一、沉淀滴定法的定義與反應要求
沉淀滴定法是以沉淀反應為基礎的一種滴定分析方法。其對沉淀反應的要求有以下幾點:
1、沉淀反應必須迅速,并按一定的化學計量關系進行;
2、生成的沉淀應具有恒定的組成,而且溶解度必須很小;
3、有確定化學計量點的簡單方法;
4、沉淀的吸附現象不影響滴定終點的確定。
二、銀量法的定義、應用與分類
利用生成難溶性銀鹽的沉淀滴定法,稱為銀量法。銀量法主要應用于測定Cl-、Br-、I-、Ag+和SCN-等離子,及與其有關的有機物。
銀量法可以分為:莫爾法、佛爾哈德法、法揚司法三種。
1、莫爾法
以K2CrO4作指示劑的銀量法。滴定劑使用AgNO3標液,主要測定Cl-、Br-、CN-等。滴定反應原理:
Ag+ + Cl- = AgCl ↓(白色)
指示反應原理,終點時產生磚紅色沉淀:
2Ag+ + CrO42- = Ag2CrO4↓(磚紅色)
該法一般不適宜用于滴定 I-、SCN-。沉淀吸附Cl-、Br-時,吸附力AgBr>AgCl,因此滴定時應振蕩溶液。
另外,由于Ag2CrO4轉化為AgCl、AgBr時速度較慢,因此只能用AgNO3滴定Cl-、Br-,不能用NaCl滴定Ag+。
2、佛爾哈德法
用鐵銨釩[NH4Fe(SO4)2·12H2O]作指示劑的銀量法。分為直接滴定法和返滴定法。
1) 直接滴定法可選用NH4SCN、KSCN、NaSCN標液作為滴定劑。需要注意的是酸度控制在0.1~1mol·L-1 HNO3之間。過低,Fe3+易水解。Fe3+濃度過大,會出現黃色干擾,終點時Fe3+濃度一般控制在0.015mol·L-1。
2) 返滴定法主要測定鹵化物和硫氰酸鹽,滴定方法為首先向試液中加入一定量過量的AgNO3標準溶液,完全生成相應的銀鹽沉淀,然后加入鐵銨礬為指示劑,用KSCN或NH4SCN標準溶液滴定剩余的Ag+。
由于AgCl的溶解度比AgSCN大,臨近終點時會發生沉淀轉換反應,致使試液出現的紅色經搖動后又消失,難以確定終點。同時因為轉化緩慢,導致誤差較大,因此滴定Cl-時應采取以下措施,減少誤差:
① 煮沸、過濾除去AgCl,避免轉化;
② 滴定前加入有機溶劑如硝基苯或1~2mL的1,2-二氯乙烷,以包裹沉淀;
③ 提高Fe3+(至0.2mol·L-1)的濃度,以減小終點時 SCN-的濃度,從而減小滴定誤差。
滴定Br-、I-和SCN-時,滴定終點十分明顯,不會發生沉淀轉化,因此不必采取上述措施。但在測定碘化物時,必須加入過量AgNO3溶液之后再加入鐵銨礬指示劑,否則Fe3+將氧化I-為I2:
2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2
采用返滴定法時,Cu2+、Hg2+能與SCN-反應從而產生干擾,必須去除。若在酸性介質中進行,弱酸根離子PO43-、AsO43-、CrO42-、C2O42-、CO32-不會干擾滴定。
3、法揚司法
法揚司法是指用吸附指示劑的銀量法。吸附指示劑是一類有機染料,當它被吸附在膠粒表面之后,可能是由于形成某種化合物而導致分子結構的變化,因而引起顏色(游離色變為吸附色)的變化。采用法揚司法時應注意以下幾點:
1) 保護膠體,加入糊精,防止凝聚;
2) 吸附指示劑酸度及應用范圍;
3) 被滴液濃度不能太稀, Cl->0.005mol·L-1;Br-、I-、SCN->0.001mol·L-1;
4) 避光滴定。
在選擇吸附指示劑時,沉淀膠體微粒對指示劑離子的吸附能力,應略小于對待測離子的吸附能力。鹵化銀對鹵化物和幾種吸附指示劑的吸附能力的次序如下:
I->SCN->Br->曙紅>Cl->熒光黃
因此,滴定Cl-不能選曙紅,而應選熒光黃。
三、三種銀量法的特點
方法 | 標準溶液 | 指示劑 | pH條件 | 測定物質 | 滴定方式 |
莫爾法 | AgNO3 | K2CrO4 | 6.5~10.5 6.5~7.2 (NH4+)存在 | 氯化物、溴化物 | 直接滴定法 |
佛爾哈德法 | NH4SCN AgNO3 | 鐵銨礬 | 稀HNO3,0.1~1mol/L | 銀鹽、氯化物、溴化物、 碘化物、硫氰酸鹽 | 直接滴定法 返滴定法 |
法揚司法 | AgNO3 | 熒光黃 曙紅 | 7~10 2~10 | 氯化物、溴化物、 碘化物、硫氰酸鹽 | 直接滴定法 |
四、常用吸附指示劑及其應用
指示劑 | 被測離子 | 滴定劑 | 滴定條件 | 終點顏色變化 |
熒光黃 | Cl-、Br-、I- | AgNO3 | pH=7~10 | 黃綠→粉紅 |
二氯熒光黃 | Cl-、Br-、I- | AgNO3 | pH=4~10 | 黃綠→紅 |
曙紅 | Br-、SCN-、I- | AgNO3 | pH=2~10 | 橙黃→紅紫
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溴酚藍 | 生物堿鹽類 | AgNO3 | 弱酸性 | 黃綠→灰紫 |
甲基紫 | Ag+ | NaCl | 酸性 | 黃紅→紅紫 |