二苯胺磺酸鈉指示劑終點顏色變化的探討

陸志發，盧 俊

（廣西工業職業技術學院，廣西 南寧530001）

二苯胺磺酸鈉指示劑終點顏色變化的探討

陸志發，盧 俊

（廣西工業職業技術學院，廣西 南寧530001）

以二苯胺磺酸鈉作指示劑的重鉻酸鉀測定法是一種常用的容量分析法，主要用來測定樣品中鐵的含量，但在測定時，有時終點顏色得不到正常的紫色，而是出現墨黑色。文章對此現象進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；終點顏色

在分析化學實驗實際生產化驗中，重鉻酸鉀測定法是一種較常用的容量分析方法，主要用來測定亞鐵鹽、鐵礦石或合金中鐵的含量［1～3］。如測定鐵粉中鐵的含量時，先將含鐵試樣用鹽酸溶解，使鐵轉變為易溶性的［FeCl4］－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中，以二苯胺磺酸鈉作指示劑，用K2Cr2O7標準溶液滴定至紫色，即為終點。在這實驗過程中，有時得不到正常的紫色溶液，而是出現墨黑色溶液。這是什么原因導致的？是指示劑被氧化為別的物質了呢，還是終點時氧化還原電位發生了變化？對此現象，我們進行了相關實驗。

1 材料與方法

1．1 原理

在硫酸和磷酸的混合酸介質中，亞鐵銨礬中的二價鐵離子可利用重鉻酸鉀法測定。

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［4］。

1．2 儀器與試劑

ZD-2A型自動電位滴定儀，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。

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

二苯胺磺酸鈉（C6H5NHC6H4SO3Na）溶液，2g·L－1。

實驗用水均為去離子水。

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量儀器上。

開啟攪拌器，調節轉速。將儀器選擇開關置“mV”位置上記錄溶液的起始電位，然后滴加K2Cr2O7標準溶液，待電位穩定后讀取電位值及相應的滴定劑加入體積。在滴定開始時，先加5mL標準滴定溶液記一次電位值，然后每次加入0．5mL或1．0mL標準滴定溶液記一次電位值，直至電位值發生突躍為止［4］。由此可得到終點體積及相應的終點顏色變化。

2 結果與討論

2．1 重鉻酸鉀標準溶液濃度大小對終點顏色的

影響

固定待測Fe2＋的量，用不同濃度的重鉻酸鉀標準溶液進行測定，觀察電位突躍時溶液終點顏色的變化。從表1可以看出，當被測物鐵的量為1．20mmol時，重鉻酸鉀標準溶液濃度大小對終點顏色沒有任何影響。

表1 采用不同濃度的重鉻酸鉀標準溶液滴定時終點顏色的變化情況

表2 采用不同濃度的重鉻酸鉀標準溶液滴定時終點顏色的變化情況

從表2可以看出，當被測物鐵的量為2．00mmol時，不管采用任何濃度的重鉻酸鉀標準溶液進行滴定，都得不到正常的顏色變化（即從綠色→紫紅色）。

2．2 被測物鐵的取樣量對終點顏色的影響

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

表3 被測物鐵取樣量不同時終點顏色的變化情況

從表3可以看出，當被測物鐵的量n≤1．30mmol時，用c（1／6K2Cr2O7）＝0．1000mol·L－1的重鉻酸鉀標準溶液進行滴定，終點的顏色變化正常 （從綠色→紫紅色），當被測物鐵的量n＞1．30mmol時，終點時都發生異常的顏色變化。進一步的實驗證明，不管采用任何濃度的重鉻酸鉀標準溶液進行滴定，都得到相同的實驗結果。

2．3 二苯胺磺酸鈉指示劑的加入量對終點顏色的影響

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

表4 不同的指示劑加入量時終點顏色的變化情況

從表4可以看出，當被測物鐵的量為2．00mmol時，采用c（1／6K2Cr2O7）＝0．1000mol·L－1重鉻酸鉀標準溶液進行滴定，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終點顏色的影響

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

表5 不同的磷酸加入量時終點顏色的變化

從表5可以看出，當被測物鐵的量為2．00mmol時，采用c（1／6K2Cr2O7）＝0．2000mol·L－1重鉻酸鉀標準溶液進行滴定，當硫磷混合酸的加入量＜20mL，都得不到正常的終點顏色變化，但加大硫磷混合酸的量，滴定終點的顏色變化又恢復正常（從綠色→紫色）。

3 結論

將實驗結果及討論進行分析歸納得到如下結論：一是所有的實驗其終點電位值都基本一樣，從而排除了由于氧化還原電位發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。這是因為最后的終點顏色是由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）共同作用的結果，終點顏色產生異常是由于3種顏色強度不同在終點時發生了光的互補現象而引起。若取樣量過大，使得終點時的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的紫色由于互補作用產生了顏色的偏離，這時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，加強在終點時紫紅色的強度，都可以避免終點顏色異常。為此，使用重鉻酸鉀滴定法測定鐵（以二苯胺磺酸鈉作指示劑）時，可采用如下措施：

（1）控制稱樣量。所稱樣品含鐵量在70mg以內或控制測定時消耗c（1／6K2Cr2O7）＝0．1000mol·L－1重鉻酸鉀標準溶液在13mL以內。

（2）若稱樣量過大，適當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，因為它會消耗重鉻酸鉀標準溶液體積而使結果偏高，如若采用必須要用標準樣進行標定。

（3）為了避免測定終點顏色異常并得到較好的測定結果，建議采用電位滴定法。

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

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

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

［4］ 穆華榮，陳志超．儀器分析實驗［M］．北京：化學工業出版社，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（1962-），男，漢族，廣西昭平縣人，石油與化學工程系教師，大學本科學歷，實驗師職稱，主要從事分析化學儀器分析教學與實踐工作，通訊地址：廣西南寧市秀靈路37號廣西工業職業技術學院石油與化學工程系，聯系電話：0771-3828125，E-mail：spw530＠163．com

2011-08-08