实验六 铅铋含量的连续测定

jklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcv

铅铋含量的连续测定

指导老师 吴明君

化学生物学一班 刘淑岚 20123003

摘要 本实验先用ZnO为基准物质，加入二甲酚橙指示剂，标定EDTA标准溶液，得到其浓度为0.02077±0.00005。然后做一次初步试验测量出调溶液pH至1是所需的NaOH的量，再以二甲酚橙为指示剂，并用已标定过的EDTA标准溶液滴定Bi3+，计算溶液中Bi3+浓度为0.009438±0.000023。接着用已标定过的EDTA标准溶液继续滴定水的钙硬为Pb2+，计算得到其浓度为0.009915±0.000050。数据分析时运用Q检验法对数据经行了分析处理。

关键词 EDTA标准溶液，标定，铅铋，连续测定

Continuous determination of lead and bismuth’s content

Adviser Mingjun Wu

chemicobiology class 1 Shulan Liu 20123003

Abstract The experiment first with ZnO as the base material , adding xylenol orange indicator , calibration EDTA standard solution to obtain a concentration of0.02077±0.00005. Then do a preliminary test to measure the pH of the solution adjusted to an amount of NaOH is required , then xylenol orange as indicator , and has been calibrated with a standard solution of EDTA titration Bi3 +, Bi3 + computing solution concentration 0.009438±0.000023. Then was calibrated with standard EDTA solution and continue the titration hard water calcium as Pb2 +, calculated concentration of0.009915±0.000050. Data analysis using Q -test analysis of the data processed by the line .

Keywords EDTA standard solution , calibration , lead , bismuth , continuous measurement

综述 《分析化学》课程实验中的铅铋混合溶液中铅、铋含量的连续滴定实验中采用配位滴定法，实验中要用大量的铅铋混合溶液，而铅、铋二者均为有毒试剂，尤其是铅和其化合物对人

体各组织的毒性较大，而一般学校实验室不具有专业的重金属污水处理系统，导致该实验所排放的污水对环境造成较大的污染，危害人体健康。本实验采用了微量滴定的方法，所消耗铅铋混合液的量分别是常量法的十分之一，在减小实验室废液排放量的同事也节约了相关药品，在精确度和常量法基本相同。

Bi3+、Pb2+离子均能与EDTA形成稳定的络合物，其稳定性又有很大的差别（它们的lgK分别为27.94和18.04，△lgK＞6），因此可以利用控制溶液酸度来进行连续滴定。

稳

测定Pb2+与Bi3+均已二甲酚橙为指示剂。二甲酚橙属于三苯甲烷类指示剂，易溶于水，它有7级酸式解离，其中H7ln5-至ln7-呈红色。所以它在溶液中的颜色随酸度而变，在溶液pH＜6.3时呈黄色，pH＞6.3时呈红色。二甲酚橙与Bi3+离子及Pb2+离子的配合物呈紫红色，它们的稳定性与Bi3+、Pb2+离子和EDTA所成配合物的相比要弱一些。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂 ZnO(AR)固体 1+1 HCl 1+1 NH3·H2O 0.2%二甲酚橙指示剂 200g/L六亚甲基四胺溶液 0.1mol/L HNO3溶液 0.5mol/L NaOH溶液 精密pH（0.5-5）试纸 铅铋试液

1.2 实验方法及步骤

1.2.1 EDTA标准溶液的配制 欲配制浓度为0.02mol/LEDTA溶液，在台秤上称取乙二胺四乙酸二钠3.8g，溶解于500mL温水中，如混浊，应过滤。转移至500mL细口瓶中，摇匀。

1.2.2锌标准溶液的配制 准确称取在800-1000℃灼烧过的基准物ZnO 0.5-0.6g于100mL烧杯中，用少量水润湿，然后逐滴加入1+1 HCl，边加边搅至完全溶解为止。然后，将溶液定量转移至250mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。

1.2.3 EDTA标准溶液的标定 用移液管一区25mL标准钙溶液，置于锥形瓶中，加约30mL

水，2-3滴二甲酚橙指示剂，先加1+1氨水至溶液由黄色呈稳定的紫红色后再多加3mL，用EDTA溶液滴定至溶液由红紫色变至亮黄色即为终点。平行滴定5-6次，计算出EDTA的浓度。

