四氧化三铅组成的测定方法研究

四氧化三铅组成的测定 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 研究 第27卷第6期 2OO7年12月 上饶师范学院 JOURNALOFSHANGRAONORMALCOLLEGE Vo1.27,No.6 Dec.20? 四氧化三铅组成的测定方法研究 童吉灶,王钊 (上饶师范学院,江西上饶334001) 摘要:本研究对《无机化学实验》教材中”四氧化三铅组成的测定”实验的方法和数据进行了探讨和改进,避 免了教师准备实验和学生实验课中难以得到正确结果,容易导致实验失败的缺陷,提出了一个对教师和学生都容 易获得正确结果的四氧化三铅组成测定的新方法. 关键词:无机化学实验;四氧化三铅;二氧化铅;组成;测定方法 中图分类号:O614.43文献标识码:A文章编号:1004—2237(20cr7)o6—0031—04 四氧化三铅,是一种重要的无机化工原料.俗称红色氧化铅;铅丹;红丹;红铅.化学式Pb304,式量 685.57.橙红色晶体或粉末,密度9.1g?cm一,不溶于水和醇.四氧化三铅中,有2/3的铅氧化数为+2,1/3 的铅氧化数为+4,化学式可写作2PbO?Pbo2.根据结构应属于铅酸二价铅盐(Pb2[PbO4]). 四氧化三铅组成的测定是大学无机化学实验课程中的一个典型的综合性实验,该实验除了训练学生必 要的实验基本操作,基本技能外,还具有综合性和 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 性实验的特点,有助于培养学生的动手能力和解决实 际问题能力. 目前,大学无机化学实验课程多采用北京师范大学等校无机化学教研室编写的《无机化学实验》作为教 材.其中实验”四氧化三铅组成的测定”的原理如下: Pb304与HNO3反应生成PbO2,固体的颜色就会由红色变成棕黑色: Pb304+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O 用六亚甲基四胺控制溶液的pH为5—6,以二甲酚橙作指示剂,用EDTA标准溶液滴定上述混合溶液, 定量测定上述溶液中的pb2离子: pb2EDTA4一:PbEDTA2一 Pbo2是很强的氧化剂,在酸性溶液中,它能定量地氧化溶液中的I一: Pb0+4I一+4HAc=PbI2,}+I2+2H20+4Ac一 因此可以用碘量法测定四氧化三铅溶解后所生成的Pb02. I2+2Na~S203=2NaI+Na2s4O6. 反应中生成的黄色碘化铅沉淀对碘量法滴定终点的影响,使用醋酸和醋酸钠的混合溶液进行消 除[1,2,3l. 收稿日期:20o7一o4—26 作者简介:童吉灶,(1958一),男,江西玉山人,教授,硕士,主要研究方向为无机合成化学. 32上饶师范学院2007(第27卷) Pbh(s)+2Ae一=Pb(Ae)2+2I一 文献[1]中使用的方法和数据存在以下的缺陷:在使用碘量法测定PbO2含量时,反应中生成的Pbh黄色 沉淀严重影响滴定终点观测,文献[1]中提供的掩蔽方法是加入醋酸和醋酸钠(1:1)的混合溶液,让Pbh和 Ac一反应,生成配合物Pb(Ac)而去除干扰.但因为没有提供醋酸和醋酸钠(1:1)混合溶液的浓度数据,使得 教师和学生在实验中往往因为醋酸和醋酸钠的混合溶液的浓度太低而导致实验失败.另外,如醋酸钠浓度 太大,又将导致碘单质在碱性介质中的歧化,溶液中的离子强度也会发生变化,使实验的误差增大.文献[1] 中提供的硫代硫酸钠标准溶液和EDTA标准溶液的浓度太低,也给实验带来误差.本研究尝试对上述实验 的方法以及数据进行探讨并做出改进,以得到一种教师和学生都容 易获得正确结果的四氧化三铅组成测定 的方法. 1实验部分 1.1主要仪器和药品 电子分析天平(上海第二天平厂) 恒温干燥箱(DHG一9076型上海恒温干燥箱厂) 碘量瓶及锥形瓶(25OIl11) 酸式滴定管,碱式滴定管(50n~) 四氧化三铅(A.R.)