溶液中鐵離子的定量分析

1、溶液中鐵離子的定量分析溶液中鐵離子的定量分析 l定量分析作為分析化學(xué)的一個分支，其主要任定量分析作為分析化學(xué)的一個分支，其主要任務(wù)是測定物質(zhì)中有關(guān)組分的含量！務(wù)是測定物質(zhì)中有關(guān)組分的含量！步步驟驟取樣干燥試樣分解試樣消除干擾測定計算分析結(jié)果分析方法分析方法酸堿滴定沉淀滴定絡(luò)合滴定氧化還原滴定化學(xué)分析法滴定分析法儀器分析法光學(xué)分析法溶液中鐵離子濃度的測定溶液中鐵離子濃度的測定l鄰二氮菲吸光光度法lEDTA絡(luò)合滴定l次亞磷酸鈉亞硫酸鈉還原硫酸鈰容量法鄰二氮菲吸光光度法測定鐵鄰二氮菲吸光光度法測定鐵l實驗原理實驗原理 ：吸光光度法是測定物質(zhì)含量的一種吸光光度法是測定物質(zhì)含量的一種常用方法。當(dāng)入射光波

2、長和液層厚度一定時，常用方法。當(dāng)入射光波長和液層厚度一定時，有色溶液的吸光度有色溶液的吸光度A與溶液的濃度與溶液的濃度c成正比，數(shù)成正比，數(shù)學(xué)表達(dá)式為：學(xué)表達(dá)式為： A = kc 由上式可知，通過測量有色溶液的吸光度，便由上式可知，通過測量有色溶液的吸光度，便可求得有色溶液的濃度。可求得有色溶液的濃度。l測定測定Fe2+ 離子，選擇鄰二氮菲為顯色劑，在離子，選擇鄰二氮菲為顯色劑，在pH=29時，鄰二氮菲與時，鄰二氮菲與Fe2+ 離子生成穩(wěn)定的橙離子生成穩(wěn)定的橙紅色配合物：紅色配合物： lFe3+ 能與鄰二氮菲生成淡藍(lán)色配合物，故顯色前能與鄰二氮菲生成淡藍(lán)色配合物，故顯色前要加入還原劑鹽酸羥胺使

3、其全部還原為要加入還原劑鹽酸羥胺使其全部還原為Fe2+：l2Fe3+ + 2NH2OH2OH = 2Fe2+ + N2 + 4H2ONNNNF e2 + 3F e32 +l本實驗采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法本實驗采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法 （又稱工作曲線法），（又稱工作曲線法），即配制一系列濃度由小到大的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在給定即配制一系列濃度由小到大的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在給定條件下依次測出各標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。以標(biāo)準(zhǔn)條件下依次測出各標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。以標(biāo)準(zhǔn)溶溶液的濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，在液的濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線。測定未知試樣時，操作坐標(biāo)紙上繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線。測定未知試樣時，操作條件與測繪

4、標(biāo)準(zhǔn)曲線時相同。測出試樣的吸光度，條件與測繪標(biāo)準(zhǔn)曲線時相同。測出試樣的吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的被測物質(zhì)的濃度從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的被測物質(zhì)的濃度硫氰酸鉀比色法硫氰酸鉀比色法 : Fe3+ + 3SCN = Fe(SCN)3 （紅色）（紅色）l1準(zhǔn)備有關(guān)試劑準(zhǔn)備有關(guān)試劑: 硫酸鐵銨標(biāo)準(zhǔn)液硫酸鐵銨標(biāo)準(zhǔn)液 硫氰酸鉀溶液硫氰酸鉀溶液 硫氰酸鉀溶液硫氰酸鉀溶液 2 2配制標(biāo)準(zhǔn)比色液配制標(biāo)準(zhǔn)比色液取六支同規(guī)格的取六支同規(guī)格的50 mL50 mL比色管，分別加入比色管，分別加入0.10.1 mL mL、0.2 mL0.2 mL、0.5 mL0.5 mL、1.0 mL1.0 mL、2.0 mL2.0 m

5、L、 4.04.0 mL mL硫酸鐵銨標(biāo)準(zhǔn)液硫酸鐵銨標(biāo)準(zhǔn)液 ， 加蒸餾水稀釋至加蒸餾水稀釋至40 mL40 mL后后再加再加5 mL5 mL硝酸溶液和硝酸溶液和1 1滴滴2 2 molmolL L1 1 KMnO4 KMnO4溶液溶液, ,稀釋至稀釋至50 mL50 mL，最后加入，最后加入l mLl mL硫氰酸鉀溶液混勻硫氰酸鉀溶液混勻，放在比色架上作比色用。，放在比色架上作比色用。3測定水樣的含鐵總量 取水樣40 mL裝入潔凈的錐形瓶中，加入5 mL硝酸溶液并加熱煮沸數(shù)分鐘。 冷卻后傾入與標(biāo)準(zhǔn)比色液所用相同規(guī)格的比色管中， 用蒸餾水稀釋至50 mL處，最后加入 1mL硫氰酸鉀溶液，混勻后與

