48广 东 化 工2005年第6期
分析测试
配制和标定硫代硫酸钠标准
溶液时应注意的问题
钟振宇, 蒋佩英
1
2
(1. 广东省石油化工研究院, 广东广州510665; 2. 广州白云山宝神动物保健品有限公司, 广东广州510540)
[摘 要]本文通过分析硫代硫酸钠标准溶液不稳定的影响因素(C O , 论述了配制和标定硫2、O2、微生物) 代硫酸钠标准溶液时应着力解决好的几个问题, 对提高其稳定性有很大帮助。
[关键词]配制; 标定; 硫代硫酸钠; 标准溶液; 不稳定
A t t e n t i o nt o P r e p a r i n g a n dS t a n d a r d i z i n g
S o d i u m T h i o s u l f a t e P e n t a h y d r a t e S t a n d a r d S o l u t i o n
Z h o n g Z h e n y u , J i a n g P e i y i n g (1. G u a n g d o n g R e s e a r c h I n s t i t u t e o f P e t r o c h e m i c a l I n d u s t r y , G u a n g z h o u 510665; 2. G u a n g z h o u B a i y u n s h a n B a o s h e n A n i m a l H e a l t h P r o d u c t C o . L t d . , G u a n g z h o u 510540, C h i n a )
Ab s t r a c t :T h r o u g h a n a l y z i n g i n f l u e n t i a l f a c t o r s (C O 、O、mi c r o b i a l ) , s e v e r a l p r o b l e m s t h a t s h o u l d b e s o l v e d w e l l i n 22p r e p a r i n g a n ds t a n d a r d i z i n g s o d i u mt h i o s u l f a t e s e n t a h y d r a t e s t a n d a r ds o l u t i o n w e r e d i s c u s s e di nt h i s p a p e r . T h e r e w a s o f i m m e n s e b e n e f i t t o i n c r e a s e i t ' s s t a b i l i t y .
K e y w o r d s :p r e p a r e ; s t a n d a r d i z e ; s o d i u mt h i o s u l f a t e p e n t a h y d r a t e ; s t a n d a r d s o l u t i o n ; u n s t e a d y
分析工作中标准溶液是准确地确定了溶液中所含元素、
离子、化合物或基团浓度的溶液, 作为一种“工作基准”,其稳定性和浓度的准确度将直接影响到分析工作的各个方面, 决定了检验结果的准确性。标准溶液的配制和标定对分析人员的操作技能、细致和耐心方面的要求较为严格, 它的配制方法有两种:直接法和间接法。直接法是在分析天平上准确称取一定量已干燥的基准物溶于水中, 转入已校正的容量瓶中, 用水稀释至刻度, 摇匀, 即可算出其浓度。作为基准物应具备以下条件:(1) 纯度高, 在99. 9%以上; (2) 组成和化学式完全相符; (3) 稳定性好, 不易吸水, 不易被空气氧化等; (4) 摩尔质量较大, 这样, 称量多误差可减小。间接法是指有些物质不符合基准物的条件, 不能直接配制标准溶液, 一般是先将这些物质配成近似浓度溶液, 再用基准物测定其准确浓度, 这一操作叫做“标定”。N a S O ·5H 2O 容易风化, 常223含有一些杂质(如S 、Na O a C l 、Na O , 并且配制的2S 4、N2C 3等)
