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      2. 沉淀滴定法—銀量法

        發(fā)布時間:2024-08-18
        一、定義
        以*液為滴定液,測定能與ag+反應(yīng)生成難溶性沉淀的一種容量分析法。
        二、原理
        以*液為滴定液,測定能與ag+生成沉淀的物質(zhì),根據(jù)消耗滴定液的濃度和毫升數(shù),可計算出被測物質(zhì)的含量。
        反應(yīng)式: ag++ x- → agx↓
        x-表示cl-、br-、i-、cn-、scn-等離子。
        三、指示終點的方法
        (一)鉻酸鉀指示劑法
        1.原理
        用agno3滴定液滴定氯化物、溴化物時采用鉻酸鉀作指示劑的滴定方法。滴定反應(yīng)為:
        終點前 ag++ cl- → agcl↓
        終點時2ag+ + cro42- → ag2cro4↓(磚紅色)
        根據(jù)分步沉淀的原理,溶度積(ksp)小的先沉淀,溶度積大的后沉淀。由于agcl的溶解度小于ag2cro4的溶解度,當(dāng)ag+進(jìn)入濃度較大的cl-溶液中時,agcl將首先生成沉淀,而[ag+]2[cro42-]<ksp,ag2cro4不能形成沉淀;隨著滴定的進(jìn)行,cl-濃度不斷降低,ag+濃度不斷增大,在等當(dāng)點后發(fā)生突變,[ag+]2[cro42-]>ksp,于是出現(xiàn)磚紅色沉淀,指示滴定終點的到達(dá)。
        2.滴定條件
        (1)終點到達(dá)的遲早與溶液中指示劑的濃度有關(guān)。為達(dá)到終點恰好與等當(dāng)點一致的目的,必須控制溶液中cro42-的濃度。每50~100ml滴定溶液中加入5%(w/v)k2cro4溶液1ml就可以了。
        (2)用k2cro4作指示劑,滴定不能在酸性溶液中進(jìn)行,因指示劑k2cro4是弱酸鹽,在酸性溶液中cro42-依下列反應(yīng)與h+離子結(jié)合,使cro42-濃度降低過多,在等當(dāng)點不能形成ag2cro4沉淀。
        2cro42-+2h+ →← 2hcro4- →← cr2o72- +h2o
        也不能在堿性溶液中進(jìn)行,因為ag+將形成ag2o沉淀:
        ag+ +oh- → agoh
        2agoh →ag2o↓+ h2o
        因此,用鉻酸鉀指示劑法,滴定只能在近中性或弱堿性溶液(ph6.5~10.5)中進(jìn)行。如果溶液的酸性較強(qiáng)可用硼砂、nahco3或caco3中和,或改用硫酸鐵銨指示劑法。
        滴定不能在氨性溶液中進(jìn)行,因agcl和ag2cro4皆可生成[ag(nh3)2]+而溶解。
        3.主要應(yīng)用
        本法多用于cl-、br-的測定。
        (二)硫酸鐵銨指示劑法
        1.原理
        在酸性溶液中,用nh4scn(或kscn)為滴定液滴定ag+,以fe3+為指示劑的滴定方法。滴定反應(yīng)為:
        終點前 ag++ scn- → agscn↓
        終點時fe3+ + scn-→ fe(scn)2+(淡棕紅色)
        鹵化物的測定可用回滴法,需向檢品溶液中先加入定量過量的agno3滴定液,以為fe3+指示劑,用nh4scn滴定液回滴剩余的agno3,滴定反應(yīng)為:
        終點前ag+(過量) + x-→ agx↓
        ag+(剩余量) +scn- → agscn↓
        終點時fe3+ + scn-→ fe(scn)2+(淡棕紅色)