6、上列比色管比色，得出結(jié)果 絡(luò)合滴定法絡(luò)合滴定法 對于三價鐵離子，可在用磺基水楊酸作指示劑的情況下用對于三價鐵離子，可在用磺基水楊酸作指示劑的情況下用 EDTA直接滴定。但是由于直接滴定。但是由于Fe3+與與EDTA的絡(luò)合緩慢，而且在的絡(luò)合緩慢，而且在酸性不高時，酸性不高時，F(xiàn)e3+水解成多核羥絡(luò)合物，使之與水解成多核羥絡(luò)合物，使之與EDTA絡(luò)合更絡(luò)合更 慢。因此?？梢韵跛徙G反滴定法測定之。具體方法如下：先慢。因此。可以硝酸鉍反滴定法測定之。具體方法如下：先 加入過量的加入過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液于酸性溶液中，標(biāo)準(zhǔn)溶液于酸性溶液中， 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)PH為為23，煮沸溶液，此時溶液的酸度較高，煮沸溶液，此

7、時溶液的酸度較高， 又有過量的又有過量的EDTA存在，存在，F(xiàn)e3+不會形成多核羥絡(luò)合物。煮沸則又加速了不會形成多核羥絡(luò)合物。煮沸則又加速了Fe3+與與EDTA的的絡(luò)合反應(yīng)。然后將溶液冷卻，并調(diào)絡(luò)合反應(yīng)。然后將溶液冷卻，并調(diào)PH56， 以保證以保證Fe3+與與EDTA絡(luò)合反應(yīng)定量進(jìn)行。絡(luò)合反應(yīng)定量進(jìn)行。 最后再加入磺基水楊酸指示劑，最后再加入磺基水楊酸指示劑，此時此時Fe3+已形成已形成Fey絡(luò)合物，過量的絡(luò)合物，過量的EDTA用用Bi3+標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行反滴定，這樣測得的準(zhǔn)確度比較高。反滴定，這樣測得的準(zhǔn)確度比較高。 具體方法如下：先加入過量的具體方法如下：先加入過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶

8、液于酸性中，標(biāo)準(zhǔn)溶液于酸性中，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)PH為為23，煮沸溶液，此時溶液的酸度較高，又有過，煮沸溶液，此時溶液的酸度較高，又有過量的量的EDTA存在，存在，F(xiàn)e3+不會形成多核羥絡(luò)合物。煮沸則又加不會形成多核羥絡(luò)合物。煮沸則又加速了速了Fe3+與與EDTA的絡(luò)合反應(yīng)。然后將溶液冷卻，并調(diào)的絡(luò)合反應(yīng)。然后將溶液冷卻，并調(diào)PH56，以保證，以保證Fe3+與與EDTA絡(luò)合反應(yīng)定量進(jìn)行。最后再加入磺絡(luò)合反應(yīng)定量進(jìn)行。最后再加入磺基水楊酸指示劑，此時基水楊酸指示劑，此時Fe3+已形成已形成Fey絡(luò)合物，過量的絡(luò)合物，過量的EDTA用用Bi3+標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行反滴定，這樣測得的準(zhǔn)確度比較標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行反滴定，這樣

9、測得的準(zhǔn)確度比較高。高。 l由于由于EDTA鉍絡(luò)合物的穩(wěn)定性與鉍絡(luò)合物的穩(wěn)定性與EDTA鐵絡(luò)合物鐵絡(luò)合物的穩(wěn)定性相比較弱，因此在滴定過量的的穩(wěn)定性相比較弱，因此在滴定過量的EDTA時時可選擇鉍離子，結(jié)果相對更準(zhǔn)確！可選擇鉍離子，結(jié)果相對更準(zhǔn)確！l設(shè)在滴定設(shè)在滴定V體積鐵離子溶液時加入的過量體積鐵離子溶液時加入的過量EDTA濃度為濃度為C0，體積為，體積為V0，反滴，反滴EDTA的硝酸鉍溶液的硝酸鉍溶液體積為體積為V1,濃度為濃度為C1，可得到待測溶液中鐵離子可得到待測溶液中鐵離子濃度為從濃度為從C（C0V0-C1V1）/V氧化還原滴定氧化還原滴定l次亞磷酸鈉次亞磷酸鈉-亞硫酸鈉還原硫酸鈰含量法測定鐵亞硫酸鈉還原硫酸鈰含量法測定鐵l為了適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境，消除汞害的要求選擇用次亞磷酸鈉為了適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境，消除汞害的要求選擇用次亞磷酸鈉-亞硫酸鈉還原三價鐵，選擇合適的指示劑，再用硫酸鈰亞硫酸鈉還原三價鐵，選擇合適的指示劑，再用硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定亞鐵，從而可以測定溶液中三價鐵離子的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定亞鐵，從而可以測定溶液中三價鐵離子的含量，含量，l此方法中，硫酸鈰溶液不但很穩(wěn)定，而且在冷溶液中不此方法中，硫酸鈰溶液不但很穩(wěn)定，而且在冷溶液中不與過剩的次亞磷酸根反應(yīng)與過剩的次亞磷酸根反應(yīng).l不管是在平時的學(xué)習(xí)實驗還是在工業(yè)生產(chǎn)中，不管是在平時