溶液不稳定, 容易分解, 所以只能用间接法配制。在此笔者结合工作实际, 以0. 1m o l /L硫代硫酸钠标准溶液为例, 谈谈配制和标定硫代硫酸钠标准溶液时应着力解决好的一些问题。
⑴与溶解在水中的C O N a O 2反应:2S 2O 3+C 2+H2O=N a H C O a H S O ↑3+N3+S
⑵与空气中的O 2N a N a O S ↑2反应:2S 2O 3+O2=22S 4+2⑶与水中的微生物反应[1]:N a a O ↑2S 2O 3=N 2S 3+S 根据上述原因N a 2S 2O 3溶液的配制应采取下列措施:(一) 应将配制溶液煮沸一段时间, 以除去C O 2和杀灭微生物。
(二) 配制时, 为防止其酸性分解和除去水中含有的2+C u , 加入少量N a O 在此条件下微生物2C 3使溶液呈弱碱性(活动力低) , 使溶液的浓度稳定。
(三) 将配制溶液置于棕色瓶中放置14天, 再用基准物标定, 若发现溶液浑浊需重新配制。
配制工作中的各步操作均应非常细致, 所用仪器必须洁净。由于微生物对硫代硫酸钠标准溶液影响较大, 配制溶液时各个环节应做好杀灭微生物的工作(以下简称灭菌) , 这是配制溶液时要解决好的最为关键的问题。根据这一点笔者采取了如下方法:
根据欲制备的硫代硫酸钠标准溶液总体积的量, 按26g /L 的比例称取所需克数的N a (或按16g /L的比2S 2O 3·5H 2O 例称取所需克数的无水N a , 按0. 2g /L的比例加入无2S 2O 3)
1
2
1 配制
硫代硫酸钠溶液不稳定的原因有三个:
[收稿日期]2005-05-29
[作者简介]钟振宇-) , 男, , , 。
2005年第6期广 东 化 工49
水碳酸钠, 溶于相应体积的蒸馏水中, 缓缓煮沸30m i n (由于
N a a 2S 2O 3的溶解过程是一个吸热反应, 应待N 2S 2O 3完全溶解后再放于电炉上加热否则容易发生危险) , 在水浴中冷却至近室温, 转移入已预先于120℃烘箱中烘1h 进行灭菌处理并冷至近室温的棕色玻璃瓶中, 放置两周后过滤。
在笔者的实际工作中, 硫代硫酸钠标准溶液消耗量较大, 每次制备总量达10L , 需同时使用三个电炉和两个5L 烧杯来进行配制工作。N a S O 易粘杯壁较难洗净, 最好专用223一个烧杯来煮。笔者的做法是:将称好的N a 2S 2O 3集中移入一个5L 烧杯中, 加入3L 蒸馏水, 用玻璃棒搅拌至N a 2S 2O 3全部溶解, 用蒸馏水加满后, 将烧杯置于第一个电炉上加热, 在另一个5L 烧杯中加满蒸馏水, 置于第二个电炉上加热(不经灭菌的水会起分解作用) 。由于煮沸过程中水分蒸发量约为10%,故需在第三个电炉上用2L 平底烧瓶煮蒸馏水以补充蒸发掉的水分。分别保持微沸30m i n 后, 置于水浴中冷却至近室温, 将两个5L 烧杯中的溶液倒入已经灭菌的10L 棕色玻璃瓶中, 用烧瓶中的水中补充至溶液总体积为10L , 盖上经灭菌的瓶盖, 摇匀, 放置两周后再过滤入另一个经灭菌的10L 棕色玻璃瓶中(过滤时所用的漏斗和滤纸也应经灭菌后使用) , 盖上经灭菌的瓶盖, 摇匀, 待标定。
上述配制方法显著提高了制得的硫代硫酸钠标准溶液的稳定性, 在正常的使用和贮存条件下至少八个月内不会出现溶液浑浊或表面有悬浮物的现象, 每次复标时(按有效期两个月计) 其物质的量浓度仅下降0. 0001～0. 0003m o l /L, 见表1。
表1 稳定性试验
硫代硫酸钠标准溶液
-1
物质的量浓度/(m o l ·L )
10m i n 后反应才能定量完成, 加入过量的K I 和H 2S O 4, 不仅
-为了加快反应速度, 也为了防止I 2的挥发, 此时生成I 3络离-子, 由于I 在酸性溶液中易被空气中的氧氧化, I 2易被日光
照射分解, 故需要置于暗处避免见光。
(二) 第一步反应后, 用硫代硫酸钠标准溶液滴定前要加入大量水稀释。由于第一步反应要求在强酸性溶液中进行, 而N a 2S 2O 3与I 2的反应必须在弱酸性或中性溶液中进行, 因此需要加水稀释以降低酸度, 防止N a 2S 2O 3分解。此外由于
2-3+C r r 显墨绿色, 妨碍终点的观察, 稀释后2O 7还原产物是C 3+使溶液中C r 浓度降低, 墨绿色变浅, 使终点易于观察。