        這里需指出,當(dāng)?shù)味╟l-到達(dá)等當(dāng)點時,溶液中同時有agcl和agscn兩種難溶性銀鹽存在,若用力振搖,將使已生成的fe(scn)2+絡(luò)離子的紅色消失。因agscn的溶解度小于agcl的溶解度。當(dāng)剩余的ag+被滴定完后,scn-就會將agcl沉淀中的ag+轉(zhuǎn)化為agscn沉淀而使重新釋出。
        agcl →← ag+ + cl-

        ag+ +scn- →← agscn
        這樣,在等當(dāng)點之后又消耗較多的nh4scn滴定液,造成較大的滴定誤差。
        2.滴定條件及注意事項
        (1)為了避免上述轉(zhuǎn)化反應(yīng)的進(jìn)行,可以采取下列措施:
        a 將生成的agcl沉淀濾出,再用nh4scn滴定液滴定濾液,但這一方法需要過濾、洗滌等操作,手續(xù)較繁。
        b 在用nh4scn滴定液回滴之前,向待測cl-溶液中加入1~3ml硝基苯,并強(qiáng)烈振搖,使硝基苯包在agcl的表面上,減少agcl與scn-的接觸,防止轉(zhuǎn)化。此法操作簡便易行。
        c 利用高濃度的fe3+作指示劑(在滴定終點時使?jié)舛冗_(dá)到0.2mol/l),實驗結(jié)果證明終點誤差可減少到0.1%。
        (2)此外,用本法時,應(yīng)注意下列事項:
        a 為防止fe3+的水解,應(yīng)在酸性(hno3)溶液中進(jìn)行滴定,在酸性溶液中,al3+、zn2+、ba2+及co32-等離子的存在也不干擾。與鉻酸鉀指示劑法相比,這是本法的*大優(yōu)點。
        b 為避免由于沉淀吸附ag+過早到達(dá)終點,在用硝基苯包裹agcl沉淀時,臨近終點應(yīng)輕輕旋搖,以免沉淀轉(zhuǎn)化,直到溶液出現(xiàn)穩(wěn)定的淡棕紅色為止。
        c 本法測定i-和br-時,由于agi和agbr的溶解度都小于agcl的溶解度,不存在沉淀轉(zhuǎn)化問題,不需加入有機(jī)溶劑或濾去沉淀,滴定終點明顯確切。
        d 滴定不宜在較高溫度下進(jìn)行,否則紅色絡(luò)合物褪色。
        (三)吸附指示劑法
        1.原理
        用agno3液為滴定液,以吸附指示劑指示終點,測定鹵化物的滴定方法。
        吸附指示劑是一些有機(jī)染料,它們的陰離子在溶液中很容易被帶正電荷的膠態(tài)沉淀所吸附,而不被帶負(fù)電荷的膠態(tài)沉淀所吸附,并且在吸附后結(jié)構(gòu)變形發(fā)生顏色改變。
        若以fl-代表熒光黃指示劑的陰離子,則變化情況為:
        終點前cl-過量(agcl)cl-┇m+
        終點時ag+過量(agcl)ag+┇x-
        (agcl)ag+吸附fl-(agcl)ag+┇fl-
        (黃綠色)(微紅色)
        2.滴定條件
        為了使終點顏色變化明顯,應(yīng)用吸附指示劑時需要注意以下幾個問題:
        (1)吸附指示劑不是使溶液發(fā)生顏色變化,而是使沉淀的表面發(fā)生顏色變化。因此,應(yīng)盡可能使鹵化銀沉淀呈膠體狀態(tài),具有較大的表面。為此,在滴定前應(yīng)將溶液稀釋并加入糊精、淀粉等親水性高分子化合物以形成保護(hù)膠體。同時,應(yīng)避免大量中性鹽存在,因為它能使膠體凝聚。
        (2)膠體顆粒對指示劑離子的吸附力,應(yīng)略小于對被測離子的吸附力,否則指示劑將在等當(dāng)點前變色。但對指示劑離子的吸附力也不能太小,否則等當(dāng)點后也不能立即變色。滴定鹵化物時,鹵化銀對鹵化物和幾種常用的吸附指示劑的吸附力的大小次序如下:
        i->二甲基二熒光黃>br->曙紅>cl->熒光黃
        因此在測定cl-時不能選用曙紅,而應(yīng)選用熒光黃為指示劑。
