碘量法测定铜的改进——藉焦磷酸钠-磷酸钠掩蔽铁

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1 碘量法测定铜的改进——藉焦磷酸钠-磷酸钠掩蔽铁
化学系 四班 朱志强

2 传统方法——碘氟法 碘氟法测定铜的准确度高，速度快，适于大批生产，但在流程中使用氟化物污染环境有害人体健康。 实验原理
将铜合金试样溶解于HCl+H2O2 中，加热除去H2O2 ，在弱酸性的溶液中，铜与过量的KI作用，释出等量的碘，用Na2S2O3 标准溶液滴定释出的碘，即可求出同的含量。

3 但是Fe3+ 与AsO43- 也能氧化I- ,一般采用 NH4HF2 作为掩蔽剂. 由于采用氟化物在应用中就容易污染环境.
Cu+2HCl+H2O2=CuCl2+2H2O 2Cu2++4I-=I2 +2CuI↓ I2+S2O32-=2I- +S4O62- 但是Fe3+ 与AsO43- 也能氧化I- ,一般采用 NH4HF2 作为掩蔽剂. 由于采用氟化物在应用中就容易污染环境. 因此，寻找一种既不用氟化物又能保持准 确的和速度的方法是非常必要的。

4 焦磷酸钠-磷酸钠 试验证明，当PH>2.5时,随着PH的增高焦磷酸钠不但络合铁且对铜的络合也增强.为加速反应,KI的用量就需很大.PH<2时对铜不络合,但砷,锑有影响.在用磷酸钠做试验过程中,由于形成的磷酸铁沉淀对铜吸附与包藏使结果略有偏低.铝也磷酸盐形成的胶状沉淀对铜的吸附严重.柠檬酸盐虽可使溶液清亮,但多铁存在是由于柠檬酸盐消耗碘使结果偏低.

5 而焦磷酸盐与铁形成可溶性络合物;磷酸盐对铜的络合能力小,控制PH2~3,可以使铁,铝络合物的可溶性增大以减少吸附与包藏,采用焦磷酸钠-磷酸钠掩蔽Fe3+,Al3+,Ca2+,Mg2+,制度了不用氟化物的碘量法测定铜.该方法较准确,快速,可适用于一般考试及冶金中间产品中铜的测定.

6 实验方法 取含10mgCu的标准溶液于150ml烧杯中蒸干,再用盐酸蒸干一次(因为铜标准溶液中有硝酸)加1:1盐酸1ml,使残渣溶解.加Na2S2O3 溶液5~10ml焦磷酸钠溶液5ml, 缓冲液5ml,KI2g,片刻后在不断摇动下用Na2S2O3 标准溶液滴定至淡黄色,加淀粉溶液0.5~1ml,加KSCN溶液3~5ml ,继续滴定至蓝色消失.

7 酸度的影响 加Cu(mg) 加1:1HCl(ml) 测得的PH 消耗Na2S2O3 (ml) 10 （按碘氟法标化） 15.90 0.4
3.30 15.86 0.8 2.88 15.87 1.0 2.68 15.85 1.4 2.22 2.0 1.80

8 *终点返回 加Cu(mg) 加Fe3+ (mg) 加As(mg) 加1：1HCl（ml） 测得的PH 消耗Na2S2O3 （ml） 10
15.86 50 0.4 3.30 1.0 2.69 15.90 1.6 2.13 1.8 1.90 16.05 15.70* 0.8 3.00 1.4 2.34 1.08 15.96 16.15 *终点返回

9 络合剂用量的影响 吸取铜标准液10ml于150ml烧杯中加Fe3+ 50,100mg蒸干,再用盐酸蒸干一次.加不同量的
从表1，表2看出，铜单独存在时，PH=1.8~3.3均可；铜，铁共同存在时PH=2~3.3均可。铜,铁,砷共存是PH>3结果偏低;PH<2又由于砷酸根氧化碘离子析出碘使结果偏高,所以选择的酸度范围是PH=2~3 络合剂用量的影响 吸取铜标准液10ml于150ml烧杯中加Fe3+ 50,100mg蒸干,再用盐酸蒸干一次.加不同量的 Na3PO4 溶液及5ml焦磷酸钠溶液,另一组Na3PO4 10ml加不同量的焦磷酸钠,以下操作同实验方法.

10 *终点微黄 加Cu(mg) 加Fe3+ (mg) 加Na3PO4(g) 加焦磷酸钠(g) 消耗Na2S2O3 （ml） 10 50 0.5
0.3 15.60* 1.0 15.92 2.0 15.95 4.0 15.85 15.93 15.91 100 15.96 *终点微黄

11 从表3看出1~4g Na3PO4均可,确定加1.5g. 焦磷酸钠0.3~2g均可确定加0.5g. KI的用量1~5g均可,确定加1.5g.
其他离子的影响 测定条件下, Fe3+ 130mg, Ca2+ , Mg2+ 100mg, Al3+ , Ag+30mg, As(Ｖ)20mg, Sb(Ｖ)10mg, SiO2 40mg, Hg+ 80mg, Te(IＶ)2mg不干扰测定, Mo(ＶI) 12mg, Pb2+ 50mg, Bi3+ 25mg不干扰测定,但终点为黄色应提前加淀粉.100mg以上的金干扰测定,可在样品中分解后硫酸冒烟时加盐酸羟胺还原成单体金消除干扰.钴,镍由于本身的颜色而影响终点观察,应提前加淀粉.0.5mg Se(IＶ)的干扰,可在溶矿后用HCl-HBr蒸发除去.0.5mg钒也严重干扰.Park[3]指出锰单独存在不干扰,而铁,锰共存时干扰.试验证明: Fe3+ ,Mn2+ 40mg不干扰.因为试样经过处理后Mn4+ 还原为Mn2+ .

12 分析方法和结果 分析方法:称取0.1~0.3g 试样于150ml烧杯中,加0.1~0.3g KClO3 ,3~5mlHNO3 加热分解,蒸至近干加3~5mlHCl继续加热至试样完全分解,蒸干.取下稍冷,加1:1盐酸1ml,用水吹洗烧杯壁,加热使盐类溶解.加Na3PO4 溶液5~10ml, 焦磷酸钠溶液5ml,缓冲液5ml,摇匀.加KI1.5g,片刻后在不断摇动下用Na2S2O3 标准溶液滴定至淡黄色,加淀粉及KCNS溶液5ml继续滴定至蓝色消失.样品对照分析结果列于表

13 分析方法 矿石品种 本法结果％ 原子吸收法％ 碘氟法％ Na2S2O3 法％ 六偏磷酸钠氟化氢铵法％ 铜属矿 0.76 0.78 —— 0.74 勐-原矿 4.65 4.63 内-49k1 21.41 21.45 混合矿样 8.57 8.55 阳极泥 2.07 1.98 滇-铜矿 15.40 15.39 15.44 76-9.6k 30.67 30.66 铜原矿 1.53 1.58 1.54 冶金湿法 0.83g/l 0.81 g/l

14 参考文献 [1]有色金属矿石分析，昆明冶金研究所内部资料 [2]法因别尔格，有色金属矿石分析（中译本）
[3]B.Park.Ind.Eng,Chem.Anal.,Ed,3,77L(1931) [4]大学化学实验 柯以侃

15 谢 谢 观 看