庫侖滴定法測定微量砷

[目的要求]

1、了解恒電流庫侖法的基本原理。

2、掌握庫侖滴定的基本原理和實驗操作。

3、學習恒電流庫侖滴定中終點指示法。

[基本原理]

庫侖滴定法是建立在控制電流電解過程基礎上的一種相當準確而靈敏的分析方法，可用于微量分析及痕量物質的測定。與待測物質起定量反應的“滴定劑”由恒電流電解在試液內部產生。庫侖滴定終點借指示劑或電化學方法指示。按法拉第定律算出反應中消耗“滴定劑”的量，從而計算出砷的含量。

本實驗用雙鉑片電極在恒定電流下進行電解，在鉑陽極上KI中的I－可以氧化成I2。

在陽極    2I－→I2＋2e

在陰極    2H＋＋2e→H2↑

在陽極上析出的I2是個氧化劑，可以氧化溶液中的As(III)，此化學反應為：

I2＋AsO33－＋H2O → AsO43－＋2I－＋2H＋

滴定終點可以用淀粉的方法指示，即產生過量的碘時，能使有淀粉的溶液出現藍色。也可用電流—上升的方法（死停法），即終點出現電流的突躍。

滴定中所消耗I2的量，可以從電解析出I2所消耗的電量來計算，電量Q可以由電解時恒定電流I和電解時間t來求得：Q＝I×t  （安培×秒）

本實驗中，電量可以從KLT-1型通用庫侖儀的數碼管上直接讀出。

砷的含量可由下式求得：

式中M為砷的原子量74.92，n為砷的電子轉移數。

I2與AsO33－的反應是可逆的，當酸度在4 mol/L以上時，反應定量向左進行，即H2AsO4氧化I－；當pH>9時，I2發生岐化反應，從而影響反應的計量關系。故在本實驗中采用NaH2PO4-NaOH緩沖體系來維持電解液的pH在7~8之間，使反應定量地向右進行。即I2定量的氧化H3AsO3。水中溶解的氧也可以氧化I－為I2，從而使結果偏低。故在標準度要求較高的滴定中，須要采取除氧措施。為了避免陰極上產生的H2的還原作用，應當采用隔離裝置。

[儀器與試劑]

KLT-1型通用庫侖儀；10 mL量筒；0.5 mL、5 mL移液管

試劑：（1）磷酸緩沖溶液：稱取7.8 g NaH2PO4·2H2O和2 g NaOH，用去離子水溶解并稀釋至250 mL（0.2 mol/L NaH2PO4 ； 0.2 mol/L NaOH）。

（2）0.2 mol/L 碘化鉀溶液：稱取8.3 g KI，溶于250 mL去離子水中即得。

（3）砷標準溶液：準確稱取0.6600 g As2O3，以少量去離子水潤濕，加入NaOH溶液攪拌溶解，稀釋至80~90 mL。用少量H3PO4中和至溶液近于pH 7，然后轉移至100 mL容量瓶中稀釋至刻度，搖勻。此溶液濃度為砷5.00 mg/mL，使用時可進一步稀至500 μg/mL。

[實驗步驟]

1、調好通用庫侖儀；

2、開啟電源開關預熱半個小時；

3、取10 mL 0.2 mol/L KI，10 mL 0.2 mol/L 磷酸緩沖溶液，放于電解池中，加入20 mL蒸餾水，加入含砷水樣5.00 mL，將電極全部浸沒在溶液中。

4、終點指示選擇電流—上升

5．按下電解按鈕，燈滅，開始電解。數碼管上開始記錄毫庫侖數。

6、電解完畢后，記下所消耗的毫庫侖數。

7、再在此電解液中加入5.00 mL含砷水樣，再做一次電解得到第二個毫庫侖數，如此重復4次，得到4個毫庫侖數。

8、舍去*次的數據，取后三個的平均值，計算水樣中的As量。以As mg/mL，或As2O3 mg/mL 表示。

[數據處理]