滴定至终点后, 经过5m i n 以上, 溶液又出现蓝色, 这是
-由于空气氧化I 所引起的, 不影响分析结果; 但如果到终点
2--后溶液又迅速变蓝, 表示C r 2O 7与I 的反应不完全, 也可能是由于放置时间不够或溶液稀释过早, 遇此情况应另取一份重新标定[2]。标定中需要注意:
(一) 发生反应时溶液的温度不能高, 一般在室温下进行; (二) 滴定时不要剧烈摇动溶液, 使用带有玻璃塞的锥形瓶; (三) 析出I 2后不能让溶液放置过久; (四) 滴定速度宜适当地快些; (五) 淀粉指示液应在滴定近终点时加入, 如果过早地加入, 淀粉会吸附较多的I , 使滴定结果产生误差; 2(六) 所用K I 溶液中不应含有K I O I 溶液显3或I 2, 如果K
黄色或将溶液酸化后加入淀粉指示液显蓝色, 则应事先用N a 2S 2O 3溶液滴定至无色后再使用。
需要说明的是, 进行空白试验时有时空白值过大, 正常的空白值为1～2滴, 若超过此数表明蒸馏水制备过久, 可能其中溶解了较多的氧, K I 会与氧发生反应产生I 2, 同时蒸馏水中的氧本身也会和硫代硫酸钠标准溶液发生反应, 这两方面都会增加硫代硫酸钠标准溶液消耗量使空白值过大[2]:
-4I +4H ++O 2=2I 2+2H 2O
2-2-2S +O 2=2S O +2S ↑2O 34
复标后硫代硫酸钠标准溶液
-1
物质的量浓度/(m o l ·L )
溶液1溶液2溶液3
0. 10090. 10420. 1097
0. 10080. 10400. 1094
2 标定
标定硫代硫酸钠标准溶液的基准物有K I O B r O 3、K 3和K r B /T601-2002规定用K 2C r 2C 2O 7等。国家标准G 2O 7基准
物标定硫代硫酸钠标准溶液, 其方法为:
称取0. 18g 于120±2℃干燥至恒重的工作基准试剂重铬酸钾, 置于碘量瓶中, 溶于25m L 蒸馏水, 加入2g 碘化钾及20m L 硫酸溶液(20%), 摇匀, 于暗处放置10m i n , 加150m L 蒸馏水, 用配制好的硫代硫酸钠标准溶液滴定, 近终点时加2m L 淀粉指示液(10g /L) , 继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色。同时做空白试验。
上述反应分两步进行:第一步反应:
2--+3+
C r 2C r +3I 7H 2O 7+6I +14H =2+2O 反应后产生定量的I 2, 加水稀释后用硫代硫酸钠标准溶液滴定。
第二步反应:2N a I a N a I 2S 2O 3+2=N 2S 4O 6+2
以淀粉为指示剂, 当溶液变为亮绿色即为终点。两步反应所需要的条件如下:(一) 反应进行要加入过量的K I 和H O 2S 4, 摇匀后在暗处放置10m i n 。实验证明:这一反应速度较慢, 需要放置
因此每次标定时均应使用新鲜制备的蒸馏水或将蒸馏
水重新煮沸10m i n , 冷却后使用, 这样可有效避免上述情况的发生。根据以上论述得到的标定结果见表2。
表2 标定实验数据
硫代硫酸钠标准溶液物质的量浓度/平均值/
-1
(m o l ·L )
极差与平均0. 183
0. 1980. 184
-1
(m o l ·L ) 值的比值/%
溶液10. 10950. 10950. 10930. 1095
溶液20. 10080. 10100. 10090. 1008溶液30. 10870. 10860. 10880. 10870. 1094
0. 10090. 1087
3 贮存和使用
硫代硫酸钠标准溶液应保存在棕色玻璃瓶中, 配得和标
定后的溶液均应保存在温度接近20℃并没有阳光直射的地方, 并且不应受到不良气体的影响; 贮存溶液的瓶子瓶口要严密; 每次取用时应尽量减少开盖的时间和次数; 存放过程中, 若发现溶液浑浊或表面有悬浮物, 需过滤重新标定后使用, 必要时重新制备。
参考文献
[1]刘珍. 化验员读本(上册) [M ].北京:化学工业出版社, 1994. 303-304. [2]武汉大学. 分析化学[M ].北京:高等教育出版社, 1982. 384-385.
