[目的要求]

1、了解恒電流庫侖法的基本原理。

2、掌握庫侖滴定的基本原理和實驗操作。

3、學(xué)習(xí)恒電流庫侖滴定中終點(diǎn)指示法。

[基本原理]

庫侖滴定法是建立在控制電流電解過程基礎(chǔ)上的一種相當(dāng)準(zhǔn)確而靈敏的分析方法，可用于微量分析及痕量物質(zhì)的測定。與待測物質(zhì)起定量反應(yīng)的“滴定劑”由恒電流電解在試液內(nèi)部產(chǎn)生。庫侖滴定終點(diǎn)借指示劑或電化學(xué)方法指示。按法拉第定律算出反應(yīng)中消耗“滴定劑”的量，從而計算出砷的含量。

本實驗用雙鉑片電極在恒定電流下進(jìn)行電解，在鉑陽極上KI中的I－可以氧化成I2。

在陽極    2I－→I2＋2e

在陰極    2H＋＋2e→H2↑

在陽極上析出的I2是個氧化劑，可以氧化溶液中的As(III)，此化學(xué)反應(yīng)為：

I2＋AsO33－＋H2O → AsO43－＋2I－＋2H＋

滴定終點(diǎn)可以用淀粉的方法指示，即產(chǎn)生過量的碘時，能使有淀粉的溶液出現(xiàn)藍(lán)色。也可用電流—上升的方法（死停法），即終點(diǎn)出現(xiàn)電流的突躍。

滴定中所消耗I2的量，可以從電解析出I2所消耗的電量來計算，電量Q可以由電解時恒定電流I和電解時間t來求得：Q＝I×t  （安培×秒）

本實驗中，電量可以從KLT-1型通用庫侖儀的數(shù)碼管上直接讀出。

砷的含量可由下式求得：

式中M為砷的原子量74.92，n為砷的電子轉(zhuǎn)移數(shù)。

I2與AsO33－的反應(yīng)是可逆的，當(dāng)酸度在4 mol/L以上時，反應(yīng)定量向左進(jìn)行，即H2AsO4氧化I－；當(dāng)pH>9時，I2發(fā)生岐化反應(yīng)，從而影響反應(yīng)的計量關(guān)系。故在本實驗中采用NaH2PO4-NaOH緩沖體系來維持電解液的pH在7~8之間，使反應(yīng)定量地向右進(jìn)行。即I2定量的氧化H3AsO3。水中溶解的氧也可以氧化I－為I2，從而使結(jié)果偏低。故在標(biāo)準(zhǔn)度要求較高的滴定中，須要采取除氧措施。為了避免陰極上產(chǎn)生的H2的還原作用，應(yīng)當(dāng)采用隔離裝置。

[儀器與試劑]

KLT-1型通用庫侖儀；10 mL量筒；0.5 mL、5 mL移液管

試劑：（1）磷酸緩沖溶液：稱取7.8 g NaH2PO4·2H2O和2 g NaOH，用去離子水溶解并稀釋至250 mL（0.2 mol/L NaH2PO4 ； 0.2 mol/L NaOH）。

（2）0.2 mol/L 碘化鉀溶液：稱取8.3 g KI，溶于250 mL去離子水中即得。

（3）砷標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取0.6600 g As2O3，以少量去離子水潤濕，加入NaOH溶液攪拌溶解，稀釋至80~90 mL。用少量H3PO4中和至溶液近于pH 7，然后轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中稀釋至刻度，搖勻。此溶液濃度為砷5.00 mg/mL，使用時可進(jìn)一步稀至500 μg/mL。

[實驗步驟]

1、調(diào)好通用庫侖儀；

2、開啟電源開關(guān)預(yù)熱半個小時；

3、取10 mL 0.2 mol/L KI，10 mL 0.2 mol/L 磷酸緩沖溶液，放于電解池中，加入20 mL蒸餾水，加入含砷水樣5.00 mL，將電極全部浸沒在溶液中。

4、終點(diǎn)指示選擇電流—上升

5．按下電解按鈕，燈滅，開始電解。數(shù)碼管上開始記錄毫庫侖數(shù)。

6、電解完畢后，記下所消耗的毫庫侖數(shù)。

7、再在此電解液中加入5.00 mL含砷水樣，再做一次電解得到第二個毫庫侖數(shù)，如此重復(fù)4次，得到4個毫庫侖數(shù)。

8、舍去*次的數(shù)據(jù)，取后三個的平均值，計算水樣中的As量。以As mg/mL，或As2O3 mg/mL 表示。

[數(shù)據(jù)處理]