分析，這里主要是對(duì)其含量的測(cè)定與分析。這里需要用到滴定分析方法中的氧化還原滴定，下面對(duì)這種滴定分析方法做了詳細(xì)的說(shuō)明。滴定分析概述使用滴定管將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液（即標(biāo)準(zhǔn)溶液），滴加到待測(cè)物的溶液中，直到待測(cè)組分恰好完全反應(yīng)（這時(shí)加入標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì)的量與待測(cè)組分的物質(zhì)的量符合反應(yīng)式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系），然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和所消耗的體積，算出待測(cè)組分的含量，這一類(lèi)分析

28、方法統(tǒng)稱為滴定分析法。滴加的標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測(cè)組分恰好反應(yīng)完全的這一點(diǎn)，稱為化學(xué)計(jì)量點(diǎn)。在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)往往沒(méi)有明顯的外部特征，因此通常都是在待測(cè)溶液中加入指示劑（如酚酞等），利用指示劑顏色的突變來(lái)判斷滴定終點(diǎn)。由于指示劑并不一定正好在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)變色，由此造成的誤差稱為終點(diǎn)誤差，亦稱滴定誤差。滴定誤差是滴定分析中誤差的主要來(lái)源之一，它的大小取決于化學(xué)反應(yīng)的完全程度和指示劑的選擇是否恰當(dāng)，后面將進(jìn)一步討論。滴定分析法的分類(lèi)與滴定反應(yīng)的條件化學(xué)分析法是以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的，滴定分析法是化學(xué)分析法中重要的一類(lèi)分析方法。按照所利用的化學(xué)反應(yīng)不同，滴定分析法一般又可分成下列四種。（一）滴定分析法的分類(lèi)1

29、.酸堿滴定法是以質(zhì)子傳遞反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析法。滴定過(guò)程中的反應(yīng)實(shí)質(zhì)可用以下簡(jiǎn)式表示 H+A- HA （A-表示堿）2.絡(luò)合滴定法是利用絡(luò)合反應(yīng)進(jìn)行滴定的一種方法。常用的絡(luò)合劑是一些螯合劑，特別是氨羧絡(luò)合劑，例如EDTA（ 乙二胺四乙酸，常表示為），與金屬離子有如下反應(yīng)：M2+ + Y4- = MY2-3氧化還原滴定法以氧化劑或還原劑作標(biāo)準(zhǔn)溶液，根據(jù)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行滴定的方法。常用的氧化還原滴定法有：高錳酸鉀法（KMnO4為滴定劑），重鉻酸鉀法（K2Cr2O7為滴定劑）, 碘量法（Na2S2O3為滴定劑）。4沉淀滴定法利用沉淀反應(yīng)進(jìn)行滴定的方法稱為沉淀滴定法。目前應(yīng)用較廣泛的為生成難溶性銀

30、鹽的反應(yīng)。例如：可用于測(cè)定鹵素離子、SCN等。（二）、滴定反應(yīng)的條件直接滴定法雖然屬于上述四類(lèi)的化學(xué)反應(yīng)很多，但并不都能應(yīng)用于滴定分析，適用于直接滴定分析的化學(xué)反應(yīng)，必須滿足下列三個(gè)條件：1反應(yīng)按照一定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系定量地完成。要求在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)完成的程度達(dá)到99.9以上，這是定量計(jì)算的基礎(chǔ)。2反應(yīng)速度要快，要求在瞬間完成。對(duì)于速度較慢的反應(yīng)，有時(shí)可通過(guò)加熱或加入催化劑來(lái)加快反應(yīng)速度。3有合適的指示劑, 即要有簡(jiǎn)便可靠的方法確定滴定的終點(diǎn)。凡是能滿足上述要求的反應(yīng)，都可以應(yīng)用于直接滴定法中。這是滴定分析中最常用的滴定方法。當(dāng)反應(yīng)不符合上述要求時(shí)，可采用間接滴定法或返滴定法。間接滴定法: 例如：

