银量法:根据其确定终点指示剂的方法不同常分为三种。
一.莫尔法——K2CrO4指示剂
(一)原理:以AgNO3标准溶液测定Cl-为例
终点前:Ag++Cl-⇌AgCl¯(白色)Ksp=1.8´10-10
终点时:2Ag++CrO42-⇌Ag2CrO4¯(砖红色)Ksp=2.0´10-12
沉淀的溶解度S:SAgCl
1.34´10-5mol/L<1.26´10-4mol/L
计量点附近终点出现的早晚与溶液中[CrO42-]有关:
(二)指示剂用量(CrO42-浓度)
理论计算:在计量点时,溶液中Ag+物质的量应等于Cl-物质的量
(1)
(2)
(3)
(2)、(3)代入(1)得:(4)
若计量点时溶液的体积为 100ml ,实验证明,在 100ml 溶液中,当能觉察到明显的砖红色 Ag2CrO4 ¯ 出现时,需用去 AgNO3 物质的量为 2.5 ´ 10-6mol ,即 :
而
解得: [Ag+] = 5.8 ´ 10-6mol/L
实际滴定中:因为K2CrO4本身呈黄色,按[CrO42-]=5.9´10-2mol/L加入,则黄颜色太深而影响终点观察,实验中,采用K2CrO4浓度为2.6´10-3mol/L~5.6´10-3mol/L范围比较理想。(计算可知此时引起的误差TE <±0.1%)
在实验中:50~100ml溶液中加入5% K2CrO41ml。
(三)滴定条件
1.溶液的酸度
通常溶液的酸度应控制在pH =6.5~10(中性或弱碱性),
若酸度高,则:
Ag2CrO4+ H+⇌2Ag++ HCrO4-Ka2=3.2´10-7
2HCrO4-⇌Cr2O72-+ H2OK= 98
若碱性太强:2Ag++ 2OH-⇌2AgOH↓
↓
AgO↓+H2O
当溶液中有少量NH3存在时,则应控制在pH =6.5~7:
NH3++ OH-⇌NH3+ H2O
↓Ag+
Ag(NH3)2+
2.沉淀的吸附现象
(1)先生成的AgCl↓易吸附Cl-使溶液中[Cl-]↓,终点提前,
滴定时必须剧烈摇动。AgBr↓吸附更强。
(2)宜Ag+®Cl-,不宜Cl-®Ag+(Ag2CrO4®CrO42-慢)
3.干扰离子的影响
①能与Ag+生成沉淀的阴离子(PO43-、AsO43-、SO32-、S2-、CO32-、C2O42-)
②能与Cr2O72-生成沉淀的阳离子(Pb2+、Ba2+)
③在弱碱性条件下易水解的离子(Al3+、Fe3+、Bi3+)
④大量的有色离子(Co2+、Cu2+、Ni2+)
都可能干扰测定,应预先分离。
二.佛尔哈德法——铁铵矾[NH4Fe(SO4)2]指示剂
(一)原理:
SCN-+ Ag+⇌AgSCN↓(白色)Ksp=1.0´10-12
终点时:SCN-+ Fe3+⇌FeSCN2+(红色)K稳=138
终点出现早晚与[Fe3+]大小有关。
(二)指示剂用量
理论计算:
在化学计量点时(5)
(6)
(7)
(2)、(3)代入(1):(8)
实验证明,在100ml溶液中,含6.4´10-7mol FeSCN2+时,可观察到明显红色,则
[Ag+] = [SCN-]+6.4´10-6
所以:
解得:[SCN-]= 1.5´10-7mol/L
已知:
解得:[Fe3+] = 0.31 mol/L
实际滴定中:因为Fe3+溶液呈黄色,当[Fe3+]为0.31 mol/L时溶液呈深橙黄色,严重影响终点观察,实际采用
[Fe3+]:0.015 mol/L~0.03 mol/L(此时引起的误差TE <±0.1%)
(二)滴定条件
1.溶液的酸度——在硝酸的酸性条件下进行
2.直接滴定法测定Ag+时,AgSCN¯吸附Ag+,近终点时剧烈摇动
3.返滴定法测定Cl-时:
Cl-+ Ag+(过量)⇌AgCl¯SAgCl=1.35´10-5mol/L大
Ag+(剩余) + SCN-⇌AgSCN¯SAgSCN=1.0´10-6mol/L小
终点时:SCN-+ Fe+⇌FeSCN2+(红)发生转化作用:
AgCl¯+ SCN-⇌AgSCN¯+ Cl-
致使[SCN-]¯,已生成的FeSCN2+离解,红色消失,多消耗SCN-,造成较大误差,常采取预防措施:
(1)加入有机溶剂硝基苯(有毒)、1,2—二氯乙烷、甘油等,用力摇动,使AgCl¯表面被有机溶剂覆盖,减少与溶液接触;
(2)近终点时,防止剧烈摇动;
(3)加入AgNO3先生成AgCl¯后,先加热至沸使AgCl凝聚。
4.干扰物质
强氧化剂及铜盐、Hg盐等,应预先分离或掩蔽。
三.法扬斯法——吸附指示剂
(一)原理:
例:用AgNO3溶液滴定Cl-,采用有机酸荧光黄指示剂(HFIn),为指示剂:
HFIn⇌H++ FIn-(黄绿色)
计量点前:Ag++Cl-⇌AgCl¯(白色)
AgCl + Cl-⇌AgCl• Cl-吸附构晶离子
计量点后—终点时:AgCl + Ag+⇌AgCl·Ag+(Ag+过量)
AgCl·Ag++FIn-⇌AgCl•Ag•FIn
黄绿色粉红色
(二)滴定条件
1.加入胶体保护剂——糊精或淀粉
2.酸度:一般在中性、弱碱性、弱酸性溶液中进行
HFIn分子不易被吸附,FIn-阴离子存在与Ka有关.
Ka®允许酸度越高(pH值¯)
如:曙红Ka较大,pH³2以上使用;
而荧光黄Ka较小,pH³7以上使用。
但:最高pH < 10。
3.避光—— AgX易感光变灰,影响终点观察。
4.沉淀对指示剂的吸附能力应略小于对被测离子的吸附能力
胶体吸附能力次序(对指示剂及X-):
I->二甲基二碘荧光黄> Br->曙红> Cl->荧光黄或二氯荧光黄