        (3)溶液的ph應(yīng)適當(dāng),常用的吸附指示劑多是有機(jī)弱酸,而起指示劑作用的是它們的陰離子。因此,溶液的ph應(yīng)有利于吸附指示劑陰離子的存在。也就是說,電離常數(shù)小的吸附指示劑,溶液的ph就要偏高些;反之,電離常數(shù)大的吸附指示劑,溶液的ph就要偏低些。
        (4)指示劑的離子與加入滴定劑的離子應(yīng)帶有相反的電荷。
        (5)帶有吸附指示劑的鹵化銀膠體對光線極敏感,遇光易分解析出金屬銀,在滴定過程中應(yīng)避免強(qiáng)光照射。
        四、形成不溶性銀鹽的有機(jī)化合物的測定
        ***類化合物,在其結(jié)構(gòu)中的亞胺基受兩個羰基影響,上面的h很活潑,能被ag+置換生成可溶性銀鹽,而它的二銀鹽不溶于水,利用這一性質(zhì)可進(jìn)行測定。
        五、滴定液的配制與標(biāo)定
        (一)*滴定液
        1.配制間接法配制
        2.標(biāo)定用基準(zhǔn)氯化鈉標(biāo)定,以熒光黃指示液指示終點。
        3.貯藏置玻璃塞的棕色玻瓶中,密閉保存。
        (二)硫氰酸銨滴定液
        1.配制間接法配制
        2.標(biāo)定用*滴定液標(biāo)定,以硫酸鐵銨指示液指示終點。
        六、注意事項
        1.用鉻酸鉀指示劑法,必須在近中性或弱堿性溶液(ph6.5~10.5)中進(jìn)行滴定。因鉻酸鉀是弱酸鹽,在酸性溶液中,cro42-與h+結(jié)合,降低cro42-濃度,在等當(dāng)點時不能立即生成鉻酸銀沉淀;此法也不能在堿性溶液中進(jìn)行,因銀離子氫氧根離子生成氧化銀沉淀。
        2.應(yīng)防止氨的存在,氨與銀離子生成可溶性[ag(nh3)2]+絡(luò)合物,干擾氯化銀沉淀生成。
        3.硫酸鐵銨指示劑法應(yīng)在稀硝酸溶液中進(jìn)行,因鐵離子在中性或堿性介質(zhì)中能形成氫氧化鐵沉淀。
        4.為防止沉淀轉(zhuǎn)化(agcl+scn-→←agscn+cl-),硫酸鐵銨指示劑法加*滴定液沉淀后,應(yīng)加入5ml鄰苯二甲酸二丁酯或1~3ml硝基苯,并強(qiáng)力振搖后再加入指示液,用硫氰酸銨滴定液滴定。
        5.滴定應(yīng)在室溫進(jìn)行,溫度高,紅色絡(luò)合物易褪色。
        6.滴定時需用力振搖,避免沉淀吸附銀離子,過早到達(dá)終點。但滴定接近終點時,要輕輕振搖,減少氯化銀與scn-接觸,以免沉淀轉(zhuǎn)化。
        7.吸附指示劑法,滴定前加入糊精、淀粉,形成保護(hù)膠體,防止沉淀凝聚使吸附指示劑在沉淀的表面發(fā)生顏色變化,易于觀察終點。滴定溶液的ph值應(yīng)有利于吸附指示劑的電離,隨指示劑不同而異。
        8.吸附指示劑法選用指示劑應(yīng)略小于被測離子的吸附力,吸附力大小次序為i->二甲基二熒光黃>br->曙紅>cl->熒光黃。
        9.滴定時避免陽光直射,因鹵化銀遇光易分解,使沉淀變?yōu)榛液谏?br> 10.有機(jī)鹵化物的測定,由于有機(jī)鹵化物中鹵素結(jié)合方式不同,多數(shù)不能直接采用銀量法,必須經(jīng)過適當(dāng)處理,使有機(jī)鹵素轉(zhuǎn)變成鹵離子后再用銀量法測定。
        七、適用范圍
        1.鉻酸鉀指示劑法:在中性或弱堿性溶液中用*滴定液滴定氯化物、溴化物時采用鉻酸鉀指示劑的滴定方法。
        2.硫酸鐵銨指示劑法:在酸性溶液中,用硫氰酸銨液為滴定液滴定ag+,采用硫酸鐵銨為指示劑的滴定方法。
        3.吸附指示劑法:用*液為滴定液,以吸附指示劑指示終點測定鹵化物的滴定方法。
        八、允許差
        本法的相對偏差不得超過0.3%。
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