硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定

实验13　硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定

实验目的

(1)掌握间接碘量法的测定原理;

(2)掌握硫代硫酸钠标准溶液的配制、保存和标定方法;

(3)熟悉应用淀粉指示剂准确地判断滴定终点。

实验原理

结晶的Na₂S₂O₃·5H₂O一般均含有少量S、Na₂SO₃、Na₂SO₄、Na₂CO₃及NaCl等杂质，同时还容易风化和潮解，需采用间接法配制。

Na₂S₂O₃溶液易受空气中的O₂、溶解在水中的CO₂、微生物和光照等作用而分解。它在微碱性介质中较稳定。配制溶液时，为了减少溶解在水中的CO₂和杀死水中的微生物，应用新煮沸的冷蒸馏水配溶液，并加入少量Na₂CO₃，其浓度约为0.02%，维持溶液的微碱性，以防止Na₂S₂O₃的分解。日光能促使Na₂S₂O₃溶液分解，所以Na₂S₂O₃溶液应贮于棕色瓶中，放置暗处，经8～14天后再标定。长期保存的溶液，应每隔一定时期重新标定。如果发现溶液变浑(表示有硫析出)时，就应该过滤后再标定，或者重新另配溶液。若保存得好，可两个月标定一次。

标定Na₂S₂O₃溶液，常选用强氧化剂如KIO₃、KBrO₃或K₂Cr₂O₇等作基准物，这些物质均能与I^－反应析出定量的I₂，反应为

用Na₂S₂O₃溶液滴定析出的I₂，反应为

以淀粉为指示剂，蓝色消失即为终点。

仪器与药品

仪器:分析天平、台秤、酸式滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶、烧杯。

药品:固体Na₂S₂O₃·5H₂O(AR)、固体Na₂CO₃(AR)、K₂Cr₂O₇基准物质、固体KI(AR)、6mol·L^－1HCl、0.5%淀粉溶液。(淀粉溶液的制备方法:称取可溶性淀粉0.5g，加入少量水搅拌成悬浮状，然后在搅拌下将此悬浮液逐滴加到100mL沸水中，继续煮沸1～2min至溶液透明为止，冷却后使用。淀粉溶液易腐败，可加入少量的防腐剂，如HgI₂、ZnCl₂等。)

实验步骤

1．0.1mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液的配制

在台秤上称取6.5gNa₂S₂O₃·5H₂O(s)，溶于250mL新煮沸的冷蒸馏水中，加入约0.1g(米粒大小)Na₂CO₃^①，摇匀后保存于棕色瓶中，在暗处放置7～14天后进行标定。

2．0.1mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液的标定

准确称取0.12～0.15gK₂Cr₂O₇基准物，置于250mL锥形瓶中^②，加水25mL使之溶解，再加入1.8g固体KI和6mol·L^－1HCl5mL，盖上表面皿，在暗处放置5min^③。加入100mL水^④，立即用0.1mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定到呈浅黄绿色。加入0.5%淀粉溶液5mL^⑤，并用尽量少的蒸馏水冲洗内壁(为什么?)后，继续滴定至蓝色恰好变为绿色，即为终点^⑥。

平行测定3次，计算Na₂S₂O₃溶液的准确浓度。

注释

①空气中的CO₂溶解于溶液中，可促使Na₂S₂O₃分解，即

这一分解作用一般在配制成溶液最初几天内进行。加入Na₂CO₃后，生成的NaHCO₃使Na₂S₂O₃分解受到抑制。

②因I₂容易挥发损失，在碘量法实验中，最好使用碘量瓶。

③K₂Cr₂O₇与KI的反应需在足够浓度、适当的酸度和一定的反应时间条件下才能进行得较完全。过量的KI与K₂Cr₂O₇在上述条件下大约5min才能完成反应。

④生成的Cr³⁺呈蓝绿色，妨碍终点观察，滴定前预先将溶液稀释，可使Cr³⁺浓度降低，蓝绿色变浅，以利于观察终点颜色的变化;同时稀释也使溶液的酸度降低，避免因酸度过大时，I^－易被空气中的O₂氧化。

⑤淀粉指示剂不宜过早地加入，应尽量在接近终点前加入，否则大量的I₂将与淀粉结合成蓝色物质，这一部分被结合的I₂不易与Na₂S₂O₃反应，因而使滴定发生误差。

⑥滴定不可超过终点，因为过量的Na₂S₂O₃在酸性溶液中会分解，无法返滴定。滴定结束后溶液因放置会变蓝色，如果不是很快变蓝(5～10min)，那是由于空气氧化所致;如果很快变蓝，说明K₂Cr₂O₇与KI作用不完全，溶液稀释过早，遇此情况，实验应重做。

思考题

(1)如何配制和保存Na₂S₂O₃溶液?

(2)在配制Na₂S₂O₃标准溶液时，所用的蒸馏水为何要先煮沸并冷却后才能使用?

(3)以K₂Cr₂O₇标定Na₂S₂O₃溶液的浓度时为何要加入KI?为何要在暗处放置5min?滴定前为何要稀释?淀粉指示剂为何要在接近终点时才能加入?