中級主管藥師考試輔導(dǎo):沉淀滴定法銀量法
一、定義
以硝酸銀液為滴定液,測定能與Ag+反應(yīng)生成難溶性沉淀的一種容量分析法。
二、原理
以硝酸銀液為滴定液,測定能與Ag+生成沉淀的物質(zhì),根據(jù)消耗滴定液的濃度和毫升數(shù),可計算出被測物質(zhì)的含量。
反應(yīng)式: Ag+ + X- → AgX↓
X-表示Cl-、Br-、I-、CN-、SCN-等離子。
三、指示終點的方法
(一)鉻酸鉀指示劑法
1.原理
用AgNO3滴定液滴定氯化物、溴化物時采用鉻酸鉀作指示劑的滴定方法。滴定反應(yīng)為:
終點前 Ag+ + Cl- → AgCl↓
終點時 2Ag+ + CrO42- → Ag2CrO4↓(磚紅色)
根據(jù)分步沉淀的原理,溶度積(Ksp)小的先沉淀,溶度積大的后沉淀。由于AgCl的溶解度小于Ag2CrO4的溶解度,當(dāng)Ag+進(jìn)入濃度較大的Cl-溶液中時,AgCl將首先生成沉淀,而[Ag+]2[CrO42-]
2.滴定條件
(1)終點到達(dá)的遲早與溶液中指示劑的濃度有關(guān)。為達(dá)到終點恰好與等當(dāng)點一致的目的,必須控制溶液中CrO42-的濃度。每50~100ml滴定溶液中加入5%(W/V)K2CrO4溶液1ml就可以了。
(2)用K2CrO4作指示劑,滴定不能在酸性溶液中進(jìn)行,因指示劑K2CrO4是弱酸鹽,在酸性溶液中CrO42-依下列反應(yīng)與H+離子結(jié)合,使CrO42-濃度降低過多,在等當(dāng)點不能形成Ag2CrO4沉淀。
2CrO42- + 2H+ →← 2HCrO4- →← Cr2O72- + H2O
也不能在堿性溶液中進(jìn)行,因為Ag+將形成Ag2O沉淀:
Ag+ + OH- → AgOH
2AgOH → Ag2O↓+ H2O
因此,用鉻酸鉀指示劑法,滴定只能在近中性或弱堿性溶液(pH6.5~10.5)中進(jìn)行。如果溶液的酸性較強可用硼砂、NaHCO3或CaCO3中和,或改用硫酸鐵銨指示劑法。
滴定不能在氨性溶液中進(jìn)行,因AgCl和Ag2CrO4皆可生成[Ag(NH3)2]+而溶解。
3.主要應(yīng)用
本法多用于Cl-、Br-的測定。
(二)硫酸鐵銨指示劑法
1.原理
在酸性溶液中,用NH4SCN(或KSCN)為滴定液滴定Ag+,以Fe3+為指示劑的滴定方法。滴定反應(yīng)為:
終點前 Ag+ + SCN- → AgSCN↓
終點時 Fe3+ + SCN- → Fe(SCN)2+(淡棕紅色)
鹵化物的測定可用回滴法,需向檢品溶液中先加入定量過量的AgNO3滴定液,以為Fe3+指示劑,用NH4SCN滴定液回滴剩余的AgNO3,滴定反應(yīng)為:
終點前 Ag+(過量) + X- → AgX↓
Ag+(剩余量) + SCN- → AgSCN↓
終點時 Fe3+ + SCN- → Fe(SCN)2+(淡棕紅色)
這里需指出,當(dāng)?shù)味–l-到達(dá)等當(dāng)點時,溶液中同時有AgCl和AgSCN兩種難溶性銀鹽存在,若用力振搖,將使已生成的Fe(SCN)2+絡(luò)離子的紅色消失。因AgSCN的溶解度小于AgCl的溶解度。當(dāng)剩余的Ag+被滴定完后,SCN-就會將AgCl沉淀中的Ag+轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀而使重新釋出。
