庫侖滴定法標(biāo)定Na2S2O3 溶液的濃度

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庫侖分析又稱電量分析，是電量化學(xué)分析的一種方法。根據(jù)電解過程中的電流（安培）和時(shí)間（秒）求得電量（1庫侖=1安培·秒）后間接計(jì)算被測(cè)物質(zhì)含量的分析方法一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．學(xué)習(xí)庫侖滴定和永停法指示終點(diǎn)的基本原理；2．學(xué)習(xí)庫侖滴定的基本操作技術(shù)。二、試驗(yàn)原理

本試驗(yàn)是在H2SO4介質(zhì)中，以電解KI溶液產(chǎn)生的I2標(biāo)定Na2S2O3溶液。在工作電極上以恒電流進(jìn)行電解，發(fā)生以下反應(yīng)：

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陽極2II2+2e陰極2H+＋2eH2

工作陰極置于隔離室（玻璃套管）內(nèi)，套管底部有一微孔陶瓷芯，以保持隔離室內(nèi)外的電路暢通，這樣的裝置避免了陰極反應(yīng)對(duì)測(cè)定的干擾。陽極產(chǎn)物I2與Na2S2O3溶液發(fā)生作用：

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I2＋2S2O32S4O62＋2I

由于上述反應(yīng)，在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)之前溶液中沒有過量的I2，不存在可逆電對(duì)，因而兩個(gè)鉑指示電極回路中無電流通過，當(dāng)繼續(xù)電解，產(chǎn)生的I2全部與的Na2S2O3作用完畢，稍過量的I2即可與I－離

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子形成I2／2I可逆電對(duì)，此時(shí)在指示電極上發(fā)生以下電極反應(yīng)：

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指示陽極2II2+2e

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指示陰極I2+2e2I

由于在兩個(gè)指示電極之間保持一個(gè)很小的電位差（約200mV），所以此時(shí)在指示電極回路中馬上出現(xiàn)電流的突躍，以指示終點(diǎn)的到達(dá)。

正式滴定前，需進(jìn)行預(yù)電解，以清除系統(tǒng)內(nèi)還原性干擾物質(zhì)，提高標(biāo)定的確鑿度。

化學(xué)分析法所用的標(biāo)準(zhǔn)溶液大部分是借助于另一種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作基準(zhǔn)，而基準(zhǔn)物的純度、使用前的預(yù)處理（如烘干、保干或保濕）、稱量的確鑿度、以及滴定時(shí)對(duì)終點(diǎn)顏色變化的目視觀測(cè)等等，無疑對(duì)標(biāo)定的結(jié)果都有重要影響。利用庫侖滴定法通過電解產(chǎn)生純物質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)，不但能對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定，而且由于利用近代電子技術(shù)可以獲得十分穩(wěn)定而精度很高的恒電流，同時(shí)，電解時(shí)間也易確切記錄，因此可以不必使用基準(zhǔn)物質(zhì)，而可避免上述以基準(zhǔn)物標(biāo)定時(shí)可能引入的分析誤差，提高標(biāo)定的確鑿度。如對(duì)Na2S2O3、KMnO4、KIO3和亞砷酸等標(biāo)準(zhǔn)溶液，都可采用庫侖滴定法進(jìn)行標(biāo)定。

三、儀器與試劑1．儀器：

1）ZDJ-5型自動(dòng)滴定儀

2）250ml的容量瓶、50ml的容量瓶、刻度移液管、量筒、燒杯等2．試劑：

1）電解液0.1mol∕LKI＋1mol∕LH2SO42）待測(cè)Na2S2O3溶液：約0.005mol/L四、試驗(yàn)步驟1．儀器準(zhǔn)備

接通電源，開啟儀器預(yù)熱10min。將電解池清洗清白，量取碘化鉀電解液70mL置于電解池中，放入攪拌磁子，將電解池放在電磁攪拌器上。

2．將電極系統(tǒng)裝在電解池上（注意鉑片要完全浸入試液中），在鉑絲陰極隔離管中用滴管注入電解液至管的2／3部位。鉑片電極接“陽極〞（紅線），隔離管中鉑絲電極接“陰極〞（黑線），切勿接錯(cuò)！啟動(dòng)攪拌器，將指示電極連線夾頭接在另一對(duì)鉑電極的引出線上。注意使隔離管內(nèi)的液面略高于電解池中的液面。3．“量程選擇〞置10mA檔，“工作∕中止〞開關(guān)置工作狀態(tài)，按下和琴鍵開關(guān)；