31、 A + X不能直接滴定 R A + B可以直接滴定, 由B求X。返滴定法:例如： A +X P 反應(yīng)速度慢, 不宜直接滴定 A(過(guò)量) + X P B (標(biāo)準(zhǔn)溶液)先加入一定過(guò)量的A與被測(cè)物充分反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，再加入標(biāo)準(zhǔn)溶液B滴定反應(yīng)后剩余A，則用點(diǎn)來(lái)滴定硫代硫酸鈉的反應(yīng)屬于氧化還原滴定，其反應(yīng)產(chǎn)物在酸性條件與堿性條件下是不同的：(1)反應(yīng)在中性或弱酸性溶液中進(jìn)行；反應(yīng)式如下2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI(2)若反應(yīng)在堿性溶液中進(jìn)行有：Na2S2O3+4I2+10NaOH=2Na2SO4+8NaI+5H2O本文就是利用碘滴定法標(biāo)定硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶液之濃度.

32、在進(jìn)行標(biāo)定之前，需要注意一下幾個(gè)問(wèn)題：1Na2S2O3溶液易受pH,微生物和雜質(zhì)之存在,溶液濃度,空氣中的氧及日光等因素之影響而改變其濃度,故在使用之前應(yīng)作標(biāo)定工作。2在pH值低於8.4之情況下,微生物易生存,而微生物的存在會(huì)造成Na2S2O3的分解.S2O32-+H+HS2O3 HSO3-+S3此反應(yīng)性隨H+增加而提高；在強(qiáng)酸溶液中,硫在幾秒內(nèi)即形成.產(chǎn)生的HSO3-也被I2氧化HSO3-+I2+H2O SO42-+I-+3H+消耗的I2是Na2S2O3所消耗之I2量的兩倍,顯然Na2S2O3不能與酸接觸。4細(xì)菌活性似乎在pH9 10之間最小,即Na2S2O3溶液於此范圍的穩(wěn)定性最大,而欲得

33、適當(dāng)之pH值常於配制Na2S2O3液時(shí)加入微量的碳酸鈉,硼砂或磷酸氫二鈉等的堿。5.若加了堿則被滴定的I2溶液必須有足夠酸性以中和所加之堿,否則溶液太堿,在當(dāng)量點(diǎn)之前可能形成OI-造成部分S2O3-氧化成SO42-。6滴定反應(yīng)應(yīng)在中性或弱酸性溶液中進(jìn)行，滴定速度不能快，注意淀粉指示劑的使用，一般要在滴定接近化學(xué)計(jì)量點(diǎn)之前(溶液顯淡黃色)加入淀粉指示劑。若是加入太早，則大量的I2與淀粉結(jié)合生成藍(lán)色物質(zhì)，這樣部分I2就不易與硫代硫酸鈉溶液反應(yīng)，將給滴定帶來(lái)誤差。硫代硫酸鈉溶液配制及標(biāo)定硫代硫酸鈉溶液配制及標(biāo)定1如所配N(xiāo)a2S2O3溶液過(guò)堿亦會(huì)加速Na2S2O3被空氣氧化,若發(fā)生上述情形所配制溶液會(huì)

34、呈現(xiàn)乳白色,則須重新配制.S2O32-+2OH+2O22SO42-+H2O.2商業(yè)用的碘其純度不高且揮發(fā)性大,不宜用作校正Na2S2O3溶液之基準(zhǔn)試劑,但如KIO3,KBO3或KH(IO3)2,K2CrO7,純銅等皆可作為基準(zhǔn)試劑。3利用與KI所析出之I2,再以Na2S2O3溶液滴定,即可求得Na2S2O3溶液的濃度。(1)在弱酸溶液中IO3-迅速與I-反應(yīng)生成I2:IO3-+5I-+6H+3I2+3H2O(2)析出之I2再以Na2S2O3溶液滴定:I2+2S2O32-2I-+S4O62-其中I2+2e-2I-,每莫耳I2反應(yīng)獲得二莫耳電子,而每莫耳KIO3可析出三莫耳I2以供滴定,因此實(shí)際被

