陸志發(fā)，盧 俊

（廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧530001）

二苯胺磺酸鈉指示劑終點(diǎn)顏色變化的探討

陸志發(fā)，盧 俊

（廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧530001）

以二苯胺磺酸鈉作指示劑的重鉻酸鉀測(cè)定法是一種常用的容量分析法，主要用來測(cè)定樣品中鐵的含量，但在測(cè)定時(shí)，有時(shí)終點(diǎn)顏色得不到正常的紫色，而是出現(xiàn)墨黑色。文章對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行了探討并提出了一些解決方案。

二苯胺磺酸鈉；重鉻酸鉀法；終點(diǎn)顏色

在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)際生產(chǎn)化驗(yàn)中，重鉻酸鉀測(cè)定法是一種較常用的容量分析方法，主要用來測(cè)定亞鐵鹽、鐵礦石或合金中鐵的含量［1～3］。如測(cè)定鐵粉中鐵的含量時(shí)，先將含鐵試樣用鹽酸溶解，使鐵轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹苄缘模跢eCl4］－或［FeCl6］3－，然后用SnCl2將Fe3＋還原為Fe2＋，用HgCl2除去過量的SnCl2，在硫酸和磷酸的混合酸介質(zhì)中，以二苯胺磺酸鈉作指示劑，用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫色，即為終點(diǎn)。在這實(shí)驗(yàn)過程中，有時(shí)得不到正常的紫色溶液，而是出現(xiàn)墨黑色溶液。這是什么原因?qū)е碌?？是指示劑被氧化為別的物質(zhì)了呢，還是終點(diǎn)時(shí)氧化還原電位發(fā)生了變化？對(duì)此現(xiàn)象，我們進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

1 材料與方法

1．1 原理

在硫酸和磷酸的混合酸介質(zhì)中，亞鐵銨礬中的二價(jià)鐵離子可利用重鉻酸鉀法測(cè)定。

6Fe2＋＋Cr2O72－＋14H＋＝6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O

以二苯胺磺酸鈉作指示劑，正常情況下，滴定至溶液呈紫色為終點(diǎn)［4］。

1．2 儀器與試劑

ZD-2A型自動(dòng)電位滴定儀，232型飽和甘汞電極；217型鉑電極。

硫磷混合酸（1＋1）：邊攪拌邊將150mL硫酸（1．84g·L－1）慢慢注入700mL水中，加150mL磷酸（1．7 g·L－1）混勻。

硫酸亞鐵銨溶液c［（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O］＝0．10mol·L－1： 稱取19．70g硫酸亞鐵銨溶解于硫酸（5＋95）中稀釋至1000mL，混勻。

重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液c（1／6K2Cr2O7）＝0．05000、0．1000、0．2000mol·L－1：按標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法制備。

二苯胺磺酸鈉（C6H5NHC6H4SO3Na）溶液，2g·L－1。

實(shí)驗(yàn)用水均為去離子水。

1．3 方法

移取10．00mL硫酸亞鐵銨溶液于100mL燒杯中，加入20mL硫磷酸混合酸，加水稀釋至50mL左右，滴加4～6滴二苯胺磺酸鈉溶液。放入洗凈的攪拌子，將燒杯放在電磁攪拌器盤上，插入處理好的甘汞電極與鉑電極，把電極線正確連接于測(cè)量?jī)x器上。

開啟攪拌器，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。將儀器選擇開關(guān)置“mV”位置上記錄溶液的起始電位，然后滴加K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液，待電位穩(wěn)定后讀取電位值及相應(yīng)的滴定劑加入體積。在滴定開始時(shí)，先加5mL標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液記一次電位值，然后每次加入0．5mL或1．0mL標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液記一次電位值，直至電位值發(fā)生突躍為止［4］。由此可得到終點(diǎn)體積及相應(yīng)的終點(diǎn)顏色變化。

2 結(jié)果與討論

2．1 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度大小對(duì)終點(diǎn)顏色的

影響

固定待測(cè)Fe2＋的量，用不同濃度的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，觀察電位突躍時(shí)溶液終點(diǎn)顏色的變化。從表1可以看出，當(dāng)被測(cè)物鐵的量為1．20mmol時(shí)，重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度大小對(duì)終點(diǎn)顏色沒有任何影響。

表1 采用不同濃度的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)終點(diǎn)顏色的變化情況

表2 采用不同濃度的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)終點(diǎn)顏色的變化情況

從表2可以看出，當(dāng)被測(cè)物鐵的量為2．00mmol時(shí)，不管采用任何濃度的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，都得不到正常的顏色變化（即從綠色→紫紅色）。

2．2 被測(cè)物鐵的取樣量對(duì)終點(diǎn)顏色的影響

固定c（1／6K2Cr2O7）為0．1000mol·L－1，考察被測(cè)物鐵取量不同時(shí)終點(diǎn)顏色的變化情況，結(jié)果見表3。

表3 被測(cè)物鐵取樣量不同時(shí)終點(diǎn)顏色的變化情況

從表3可以看出，當(dāng)被測(cè)物鐵的量n≤1．30mmol時(shí)，用c（1／6K2Cr2O7）＝0．1000mol·L－1的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，終點(diǎn)的顏色變化正常 （從綠色→紫紅色），當(dāng)被測(cè)物鐵的量n＞1．30mmol時(shí)，終點(diǎn)時(shí)都發(fā)生異常的顏色變化。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證明，不管采用任何濃度的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，都得到相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2．3 二苯胺磺酸鈉指示劑的加入量對(duì)終點(diǎn)顏色的影響

