自動電位滴定法標(biāo)定硫酸鈰溶液和測定硫酸亞鐵片中鐵含量

自動電位滴定法標(biāo)定硫酸鈰溶液和測定硫酸亞鐵片中鐵含量伍建君;汪嚴(yán);楊孝容【摘要】Automaticpotentiometrictitrationmethod(APTM)wasappliedtothecalibrationofcericsulfatesolutionandferruminferroussulfatetabletswasdeterminedbyAPTM.Theend-pointoftitrationwasmeasuredwithpotentialjumpbyAPTM.ValueofRSD(n=5)foundwas0.070%forcalibrationofcericsulfatewithsodiumoxalatesolutionattemperaturesbetween45°Cand50°C.Aferroussulfatetabletwasdissolvedwith0.01mol-L-1sulfuricacidsolution(30mL)andtitrateddirectlywithcericsulfatesolutionfordeterminationofferrum.Theproposedmethodwasappliedintheanalysisofsamplesofferroussulfatetablets,givingvaluesofrecoveryof100%andRSD's(n=5)intherangeof1.2%-2.6%.%采用自動電位滴定法標(biāo)定硫酸鈰溶液，并進(jìn)行硫酸亞鐵片中鐵含量的測定。自動電位滴定法以電位突躍監(jiān)測終點(diǎn)，在45C~50C之間，以草酸鈉溶液標(biāo)定硫酸鈰溶液，測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)為0.070%。取硫酸亞鐵片1片用0.01mol-L-1硫酸溶液30mL溶解，直接用硫酸鈰溶液滴定測定鐵含量。方法用于硫酸亞鐵片樣品分析，回收率為100%,測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)在1.2%~2.6%之間?！酒诳Q】《理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊》【年(卷)，期】2014(000)011【總頁數(shù)】4頁(P1386-1389)【關(guān)鍵詞】自動電位滴定法;硫酸鈰;硫酸亞鐵片;鐵【作者】伍建君;汪嚴(yán);楊孝容【作者單位】樂山師范學(xué)院化學(xué)學(xué)院，樂山614004;樂山師范學(xué)院化學(xué)學(xué)院，樂山614004;樂山師范學(xué)院化學(xué)學(xué)院，樂山614004【正文語種】中文【中圖分類】O657.1硫酸鈰作為一種強(qiáng)氧化性試劑，可用于測定鐵［1-4］、銻［5-7］、碑［8］和鈦［9］等。硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定常成為討論的問題［10-13］，文獻(xiàn)［10］中比較了《中國獸藥典》（CVP）、《美國藥典》（USP）、《英國藥典》（BP）和《日本藥局方》（JP）標(biāo)定硫酸鈰所用基準(zhǔn)物質(zhì)和終點(diǎn)判斷的異同，在相應(yīng)藥典中，都存在一定局限，如基準(zhǔn)物質(zhì)三氧化二碑有劇毒、自身指示劑終點(diǎn)變色不敏銳、間接碘量法操作較繁瑣等。文獻(xiàn)［1］中處理硫酸亞鐵片測定鐵的含量，方法比較復(fù)雜。文獻(xiàn)［11］中報(bào)道了采用電位法標(biāo)定硫酸鈰溶液，以草酸鈉為基準(zhǔn)物質(zhì)，標(biāo)定分兩步操作，較繁瑣。用電位滴定法以草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液直接標(biāo)定硫酸鈰溶液未見報(bào)道，該方法只需用自動電位滴定儀或酸度計(jì)記錄電位的變化，儀器價(jià)格便宜，使用簡單，操作方便，終點(diǎn)突躍明顯。本工作采用硫酸溶液溶解硫酸亞鐵片，用硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定，樣品不需作定容和過濾處理。1試驗(yàn)部分1.1儀器與試劑ZDJ-5型自動滴定儀（電位測量單元）；FC204型電子天平；213-01型鉑電極為指示電極；212型飽和甘汞電極為參比電極；7-818-B-6型溫度電極指示溶液溫度。硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.05mol?L-1,稱取四水硫酸鈰20g，按文獻(xiàn)［13］方法配制，稀釋至1L。室溫保存，待標(biāo)定。草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.02502mol-L-1，稱取草酸鈉（在105°C烘2h后置于干燥器中冷卻）3.3531g于小燒杯中，用水溶解并定容至1L容量瓶中，混勻。試劑均為分析純，試驗(yàn)用水為蒸餾水。1.2試驗(yàn)方法1.2.1硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定用飽和甘汞電極作參比電極，鉑電極作指示電極，連接并啟動自動滴定儀，用0.02502mol?L-1草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液清洗滴定管路。移取硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00mL于滴定杯中，加熱至45C~50C開始滴定，自動記錄E-V曲線和一次微分曲線，儀器自動識別終點(diǎn)，平行測定3次以上。