AgCl →← Ag+ + Cl-
↓
Ag+ + SCN- →← AgSCN
這樣,在等當(dāng)點之后又消耗較多的NH4SCN滴定液,造成較大的滴定誤差。
2.滴定條件及注意事項
(1)為了避免上述轉(zhuǎn)化反應(yīng)的進(jìn)行,可以采取下列措施:
a 將生成的AgCl沉淀濾出,再用NH4SCN滴定液滴定濾液,但這一方法需要過濾、洗滌等操作,手續(xù)較繁。
b 在用NH4SCN滴定液回滴之前,向待測Cl-溶液中加入1~3ml硝基苯,并強烈振搖,使硝基苯包在AgCl的表面上,減少AgCl與SCN-的接觸,防止轉(zhuǎn)化。此法操作簡便易行。
c 利用高濃度的Fe3+作指示劑(在滴定終點時使?jié)舛冗_(dá)到0.2mol/L),實驗結(jié)果證明終點誤差可減少到0.1%。
(2)此外,用本法時,應(yīng)注意下列事項:
a 為防止Fe3+的水解,應(yīng)在酸性(HNO3)溶液中進(jìn)行滴定,在酸性溶液中,Al3+、Zn2+、Ba2+及CO32-等離子的存在也不干擾。與鉻酸鉀指示劑法相比,這是本法的最大優(yōu)點。
b 為避免由于沉淀吸附Ag+過早到達(dá)終點,在用硝基苯包裹AgCl沉淀時,臨近終點應(yīng)輕輕旋搖,以免沉淀轉(zhuǎn)化,直到溶液出現(xiàn)穩(wěn)定的淡棕紅色為止。
c 本法測定I-和Br-時,由于AgI和AgBr的溶解度都小于AgCl的溶解度,不存在沉淀轉(zhuǎn)化問題,不需加入有機(jī)溶劑或濾去沉淀,滴定終點明顯確切。
d 滴定不宜在較高溫度下進(jìn)行,否則紅色絡(luò)合物褪色。
(三)吸附指示劑法
1.原理
用AgNO3液為滴定液,以吸附指示劑指示終點,測定鹵化物的滴定方法。
吸附指示劑是一些有機(jī)染料,它們的陰離子在溶液中很容易被帶正電荷的膠態(tài)沉淀所吸附,而不被帶負(fù)電荷的膠態(tài)沉淀所吸附,并且在吸附后結(jié)構(gòu)變形發(fā)生顏色改變。
若以Fl-代表熒光黃指示劑的陰離子,則變化情況為:
終點前 Cl-過量 (AgCl)Cl-┇M+
終點時 Ag+過量 (AgCl)Ag+┇X-
(AgCl)Ag+吸附Fl- (AgCl)Ag+┇Fl-
(黃綠色) (微紅色)
2.滴定條件
為了使終點顏色變化明顯,應(yīng)用吸附指示劑時需要注意以下幾個問題:
(1)吸附指示劑不是使溶液發(fā)生顏色變化,而是使沉淀的表面發(fā)生顏色變化。因此,應(yīng)盡可能使鹵化銀沉淀呈膠體狀態(tài),具有較大的表面。為此,在滴定前應(yīng)將溶液稀釋并加入糊精、淀粉等親水性高分子化合物以形成保護(hù)膠體。同時,應(yīng)避免大量中性鹽存在,因為它能使膠體凝聚。
(2)膠體顆粒對指示劑離子的吸附力,應(yīng)略小于對被測離子的吸附力,否則指示劑將在等當(dāng)點前變色。但對指示劑離子的吸附力也不能太小,否則等當(dāng)點后也不能立即變色。滴定鹵化物時,鹵化銀對鹵化物和幾種常用的吸附指示劑的吸附力的大小次序如下:
I->二甲基二碘熒光黃>Br->曙紅>Cl->熒光黃
因此在測定Cl-時不能選用曙紅,而應(yīng)選用熒光黃為指示劑。
(3)溶液的pH應(yīng)適當(dāng),常用的吸附指示劑多是有機(jī)弱酸,而起指示劑作用的是它們的陰離子。因此,溶液的pH應(yīng)有利于吸附指示劑陰離子的存在。也就是說,電離常數(shù)小的吸附指示劑,溶液的pH就要偏高些;反之,電離常數(shù)大的吸附指示劑,溶液的pH就要偏低些。