固定c（1／6K2Cr2O7）為0．1000mol·L－1，n（Fe2＋）為2．00mmol，考察指示劑加入量對(duì)終點(diǎn)顏色的變化影響，結(jié)果見表4。

表4 不同的指示劑加入量時(shí)終點(diǎn)顏色的變化情況

從表4可以看出，當(dāng)被測(cè)物鐵的量為2．00mmol時(shí)，采用c（1／6K2Cr2O7）＝0．1000mol·L－1重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，指示劑的量＜5滴，都得不到正常的顏色變化，但加大指示劑的量，又可以正常的顏色變化（從綠色→紫紅色）。

2．4 掩蔽劑磷酸的加入量對(duì)終點(diǎn)顏色的影響

固定c（1／6K2Cr2O7）為0．2000mol·L－1，n（Fe2＋）為2．00mmol，考察磷酸加入量對(duì)終點(diǎn)顏色的變化的影響，結(jié)果見表5。

表5 不同的磷酸加入量時(shí)終點(diǎn)顏色的變化

從表5可以看出，當(dāng)被測(cè)物鐵的量為2．00mmol時(shí)，采用c（1／6K2Cr2O7）＝0．2000mol·L－1重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，當(dāng)硫磷混合酸的加入量＜20mL，都得不到正常的終點(diǎn)顏色變化，但加大硫磷混合酸的量，滴定終點(diǎn)的顏色變化又恢復(fù)正常（從綠色→紫色）。

3 結(jié)論

將實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論進(jìn)行分析歸納得到如下結(jié)論：一是所有的實(shí)驗(yàn)其終點(diǎn)電位值都基本一樣，從而排除了由于氧化還原電位發(fā)生變化而可能引起的指示劑的顏色異常；二是影響重鉻酸鉀容量法（以二苯胺磺酸鈉作指示劑）終點(diǎn)顏色的因素是取樣量、指示劑加入量及掩蔽劑磷酸的加入量。這是因?yàn)樽詈蟮慕K點(diǎn)顏色是由Fe3＋的顏色（黃色）、二苯胺磺酸鈉的氧化色（紫色）及Cr3＋的顏色（綠色）共同作用的結(jié)果，終點(diǎn)顏色產(chǎn)生異常是由于3種顏色強(qiáng)度不同在終點(diǎn)時(shí)發(fā)生了光的互補(bǔ)現(xiàn)象而引起。若取樣量過大，使得終點(diǎn)時(shí)的Fe3＋及Cr3＋的濃度增大，其色度就增大，從而使二苯胺磺酸鈉被氧化時(shí)的紫色由于互補(bǔ)作用產(chǎn)生了顏色的偏離，這時(shí)如果加入大量的掩蔽劑磷酸，把Fe3＋掩蔽起來，或者加入適量的指示劑二苯胺磺酸鈉，加強(qiáng)在終點(diǎn)時(shí)紫紅色的強(qiáng)度，都可以避免終點(diǎn)顏色異常。為此，使用重鉻酸鉀滴定法測(cè)定鐵（以二苯胺磺酸鈉作指示劑）時(shí)，可采用如下措施：

（1）控制稱樣量。所稱樣品含鐵量在70mg以內(nèi)或控制測(cè)定時(shí)消耗c（1／6K2Cr2O7）＝0．1000mol·L－1重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液在13mL以內(nèi)。

（2）若稱樣量過大，適當(dāng)加大掩蔽劑磷酸的量和指示劑的量。但指示劑的量不能過大，因?yàn)樗鼤?huì)消耗重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積而使結(jié)果偏高，如若采用必須要用標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行標(biāo)定。

（3）為了避免測(cè)定終點(diǎn)顏色異常并得到較好的測(cè)定結(jié)果，建議采用電位滴定法。

［1］GB／T 223．7-2002，鐵粉 鐵含量測(cè)定 重鉻酸鉀滴定法［S］．

［2］GB／T 6730．65-2009，鐵礦石 全鐵含量的測(cè)定 三氯化鈦還原重鉻酸鉀滴定法［S］．

［3］GB／T 223．73-1991，鋼鐵及合金化學(xué)分析方法三氯化鈦-重鉻酸鉀容量法測(cè)定礦量［S］．

［4］ 穆華榮，陳志超．儀器分析實(shí)驗(yàn)［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003．156-158．

Study on Endpoint Color Change of Sodium Diphenylamine Sulfonate

LU Zhi-fa，LU Jun
（Department of Petrolchemical Engineering，Guangxi Vocational＆Technical Institute of Industry，Nanning 530001，China）

In the determination of iron content，K2Cr2O7methods with sodium diphenylamine sulfonate as indicator was one of the widely used capacity analysis methods in chemical analysis，but sometimes the endpoint color change was black not the normal purple color．This phenomenon was studied and some ideal solutions were provided．

sodium diphenylamine sulfonate；K2Cr2O7；；endpoint color

O 655．2

A

1671-9905（2011）11-0051-03

陸志發(fā)（1962-），男，漢族，廣西昭平縣人，石油與化學(xué)工程系教師，大學(xué)本科學(xué)歷，實(shí)驗(yàn)師職稱，主要從事分析化學(xué)儀器分析教學(xué)與實(shí)踐工作，通訊地址：廣西南寧市秀靈路37號(hào)廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油與化學(xué)工程系，聯(lián)系電話：0771-3828125，E-mail：spw530＠163．com

2011-08-08