上海化学试剂采购供应站 碘化钾(A.R.)温州市试剂化工厂 EDTA标准溶液(0.01mol?dm,,0.1mol?dm) Na2SuO3标准溶液(O.01mol?dm,,0.1mol?dm) HAe—Nahe(摩尔比1:1)混合液 六亚甲基四胺(20%). 1.2实验. 1.2.1Pb3O4的分解 用差量法准确称量干燥Pb3O4固体O.5g,把它置于50ml小烧杯中,加2ml6mol?dm-3HNO3溶液,用玻璃 棒搅拌,使之充分反应,可以看到由红色Pb3O4固体变为棕黑色的PbO2.接着减压抽滤将反应产物进行固液 分离,用蒸馏水少量多次洗涤,保留滤液和固体供下面实验用. 1.2.2PbO含量的测定 上述滤液全部转移至锥形瓶内,加入46滴二甲酚橙指示剂,逐滴加入1:1的氨水至溶液由黄色变为 橙色,加入六亚甲基四胺(20%)至溶液呈稳定的紫红色(或橙红色),再加过量六亚甲基四胺5ml,PH试纸检 验溶液PH值(应为56),然后以EDTA标准溶液滴定溶液由紫红色变为亮黄色时为终点,记下EDTA消耗 量. 1.2.3PbO2含量的测定(用HAe—Nahc混合液) 上述实验得到的固体PbO2同滤纸一并置于另一锥形瓶(或碘量瓶)中,加入30mlHAe—Nahc(1:1)混合 液,再加入0.8gKI固体,摇荡锥瓶使Pb02与I<I全部反应而溶解,得到透明棕色溶液.用N~2Su03标准溶液 滴定至溶液为淡黄色,加入lml2%的淀粉指示剂,继续滴定至溶液蓝色刚消失为止,记下Na2SuO3标准溶液 的消耗量…1.’ 1.2.4PbO2含量的测定(用EDTA溶液) 其他操作同上,用20mlEDTA溶液代替30mlHAe—Nahe(1:1)混合液,重复上述1.2.3实验操作. 2结果与讨论 2.1HAe—Nahe混合液的浓度对实验结果的影响 第6期童吉灶,王钊:四氧化三铅组成的测定方法研究33 固定其他实验条件不变,改变HAc—NaAc(1:1)混合液的浓度,结果见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 2—1.由表2—1可知,当HAc — NaAc(1:1)混合液的浓度低于0.5mol?dm时,由于反应中生成的黄色固体碘化铅没有被全部溶解,严重 干扰碘量法的滴定终点,用碘量法做PbO2含量测定基本上无法进行,得不到正确的实验结果.原因主要在 于以下反应的平衡常数K很小,只有1.7X10,. PbI2(.)+2Ac一=Pb(Ac)2+2I一 反应的平衡常数【JK=p(PhI2)×Kf(eb(A)2)=8.49×10一×2.0×lO3=1.7×10一 所以要使平衡右移,把反应中生成的碘化铅固体全部溶解,就要求反应物中Ac一的物质的量应大大地过 量.实验表明只有当HAc—NaAc(1:1)混合液的浓度大于(或等于)0.5tool?dm,,此时,Ac一物质的量大于碘 化铅物质的量20倍时,才能满足实验的要求.本实验中,实验结果要求PbO/PbO2的摩尔比为2?0.05; Pb304在试样中的含量大于或等于95%为合格.实际上在实验中HAc—NaAc(1:1)混合液的浓度控制在0. 5mol?dmI3就能满足实验要求. 表2—1HAc—NaAc(1i1)混合液的浓度对实验结果的影响 2.2用EDTA溶液代替HAc—NaAc混合液 上述实验使用HAc—NaAc(1:1)混合液来溶解反应中产生的固体碘化铅,以消除对碘量法滴定终点的干 扰.但教材中没有指定HAc—NaAc(1:1)混合液浓度,因此很多时候,教师和学生实验都会因HAc—NaAc(1: 1)混合液浓度太低,而导致实验失败.使用tLa_c—NaAc(1:1)混合液与碘化铅反应时,因反应的平衡常数很 小,反应在热力学上进行的趋势较小,要使平衡右移,即溶解全部的固体碘化铅,需要加大反应物Ac一的物质 的量,在HAc—NaAc(1:1)混合液的浓度大于(或等于)0.5mol?dm后才能实现.但NaAc溶液浓度增大后, 容易导致单质碘发生歧化反应,同时HAc—NaAc(1:1)混合液浓度的增大也改变了溶液中的离子强度,给实 验引入了误差.