48广 东 化 工2005年第6期
分析测试
配制和标定硫代硫酸钠标准
溶液时应注意的问题
钟振宇, 蒋佩英
1
2
(1. 广东省石油化工研究院, 广东广州510665; 2. 广州白云山宝神动物保健品有限公司, 广东广州510540)
[摘 要]本文通过分析硫代硫酸钠标准溶液不稳定的影响因素(C O , 论述了配制和标定硫2、O2、微生物) 代硫酸钠标准溶液时应着力解决好的几个问题, 对提高其稳定性有很大帮助。
[关键词]配制; 标定; 硫代硫酸钠; 标准溶液; 不稳定
A t t e n t i o nt o P r e p a r i n g a n dS t a n d a r d i z i n g
S o d i u m T h i o s u l f a t e P e n t a h y d r a t e S t a n d a r d S o l u t i o n
Z h o n g Z h e n y u , J i a n g P e i y i n g (1. G u a n g d o n g R e s e a r c h I n s t i t u t e o f P e t r o c h e m i c a l I n d u s t r y , G u a n g z h o u 510665; 2. G u a n g z h o u B a i y u n s h a n B a o s h e n A n i m a l H e a l t h P r o d u c t C o . L t d . , G u a n g z h o u 510540, C h i n a )
Ab s t r a c t :T h r o u g h a n a l y z i n g i n f l u e n t i a l f a c t o r s (C O 、O、mi c r o b i a l ) , s e v e r a l p r o b l e m s t h a t s h o u l d b e s o l v e d w e l l i n 22p r e p a r i n g a n ds t a n d a r d i z i n g s o d i u mt h i o s u l f a t e s e n t a h y d r a t e s t a n d a r ds o l u t i o n w e r e d i s c u s s e di nt h i s p a p e r . T h e r e w a s o f i m m e n s e b e n e f i t t o i n c r e a s e i t ' s s t a b i l i t y .
K e y w o r d s :p r e p a r e ; s t a n d a r d i z e ; s o d i u mt h i o s u l f a t e p e n t a h y d r a t e ; s t a n d a r d s o l u t i o n ; u n s t e a d y
分析工作中标准溶液是准确地确定了溶液中所含元素、
离子、化合物或基团浓度的溶液, 作为一种“工作基准”,其稳定性和浓度的准确度将直接影响到分析工作的各个方面, 决定了检验结果的准确性。标准溶液的配制和标定对分析人员的操作技能、细致和耐心方面的要求较为严格, 它的配制方法有两种:直接法和间接法。直接法是在分析天平上准确称取一定量已干燥的基准物溶于水中, 转入已校正的容量瓶中, 用水稀释至刻度, 摇匀, 即可算出其浓度。作为基准物应具备以下条件:(1) 纯度高, 在99. 9%以上; (2) 组成和化学式完全相符; (3) 稳定性好, 不易吸水, 不易被空气氧化等; (4) 摩尔质量较大, 这样, 称量多误差可减小。间接法是指有些物质不符合基准物的条件, 不能直接配制标准溶液, 一般是先将这些物质配成近似浓度溶液, 再用基准物测定其准确浓度, 这一操作叫做“标定”。N a S O ·5H 2O 容易风化, 常223含有一些杂质(如S 、Na O a C l 、Na O , 并且配制的2S 4、N2C 3等)