根據(jù)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)所消耗草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，按式（1）計(jì)算硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度：式中：VNa2C2O4為消耗草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL;cCe（SO4）2為硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol?L-1;0.02502為草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol?L-1;25.00為硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL;2為換算系數(shù)。1.2.2硫酸亞鐵片中鐵含量的測定隨機(jī)取1片硫酸亞鐵片于滴定杯中，直接加入0.01mol?L-1硫酸溶液30mL，用玻璃棒將硫酸亞鐵片壓碎，用少量水沖洗玻璃棒。用飽和甘汞電極作參比電極，鉑電極作指示電極，用硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，自動記錄E-V曲線和一次微分曲線，儀器自動識別終點(diǎn)，平行測定5次或以上。按式（2）計(jì)算樣品中鐵的含量：式中：w為鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%;cCe（SO4）2為硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol?L-1;VCe(SO4)2為消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL;55.85為鐵的摩爾質(zhì)量，g-mol-1;60為硫酸亞鐵片中鐵的標(biāo)示量，mg。2結(jié)果與討論2.1硫酸鈰溶液標(biāo)定的滴定方向2.1.1硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液移取草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL于滴定杯中，分別向滴定杯中不加和加入3mol-L-1硫酸溶液4mL,加熱上述溶液至45OC~50OC，用硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液清洗管路，其余按硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定方法進(jìn)行操作，平行測定5次，滴定曲線見圖1。圖1硫酸鈰溶液滴定草酸鈉溶液的滴定曲線Fig.1Titrationcurveofcericsulfatesolutiontitrationwithsodiumoxalatesolution由圖1可知：終點(diǎn)1時(shí)消耗硫酸鈰溶液20.548mL，電位為583.9mV;終點(diǎn)2時(shí)消耗硫酸鈰溶液20.968mL，電位為640.5mV；終點(diǎn)3時(shí)消耗硫酸鈰溶液21.414mL，電位為698.4mV；終點(diǎn)4時(shí)消耗硫酸鈰溶液22.490mL,電位為913.1mV。用硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，不加硫酸溶液時(shí)，硫酸鈰的黃色消失很慢，并有沉淀生成；加入3mol?L-1硫酸溶液4mL,反應(yīng)速率加快，并無沉淀產(chǎn)生。但電位達(dá)到穩(wěn)定所需時(shí)間均較長，終點(diǎn)附近滴定曲線波動明顯。計(jì)算得硫酸鈰溶液的濃度為0.04447mol?L-1，測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.16%。2.1.2草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液按硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定方法進(jìn)行操作，平行測定5次，滴定曲線見圖2。由圖2可知：終點(diǎn)1時(shí)消耗草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液22.220mL，電位為877.5mV。用草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定硫酸鈰溶液時(shí)，不補(bǔ)加硫酸溶液，反應(yīng)速率也較快，電位穩(wěn)定所需時(shí)間短，滴定曲線光滑，終點(diǎn)突躍明顯。計(jì)算得硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.04449mol?L-1,RSD為0.070%。圖2草酸鈉溶液滴定硫酸鈰溶液的滴定曲線Fig.2Titrationcurveofsodiumoxalatesolutiontitrationwithcericsulfatesolution由上述結(jié)果可知：用自動滴定儀標(biāo)定硫酸鈰溶液的濃度，精密度良好，不同滴定順序的標(biāo)定結(jié)果無明顯差異。因草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定硫酸鈰溶液時(shí)，所需時(shí)間短，滴定曲線光滑，終點(diǎn)突躍明顯。