35、Na2S2O3滴定之三莫耳I2發(fā)生六莫耳電子變化,故KIO3當(dāng)量為其分子量的六分之一.3I2+6e-6I-硫代硫酸鈉含量按下式計(jì)算：式中：X 一硫代硫酸鈉之百分含量，% ; V 一碘標(biāo)準(zhǔn)溶液之用量，mL；C一碘標(biāo)準(zhǔn)溶液之物質(zhì)的量濃度，mol/LM一樣品質(zhì)量，g ; 0.2482 一每毫摩爾Na2S2O3.5H2O相當(dāng)之克數(shù)為了能夠使合成的硫代硫酸鈉符合GB637-88的規(guī)定，所以取工業(yè)級(jí)亞硫酸鈉34.00g,硫粉9.50 g, 加水100mL；控制溶液 pH=10；反應(yīng)溫度107；在沸騰狀態(tài)下反應(yīng)52min，得到硫代硫酸鈉產(chǎn)品。制備硫代硫酸鈉試樣按HG/T2328-2006標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，分析結(jié)

36、果是硫代硫酸鈉含量99.2，合成的硫代硫酸鈉為分析純。4 討論與分析4.1 產(chǎn)率的影響因素未冷卻完全即抽濾，結(jié)晶粘在濾紙上；加熱時(shí)S未完全溶解；蒸發(fā)時(shí)所剩水量過(guò)少，硬結(jié)在蒸發(fā)皿上；反應(yīng)溫度控制出現(xiàn)問(wèn)題，溫度低產(chǎn)率就低。除注意上述問(wèn)題以外，提高產(chǎn)率的方法有加熱溫度時(shí)間控制準(zhǔn)確，過(guò)濾時(shí)除去雜質(zhì)，加熱時(shí)要攪拌，抽濾時(shí)濾紙大小合適，蒸發(fā)后冷卻一會(huì)再進(jìn)行抽濾避免Na2S2O3.5H2O硬結(jié)在濾紙上。在壓力制備該混合體系過(guò)程中，影響硫代硫酸根和多硫化物生成的主要因素是溫度和氧壓。升高反應(yīng)溫度，S2O32，SX2-的濃度顯著增加，但當(dāng)超過(guò)353K時(shí)，由于發(fā)生歧化和分解反應(yīng)，二者濃度均降低；另外，隨著氧壓增大

37、，S2O32濃度增加，而的濃度則SX2-逐漸減小，但當(dāng)氧壓大于1.1Mpa時(shí)，S2O32濃度也開(kāi)始減小。4.2 結(jié)晶和重結(jié)晶4.2.1 結(jié)晶原理固體混合物在溶劑中的溶解度與溫度有密切關(guān)系。一般是溫度升高，溶解度增大。若把固體溶解在熱的溶劑中達(dá)到飽和，冷卻時(shí)即由于溶解度降低，溶液變成過(guò)飽和而析出晶體。利用溶劑對(duì)被提純物質(zhì)及雜質(zhì)的溶解度不同，可以使被提純物質(zhì)從過(guò)飽和溶液中析出。而讓雜質(zhì)全部或大部分仍留在溶液中（若在溶劑中的溶解度極小，則配成飽和溶液后被過(guò)濾除去），從而達(dá)到提純目的。將晶體溶于溶劑或熔融以后，又重新從溶液或熔體中結(jié)晶的過(guò)程。又稱再結(jié)晶。重結(jié)晶可以使不純凈的物質(zhì)獲得純化，或使混合在一起的鹽類(lèi)彼此分離。重結(jié)晶的效果與溶劑選擇大有關(guān)系，最好選擇對(duì)主要化合物是可溶性的，對(duì)雜質(zhì)是微溶或不溶的溶劑，濾去雜質(zhì)后，將溶液濃縮、冷卻，即得純制的物質(zhì)?；旌显谝黄鸬膬煞N鹽類(lèi)，如果它們?cè)谝环N溶劑中的溶解度隨溫度的變化差別很大，例如硝酸鉀和氯化鈉的混合物，硝酸鉀的溶解度隨溫度上升而急劇增加，而溫度升高對(duì)氯化鈉溶解度影響很小。則可在較高溫度下將混合物溶液蒸發(fā)、濃縮，首先析出的是氯化鈉晶體，除去氯化鈉以后的母液在濃縮和冷卻后，可得純硝酸鉀。重結(jié)晶往往需要進(jìn)行多次，才能獲得較好的純化效果。4.2.2 注意事項(xiàng)1溶劑量