(4)指示劑的離子與加入滴定劑的離子應(yīng)帶有相反的電荷。
(5)帶有吸附指示劑的鹵化銀膠體對光線極敏感,遇光易分解析出金屬銀,在滴定過程中應(yīng)避免強光照射。
四、形成不溶性銀鹽的有機(jī)化合物的測定
巴比妥類化合物,在其結(jié)構(gòu)中的亞胺基受兩個羰基影響,上面的H很活潑,能被Ag+置換生成可溶性銀鹽,而它的二銀鹽不溶于水,利用這一性質(zhì)可進(jìn)行測定。
五、滴定液的配制與標(biāo)定
(一)硝酸銀滴定液
1.配制 間接法配制
2.標(biāo)定 用基準(zhǔn)氯化鈉標(biāo)定,以熒光黃指示液指示終點。
3.貯藏 置玻璃塞的棕色玻瓶中,密閉保存。
(二)硫氰酸銨滴定液
1.配制 間接法配制
2.標(biāo)定 用硝酸銀滴定液標(biāo)定,以硫酸鐵銨指示液指示終點。
六、注意事項
1.用鉻酸鉀指示劑法,必須在近中性或弱堿性溶液(pH6.5~10.5)中進(jìn)行滴定。因鉻酸鉀是弱酸鹽,在酸性溶液中,CrO42-與H+結(jié)合,降低CrO42-濃度,在等當(dāng)點時不能立即生成鉻酸銀沉淀;此法也不能在堿性溶液中進(jìn)行,因銀離子氫氧根離子生成氧化銀沉淀。
2.應(yīng)防止氨的存在,氨與銀離子生成可溶性[Ag(NH3)2]+絡(luò)合物,干擾氯化銀沉淀生成。
3.硫酸鐵銨指示劑法應(yīng)在稀硝酸溶液中進(jìn)行,因鐵離子在中性或堿性介質(zhì)中能形成氫氧化鐵沉淀。
4.為防止沉淀轉(zhuǎn)化(AgCl+SCN-→← AgSCN+Cl-),硫酸鐵銨指示劑法加硝酸銀滴定液沉淀后,應(yīng)加入5ml鄰苯二甲酸二丁酯或1~3ml硝基苯,并強力振搖后再加入指示液,用硫氰酸銨滴定液滴定。
5.滴定應(yīng)在室溫進(jìn)行,溫度高,紅色絡(luò)合物易褪色。
6.滴定時需用力振搖,避免沉淀吸附銀離子,過早到達(dá)終點。但滴定接近終點時,要輕輕振搖,減少氯化銀與SCN-接觸,以免沉淀轉(zhuǎn)化。
7.吸附指示劑法,滴定前加入糊精、淀粉,形成保護(hù)膠體,防止沉淀凝聚使吸附指示劑在沉淀的表面發(fā)生顏色變化,易于觀察終點。滴定溶液的pH值應(yīng)有利于吸附指示劑的電離,隨指示劑不同而異。
8.吸附指示劑法選用指示劑應(yīng)略小于被測離子的吸附力,吸附力大小次序為I->二甲基二碘熒光黃>Br->曙紅>Cl->熒光黃。
9.滴定時避免陽光直射,因鹵化銀遇光易分解,使沉淀變?yōu)榛液谏?/P>
10.有機(jī)鹵化物的測定,由于有機(jī)鹵化物中鹵素結(jié)合方式不同,多數(shù)不能直接采用銀量法,必須經(jīng)過適當(dāng)處理,使有機(jī)鹵素轉(zhuǎn)變成鹵離子后再用銀量法測定。
七、適用范圍
1.鉻酸鉀指示劑法:在中性或弱堿性溶液中用硝酸銀滴定液滴定氯化物、溴化物時采用鉻酸鉀指示劑的滴定方法。
2.硫酸鐵銨指示劑法:在酸性溶液中,用硫氰酸銨液為滴定液滴定Ag+,采用硫酸鐵銨為指示劑的滴定方法。
3.吸附指示劑法:用硝酸銀液為滴定液,以吸附指示劑指示終點測定鹵化物的滴定方法。
八、允許差
本法的相對偏差不得超過0.3%。
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