1.2.4 Bi3+离子的测定 移取25mL试液3份，分别置于250mL锥形瓶中。取一份作初步试验。先以pH为0.5-5范围的精密pH试纸实验试液的酸度。一般来说，不带沉淀的含Bi3+离子的试液其pH应在1一下，为此，以0.5mol/L NaOH溶液调节之，至溶液pH达到1为止。记下所加的NaOH溶液的体积。接着加入10mL 0.1mol/L HNO3溶液及2-3滴0.2%二甲酚橙指示剂，用0.02mol/L EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为棕红色，再加一滴，突变为亮黄色，即为终点，记下粗略读数。然后开始正式滴定。取另一份25mL试液，加入初步试验中调节溶液酸度是所需的相同体积的0.5mol/L NaOH溶液，接着再加10mL 0.1mol/L HNO3溶液及2滴0.2%二甲酚橙指示剂，用EDTA标准溶液滴定之，重点变化同上。在离终点1-2mL前可以滴得快一些，近终点时则应慢一下，每加一滴，摇动并观察是否变色。

1.2.5 Pb2+离子的测定 在滴定Bi3+离子后的溶液中，滴加200g/L的六亚甲基四胺，至溶液呈紫红色（或橙红色），再过量5mL，以0.02mol/L EDTA滴定至溶液由紫红经橙色突变至亮黄色为终点。

2 实验数据记录与处理

2.1 EDTA标准溶液的标定 2.1.1数据记录

表一 EDTA标准溶液的标定

Table1-1 Calibration standard solution of EDTA

m（ZnO）(g) V始(EDTA) (mL) V终 (EDTA) (mL) V (mL) c EDTA( mol/L) 0.00 32.20 32.2 0.00 32.25 32.25 1 2 3 0.42 0.05 32.40 32.35 0.00 32.38 32.38 0.00 32.30 32.3 0.00 32.20 32.2 4 5 6 0.02077 0.02074 0.02067 0.02065 0.02071 0.02077 0.02077 0.00005 0.00002 -0.00005 -0.00007 -0.00001 0.00005 cEDTA ( mol/L) d

平均偏差d 相对平均偏差dr 2.1.2数据取舍

用Q检验法进行检验0.02082应保留。 2.1.3数据处理

极差：R=cmax - cmin=0.00012（ml）

0.00004 0.002 s=

xi1ni-x2=5×10

-5

n1snsx=0.24%≤0.3%

取置信度为95%，tα,f=2.57，则μ=X±t2.2 Bi3+离子的测定 2.2.1数据记录

=0.02077±0.00005

表二 铋离子的滴定 Table2 Bismuth ion titration

NaOH(mL) V始(EDTA) (mL) V终 (EDTA) (mL) V (mL) c EDTA( mol/L) 初步试验 5 0.00 11.40 11.40 1 5 0.00 11.50 11.50 2 5 0.00 11.35 11.35 3 5 0.00 11.35 11.35 4 5 11.35 22.70 11.35 5 5 0.00 11.35 11.35 0.0095 0.009471 0.009430 0.009430 0.009430 0.009430 0.009438 0.00003 0.003 cEDTA ( mol/L) d 平均偏差d 相对平均偏差dr 2.2.2数据取舍

用Q检验法进行检验0.0095应舍去。 2.2.3数据处理

极差：R=Xmax -Xmin=4×10-5（mol/L）

s=

xi1ni-x2=2×10-5

n1s =0.2%≤0.3%

xsn取置信度为95%，tα,f=2.78，则μ=X±t2.3 Pb2+离子的测定 2.3.1数据记录

=0.009438±0.000023

表二 铅离子的滴定 Table2 Titration of lead ions

V始(EDTA) (mL) V终 (EDTA) (mL) V (mL) c EDTA( mol/L) 初步试验 11.35 22.80 11.45 1 0.00 11.95 11.95 2 0.00 11.85 11.85 3 0.00 11.95 11.95 4 11.85 23.82 11.97 5 11.35 23.30 11.95 0.009513 0.009928 0.009845 0.009928 0.009945 0.009928 0.009915 0.00003 -0.00001 -0.00001 -0.00001 -0.00001 0.00001 0.001 cEDTA ( mol/L) d 平均偏差d 相对平均偏差dr 2.3.2数据取舍

