怎样测定硫酸铜溶液中铜离子的浓度

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用强碱与硫酸铜反应生成沉淀,然后测出沉淀的质量就可以得出硫酸铜的质量,进而可以知道铜离子的浓度。

硫酸铜又叫无水硫酸铜,为白色或灰白色粉末,极易吸水变成蓝色。溶液呈酸性,粉尘刺鼻性很强。溶于水及稀的乙醇中而不溶于无水乙醇。在潮湿空气中易潮解,在高温中形成黑色氧化铜。

性质:

1、物理性质:
溶于水,微溶于稀乙醇而不溶于无水乙醇。无水硫酸铜粉末无水硫酸铜为灰白色粉末,易吸水变蓝绿色的五水合硫酸铜。
硫酸铜常压下没有熔点,受热失去结晶水后分解,在常温常压下很稳定,不潮解,在干燥空气中会逐渐风化。
2、化学性质:
在常温下化学性质稳定,其水溶液呈蓝色,并呈酸性。在空气中久置会逐渐失去结晶水,变成白色。

硫酸铜是蓝色三斜晶系结晶,外观亮篮色,粒度均匀,流动性好,溶于水,25℃时水中溶解度为23.05g,溶于稀乙醇,不溶于无水乙醇、乙醚、液氨。硫酸铜加热至110℃失去四分子结晶水,250℃失去全部结晶水。650℃分解成氧化铜和三氧化硫。
3、检验:

原理
二价铜盐与碘化物发生下列反应:
2Cu2++4I-=2CuI↓+I2I2+I-=I3-析出的I2再用Na2S2O3标准溶液滴定,I2+2S2O32-=S4O62-+2I-由此可以计算出铜的含量。

nCu2+=nS2O32-
mCu2+=(CNa2S2O3VNa2S2O3)×10-3×MCu2+
WCu2+=mCu2+/m硫酸铜试样 MCu2+=64.0

上述反应是可逆的,为了促使反应实际上能趋于完全,必须加入过量的KI;但是KI浓度太大,会妨碍终点的观察。同时由于CuI沉淀强烈地吸附I3-离子,使测定结果偏低。如果加入KSCN,使CuI(KspΘ=5.05×10-12转化为溶解度更小的CuSCN(KspΘ=4.8×10-15)CuI+SCN-=CuSCN↓+I-这样不但可以释放出被吸附的I3-离子,而且反应时再生出来的I-离子与未反应的Cu2+离子发生作用。在这种情况下,可以使用较小的KI而能使反应进行得更完全。但是KSCN只能在接近终点时加入,否则SCN-离子可能直接还原Cu2+离子而使结果偏低:

6Cu2++7SCN-+4H2O=6CuSCN↓+SO42-+HCN+7H+
为了防止铜盐水解,反应必须在酸溶液中进行。酸度过低,Cu2+离子氧化I-离子不完全,结果偏低,而且反应速度慢,终点拖长;酸度过高,则I-离子被空气氧化为I2的反应为Cu2+离子催化,使结果偏高。大量Cl-离子能与Cu2+离子形成配离子,I-离子不能从Cu(Ⅱ)的氯配合物中将Cu(Ⅱ)定量地还原,因此最好用硫酸而不用盐酸(少量盐酸不干扰)。矿石或合金中的铜也可以用碘法测定。但必须设法防止其它能氧化I-离子的物质(如NO3-、Fe3+离子等)的干扰。防止的方法是加入掩蔽剂以掩蔽干扰离子(例如使Fe3+离子生成FeF63-配离子而掩蔽),或在测定前将它们分离除去。若有As(V)、Sb(V)存在,应将pH调至4,以免它们氧化I-离子。

4、应用:
【用途一】主要用作纺织品媒染剂、农业杀虫剂、水的杀菌剂、防腐剂,也用于鞣革、铜电镀、选矿等。
【用途二】用作分析试剂、脱水剂和气体干燥剂。
【用途三】铜是畜禽机体多种酶的组成部分。适量的铜离子浓度能激活胃蛋白酶,提高畜禽的消化机能,同时还参与造血过程,对保持体内器官的形状和组织的成熟具有特殊功能,可促进生长发育。对畜禽皮毛色质、中枢神经系统、繁殖机能都具有较大的影响。
【用途四】作食品强化剂。中国规定可用于乳制品,使用量为12~16mg/kg;在婴幼儿食品中为7.5~10mg/kg;在饮液中为4~5mg/kg。

取VL(一般滴定取20mL)的硫酸铜溶液,向其中滴入稍过量的氯化钡溶液,过滤取得沉淀,并进行洗涤烘干,称得沉淀质量mg(硫酸钡),因为n(硫酸钡)= n(硫酸铜)= n(铜离子),所以铜离子的物质的量浓度为[(m/233)/ V ]mol/L
不采用氢氧化钠法是因为氢氧化铜对热不稳定,又无法确定其是否受热分解完全,而硫酸钡很稳定,在氯化钡过量时可以认为硫酸根离子沉淀完全.

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