为避免上述缺陷,笔者用20mlEDTA溶液代替30mlHAc—NaAc(1:1)混合液,其他操作同上, 做对二氧化铅测定的实验,结果见表2—2.由表2—2可知,用20mlEDTA溶液代替30mlHAc—NaAc(1:1)混 合液,当EDTA溶液浓度达到0.05mol?dm-3(EDTA物质的量稍过量)时,可实现反应产生的所有固体碘化铅 被EDTA络合溶解,固体碘化铅对碘量法测定终点的干扰完全消除,实验结果正常,完全符合实验要求. PbI2(.1+EDTA4一=Pb(EDTA)一+2I一 该反应的平衡常数很大[.K=I<sp(PhI2)×Kf(eb(E吣)2一)=8.49×10 一×1.01×10=8.5×1O9 表2—2用EDTA溶液代替HAe—NaAe混合液 2.3标准溶液浓度对实验结果的影晌 34上饶师范学院2OO7(第27卷) 上述实验中,按文献[1]要求,EDTA和?s203标准溶液浓度均为0.01tool?dm-3测定氧化铅和二氧化铅含 量时,用标准溶液滴定时要消耗的标准溶液体积约为140ml左右,对于分析实验,滴定时使用的标准溶液体积偏 大,浓度偏低,易产生较大的实验误差.本研究将两种标准溶液的浓度提高到0.10rnol?dm-3结果见表2—3和 表2—4.由表2—3和表2—4可知,使用该浓度的标准溶液进行氧化铅和二氧化铅含量测定,完全符合实验要 求.测定实验中使用的EDTA和Na2S203标准溶液浓度最后为0.03mol?dm-3(使用50ml滴定管). 表2—3标准溶液浓度对实验结果的影响 3结论 本文通过对四氧化三铅组成测定方法的探讨,改进了文献[1]中使用的测定方法和数据存在的缺陷;确 定了测定实验中使用的HAc—NaAc(1:1)昆合液浓度应大于0.5mol?dm-3;EDTA和N~2S2Os两种标准溶液的 浓度应改为0.03mol?dm,.同时也提出了经改进的四氧化三铅组成 测定的新方法:即用2Oral0.05tool?dm-3 的EDTA溶液代替文献[1]中的30mlHAc—NaAc(1:1)混合液,同时将 EDTA和Na2S2o3两种标准溶液的浓度 改为0.03mol?dm,.这种新测定方法可使四氧化三铅组成测定操作 更简单,也更容易获得准确结果. 参考文献: [1]北京师范大学元机化学教研室,等.元机化学实验(第三版)[M].北 京:高等教育出版社,2002. [2]沙艳梅,赵学沛,等.容量法测定铅丹中四氧化三铅[J].岩矿测 试,2003,22(3):231—234. [3]张馨,龙云飞,李大塘.连续滴定法测定Pho,的组成[J].大学化 学,2004,19(2):45—46. [4]北京师范大学无机化学教研室,等.无机化学(第四版)[M].北京:高 等教育出版社,2002. StudyonMethodsforDeterminationofCompositionsofLeadTetroxide TONGJi-ZSO,VNGZhao (ShangraoNormalCollege,SlmngraoJian:334001,China) Abstract:ThispaperhasstudiedthemethodsfordeterminationofeomposifiomofRedlead(IJeadtetroxide)proddedinbook:inor- ganicc~stryexperiments.Aftermlprovedonthemethodanditsdata,putforwardanewmetlr~forthisexperiment.Ac(蜘illg tothisflewmethod,correctresultofthisexperimentcallbeobtainedeasily. KeyWords:In0珞 cc~stryexperiments;redlead(1eadtetmxide);leaddioxide;eompodtiom;meth odfordett~lltion