用Q检验法进行检验0.009513应舍去。 2.3.3数据处理

极差：R=Xmax -Xmin=0.00010（mol/L）

xi1ni-x2n1

s= =4×10

-5

s

x=0.4%≤0.4%

sn取置信度为95%，tα,f=2.78，则μ=X±t

4 结果与讨论 4.1实验注意事项

=0.009915±0.000050

1、用量筒加10ml水是因为溶液太浓，加水过多会造成Bi水解，产生白色沉淀，加酸才能溶解。

2、六次甲基四氨放到量筒中取用。

3、指示剂一定不要加多，否则颜色深，终点判断困难。 4、近终点时要摇动锥形瓶，防滴过，边滴边摇。

5、第一个终点不易读准。由紫→橙红时先读下体积，然后半滴变为黄色(非亮黄色)为V1。V1会影响V2。

6、吸耳球用后放回原处，滴定管洗净、倒扣、放回原处。

7、测Bi3+时，滴定前及滴定初期，不要多用水冲洗锥形瓶口，以防Bi3+水解。

8、标定EDTA溶液和测定Pb2+含量时，终点不明显可加热至50-60℃，使终点易于辨别。测Pb2+含量时，在滴定Bi3+后调节pH值，滴加EDTA溶液至近终点再加热，然后小心滴至铅的终点。否则，可能出现白色沉淀，影响终点的判断。

4.2准确滴定的条件

若pM至少有±0.2， TE为±0.1%，则根据林邦的终点误差公式可导出准确滴定的条件是：

lgcKMY ≥6 式中c为金属离子的浓度。若金属离子的浓度c = 10-2.0mol/L时，准确滴定的条件为：

lgKMY≥8

4.3准确滴定单一离子的最高酸度

由于pH值小时，以EDTA的酸效应为主，副反应可仅考虑酸效应的影响。

lgKMY=lgKMY-lgY(H)8 lgY(H)≤lgKMY-8 → pHmin

根据上式可以计算出滴定各种金属离子允许的最大lgY(H)所对应的pH值，即滴定某一金属离子所允许的最低pH值。

Bi2+最高允许酸度：pH=0.7；pH=2时， Bi2+水解，Pb2+开始络合。所以，pH=0.7-1.5 Pb2+最高允许酸度：pH=4 4.4 连续滴定的条件

溶液中有M、N两种金属离子共存时，欲准确滴 定M而N不干扰的条件, 一般Et≤0.3%： （1）lgcMKMY≥6 lgcNKNY≥6 （2）cMKMY/cNKNY ≥10

若cM = cN ，则lgKMY-lgKNY ≥5, 即lgK ≥ 5

则可以利用控制溶液酸度的方法实现混合离子的分别滴定。Bi3+，Pb2+均能与EDTA形成稳定的1:1络合物，lgK分别为27.94和18.04。若将试液配制成Bi3+ 和Pb2+浓度约为0.01mol·L-1，因为△lgK= 27.94－18.04＝9.9＞5。

4.4 实现分步滴定的方法

滴定Bi3+时Pb2+不干扰的最大酸度可由酸效应曲线查得pHmin＝0.7, 可控制pH＝1。同样由酸效应曲线查得滴定Pb2+的pHmin＝3.4，实际可控制pH＝4～6。通常用六次甲基四胺溶液控制。

参考文献

[1] 四川大学化工学院，浙江大学化学系，分析化学实验，北京：高等教育出版社，2003.6 [2] 武汉大学，分析化学，北京：高等教育出版社，2006.7 [3] 王仁国，无机及分析化学实验，北京：中国农业出版社，2007.9 [4] 王仁国，无机及分析化学，北京中国农业出版社，2006.8 [5] 黄曼，铅铋混合溶液中铅、铋含量的连续测定 [6] 刘淑萍，铅铋混合液中铅、铋连续测定方法改进 致谢

感谢学校为我提供实验的平台，感谢吴明君老师的悉心指导

5