库仑滴定法测定微量砷

[目的要求]

1、了解恒电流库仑法的基本原理。

2、掌握库仑滴定的基本原理和实验操作。

3、学习恒电流库仑滴定中终点指示法。

[基本原理]

库仑滴定法是建立在控制电流电解过程基础上的一种相当准确而灵敏的分析方法，可用于微量分析及痕量物质的测定。与待测物质起定量反应的“滴定剂”由恒电流电解在试液内部产生。库仑滴定终点借指示剂或电化学方法指示。按法拉第定律算出反应中消耗“滴定剂”的量，从而计算出砷的含量。

本实验用双铂片电极在恒定电流下进行电解，在铂阳极上KI中的I－可以氧化成I2。

在阳极    2I－→I2＋2e

在阴极    2H＋＋2e→H2↑

在阳极上析出的I2是个氧化剂，可以氧化溶液中的As(III)，此化学反应为：

I2＋AsO33－＋H2O → AsO43－＋2I－＋2H＋

滴定终点可以用淀粉的方法指示，即产生过量的碘时，能使有淀粉的溶液出现蓝色。也可用电流—上升的方法（死停法），即终点出现电流的突跃。

滴定中所消耗I2的量，可以从电解析出I2所消耗的电量来计算，电量Q可以由电解时恒定电流I和电解时间t来求得：Q＝I×t  （安培×秒）

本实验中，电量可以从KLT-1型通用库仑仪的数码管上直接读出。

砷的含量可由下式求得：

式中M为砷的原子量74.92，n为砷的电子转移数。

I2与AsO33－的反应是可逆的，当酸度在4 mol/L以上时，反应定量向左进行，即H2AsO4氧化I－；当pH>9时，I2发生岐化反应，从而影响反应的计量关系。故在本实验中采用NaH2PO4-NaOH缓冲体系来维持电解液的pH在7~8之间，使反应定量地向右进行。即I2定量的氧化H3AsO3。水中溶解的氧也可以氧化I－为I2，从而使结果偏低。故在标准度要求较高的滴定中，须要采取除氧措施。为了避免阴极上产生的H2的还原作用，应当采用隔离装置。

[仪器与试剂]

KLT-1型通用库仑仪；10 mL量筒；0.5 mL、5 mL移液管

试剂：（1）磷酸缓冲溶液：称取7.8 g NaH2PO4·2H2O和2 g NaOH，用去离子水溶解并稀释至250 mL（0.2 mol/L NaH2PO4 ； 0.2 mol/L NaOH）。

（2）0.2 mol/L 碘化钾溶液：称取8.3 g KI，溶于250 mL去离子水中即得。

（3）砷标准溶液：准确称取0.6600 g As2O3，以少量去离子水润湿，加入NaOH溶液搅拌溶解，稀释至80~90 mL。用少量H3PO4中和至溶液近于pH 7，然后转移至100 mL容量瓶中稀释至刻度，摇匀。此溶液浓度为砷5.00 mg/mL，使用时可进一步稀至500 μg/mL。

[实验步骤]

1、调好通用库仑仪；

2、开启电源开关预热半个小时；

3、取10 mL 0.2 mol/L KI，10 mL 0.2 mol/L 磷酸缓冲溶液，放于电解池中，加入20 mL蒸馏水，加入含砷水样5.00 mL，将电极全部浸没在溶液中。

4、终点指示选择电流—上升

5．按下电解按钮，灯灭，开始电解。数码管上开始记录毫库仑数。

6、电解完毕后，记下所消耗的毫库仑数。

7、再在此电解液中加入5.00 mL含砷水样，再做一次电解得到第二个毫库仑数，如此重复4次，得到4个毫库仑数。

8、舍去*次的数据，取后三个的平均值，计算水样中的As量。以As mg/mL，或As2O3 mg/mL 表示。

[数据处理]