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按下按鍵，微安表指針應(yīng)在20，如不符，調(diào)理“補(bǔ)償極化電位〞旋鈕，使其達(dá)到要求，彈起按鍵。

4．電解池中滴入幾滴Na2S2O3溶液，按下按鍵，再按按鈕，電解即開始。觀測(cè)數(shù)碼管顯示的消耗電量數(shù)值。當(dāng)終點(diǎn)指示燈亮，電解中止，數(shù)碼顯示的電量即為此次電解所消耗的電量毫庫侖數(shù)。彈起按鍵，再滴加1～2滴Na2S2O3溶液，按下按鍵，按按鈕開始電解，“終點(diǎn)指示燈〞亮，終點(diǎn)到。為能熟悉終點(diǎn)的判斷，可如此反復(fù)練習(xí)幾次。

5．確鑿移取待測(cè)Na2S2O3溶液1.00mL置于上述電解池中，按下按鍵，按按鈕開始電解，“終點(diǎn)指示燈〞亮，終點(diǎn)到。記錄下來電解庫侖值（mQ）。彈起按鍵，再參與1.00mLNa2S2O3溶液，按下按鍵，按按鈕，同樣步驟測(cè)定。重復(fù)試驗(yàn)4～5次。電解液可反復(fù)使用屢屢，不必更換；若電解池中溶液過多，可倒去部分后，繼續(xù)使用。6．關(guān)閉儀器電源，拆除電極接線，洗凈電解池及電極（注意清洗鉑絲陰極隔離管），并注入蒸餾水，留待下組同學(xué)使用。五、數(shù)據(jù)處理

根據(jù)幾次測(cè)量的結(jié)果，用三次誤差較小的數(shù)據(jù)算出毫庫侖的平均值。按法拉第定律計(jì)算Na2S2O3溶液的濃度（mol∕L）。六、問題探討

1．結(jié)合本試驗(yàn)，說明用庫侖法標(biāo)定溶液濃度的基本原理，并與化學(xué)分析中的標(biāo)定方法相比較，本法有何優(yōu)點(diǎn)？

2．根據(jù)本試驗(yàn)，你認(rèn)為應(yīng)從那幾方面著手，提高標(biāo)定的確鑿度？3．為什么正式標(biāo)定前要進(jìn)行預(yù)電解？

本試驗(yàn)采用通用庫侖儀進(jìn)行測(cè)定，其工作原理是：

1．終點(diǎn)方式選擇控制電路：指示電極由用戶自己選用，其中有一鉑片，電位法和電流法指示時(shí)共用，面板設(shè)有“電位、電流〞“上升、下降〞琴鍵開關(guān)，任用戶根據(jù)需要選擇。指示電極的信號(hào)經(jīng)過微電流放大器或者微電壓放大器進(jìn)行放大，放大器是采用高輸入阻抗的運(yùn)算放大器，極化電流可以調(diào)理并指示，然后經(jīng)微分電路輸出一脈沖信號(hào)到觸發(fā)電路，再推動(dòng)開關(guān)執(zhí)行電路去帶動(dòng)繼電器使電解回路吸合、釋放。

2．電解電流變換電路：由電壓源，隔離電路及跟隨電路組成。電解電流大小可通過變換射極電阻大小獲得，電解電流共有5mA、10mA、50mA三檔，由于電解回路與指示回路的電流是分開的，故不會(huì)產(chǎn)生電解對(duì)指示的干擾，電解電極的極電壓最大不超過15伏。

3．電量積算電路：該電路包括電流采樣電路、V－f轉(zhuǎn)換電路及整型電路、分頻電路等組成部分。由于V－f轉(zhuǎn)換電路采用高精度，穩(wěn)定度好的集成轉(zhuǎn)換電路，所以積分精度可達(dá)0.2～