試驗(yàn)選擇用草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定硫酸鈰溶液。2.2標(biāo)定溫度的選擇由于飽和甘汞電極的使用溫度不得超過70°C,試驗(yàn)考察了硫酸鈰溶液的起始溫度分別為35°C,40°C,45°C,50°C,55°C,60°C時(shí)對標(biāo)定結(jié)果和反應(yīng)速率的影響，方法按硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定方法進(jìn)行操作。結(jié)果表明：起始溫度為40C~60C時(shí)，標(biāo)定結(jié)果無明顯差異，試驗(yàn)選擇標(biāo)定的起始溫度控制在45°C~50°C之間。2.3硫酸溶液濃度的選擇稱取七水硫酸亞鐵3.4g，分別用0.0005,0.001,0.005,0.01,0.1mol-L-1的硫酸溶液溶解后轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中，并用相應(yīng)濃度的硫酸溶液定容，F(xiàn)e2+的濃度約為0.05mol-L-1。分別移取硫酸亞鐵溶液20.00mL于滴定杯中，其余按1.2.2節(jié)測定方法進(jìn)行操作，同時(shí)觀察剩余硫酸亞鐵溶液在放置過程中的變化。結(jié)果表明：用0.0005~0.1mol?L-1硫酸溶液配制硫酸亞鐵溶液，測得鐵含量無明顯差異，但用0.0005mol?L-1硫酸溶液配制的硫酸亞鐵溶液，在放置2h后能觀察到渾濁的跡象，而用另外4種濃度的硫酸溶液配制的溶液，放置24h后溶液澄清透明較穩(wěn)定。試驗(yàn)選擇用0.01mol?L-1硫酸溶液溶解硫酸亞鐵片。2.4樣品分析和加標(biāo)回收試驗(yàn)按試驗(yàn)方法測定硫酸亞鐵片（批號110801,111204和130306；標(biāo)示量以鐵計(jì)，60mg?片-1）中鐵含量，終點(diǎn)1為樣品測定的終點(diǎn)，到終點(diǎn)1后再加入硫酸亞鐵溶液20.00mL測定加標(biāo)回收率，終點(diǎn)2為加標(biāo)后終點(diǎn)；同時(shí)用20.00mL硫酸亞鐵溶液做空白試驗(yàn)，根據(jù)終點(diǎn)1和終點(diǎn)2之間消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積和空白試驗(yàn)消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積計(jì)算加標(biāo)回收率。滴定曲線見圖3，結(jié)果見表1。圖3硫酸亞鐵片和加標(biāo)回收的滴定曲線Fig.3Titrationcurveofferroussulfatetabletsandstandardaddition表1樣品分析結(jié)果(n=5)Tab.1Analyticalresultsofsamples圖3中終點(diǎn)1時(shí)消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液26.476mL，電位為735.0mV;終點(diǎn)2時(shí)消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液51.210mL，電位為746.5mV。由表1可知：3批樣品的測定值在98.73%~100.7%之間，符合文獻(xiàn)[1]標(biāo)示量在95.0%~110.0%之間的質(zhì)量要求，樣品測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)在1.2%~2.6%之間，說明樣品的均一性良好；其中2個(gè)樣品回收試驗(yàn)的平均回收率為100%且RSD小于0.2%，說明方法準(zhǔn)確可靠，未過濾的不溶物對測定無干擾。本工作采用自動電位滴定法，反應(yīng)速率快，終點(diǎn)突躍明顯；用硫酸溶液溶解硫酸亞鐵片，直接用硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定測定鐵含量，無需稱量、定容和過濾等操作，方法簡便，且方法的精密度和準(zhǔn)確度較高。該方法所用儀器簡單，易于推廣和普及。參考文獻(xiàn)：[1]國家藥典委員會編.中華人民共和國藥典(第二部)[M].北京：中國醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社，2010.[2]符永際.鋁片還原-硫酸鈰無汞滴定法測定鐵礦石中全鐵的改進(jìn)[J].礦業(yè)工程研究，2011,26(1):41-43.董亦斌，束嘉秀，王素萍.硫酸鈰滴定法測定鐵礦中鐵[J].冶金分析，2003,23(3):57-58.劉夢琴，李又紅，馮泳蘭，等.亞硫酸鈉-硫酸鈰滴定法測鐵及小型化實(shí)驗(yàn)探討[J].大學(xué)化學(xué)，2006,21(6):37-40.[5]陳忠書.硫酸鈰滴定法快速測定銻礦石中銻[J].貴州化工，2008,33(3):33-34.[6]王津，戴鳳英.連續(xù)滴定法測定礦石及合金中碑銻含量[J].材料研究與應(yīng)用，,1(3):242-244.[7]馮麗瓊，金曉峰，陳兵，等.硫酸鈰容量法測定礦渣中銻含量[J].云南冶金，2011,40(3):66-67.[8]黃薇.硫酸鈰滴定法測定白碑中三氧化二碑含量[J].錫業(yè)科技，2001,2(4):12-16.[9]邱林友，邱然.硫酸鈰滴定法連續(xù)測定鈦鐵礦中的二氧化鈦和總鐵[J].遼東學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011,18(1):10-12.[10]胡永萍，徐克功.關(guān)