溶液不稳定, 容易分解, 所以只能用间接法配制。在此笔者结合工作实际, 以0. 1m o l /L硫代硫酸钠标准溶液为例, 谈谈配制和标定硫代硫酸钠标准溶液时应着力解决好的一些问题。
⑴与溶解在水中的C O N a O 2反应:2S 2O 3+C 2+H2O=N a H C O a H S O ↑3+N3+S
⑵与空气中的O 2N a N a O S ↑2反应:2S 2O 3+O2=22S 4+2⑶与水中的微生物反应[1]:N a a O ↑2S 2O 3=N 2S 3+S 根据上述原因N a 2S 2O 3溶液的配制应采取下列措施:(一) 应将配制溶液煮沸一段时间, 以除去C O 2和杀灭微生物。
(二) 配制时, 为防止其酸性分解和除去水中含有的2+C u , 加入少量N a O 在此条件下微生物2C 3使溶液呈弱碱性(活动力低) , 使溶液的浓度稳定。
(三) 将配制溶液置于棕色瓶中放置14天, 再用基准物标定, 若发现溶液浑浊需重新配制。
配制工作中的各步操作均应非常细致, 所用仪器必须洁净。由于微生物对硫代硫酸钠标准溶液影响较大, 配制溶液时各个环节应做好杀灭微生物的工作(以下简称灭菌) , 这是配制溶液时要解决好的最为关键的问题。根据这一点笔者采取了如下方法:
根据欲制备的硫代硫酸钠标准溶液总体积的量, 按26g /L 的比例称取所需克数的N a (或按16g /L的比2S 2O 3·5H 2O 例称取所需克数的无水N a , 按0. 2g /L的比例加入无2S 2O 3)
1
2
1 配制
硫代硫酸钠溶液不稳定的原因有三个:
[收稿日期]2005-05-29
[作者简介]钟振宇-) , 男, , , 。
2005年第6期广 东 化 工49
水碳酸钠, 溶于相应体积的蒸馏水中, 缓缓煮沸30m i n (由于
N a a 2S 2O 3的溶解过程是一个吸热反应, 应待N 2S 2O 3完全溶解后再放于电炉上加热否则容易发生危险) , 在水浴中冷却至近室温, 转移入已预先于120℃烘箱中烘1h 进行灭菌处理并冷至近室温的棕色玻璃瓶中, 放置两周后过滤。
在笔者的实际工作中, 硫代硫酸钠标准溶液消耗量较大, 每次制备总量达10L , 需同时使用三个电炉和两个5L 烧杯来进行配制工作。N a S O 易粘杯壁较难洗净, 最好专用223一个烧杯来煮。笔者的做法是:将称好的N a 2S 2O 3集中移入一个5L 烧杯中, 加入3L 蒸馏水, 用玻璃棒搅拌至N a 2S 2O 3全部溶解, 用蒸馏水加满后, 将烧杯置于第一个电炉上加热, 在另一个5L 烧杯中加满蒸馏水, 置于第二个电炉上加热(不经灭菌的水会起分解作用) 。由于煮沸过程中水分蒸发量约为10%,故需在第三个电炉上用2L 平底烧瓶煮蒸馏水以补充蒸发掉的水分。分别保持微沸30m i n 后, 置于水浴中冷却至近室温, 将两个5L 烧杯中的溶液倒入已经灭菌的10L 棕色玻璃瓶中, 用烧瓶中的水中补充至溶液总体积为10L , 盖上经灭菌的瓶盖, 摇匀, 放置两周后再过滤入另一个经灭菌的10L 棕色玻璃瓶中(过滤时所用的漏斗和滤纸也应经灭菌后使用) , 盖上经灭菌的瓶盖, 摇匀, 待标定。
上述配制方法显著提高了制得的硫代硫酸钠标准溶液的稳定性, 在正常的使用和贮存条件下至少八个月内不会出现溶液浑浊或表面有悬浮物的现象, 每次复标时(按有效期两个月计) 其物质的量浓度仅下降0. 0001～0. 0003m o l /L, 见表1。
表1 稳定性试验
硫代硫酸钠标准溶液
-1
物质的量浓度/(m o l ·L )
10m i n 后反应才能定量完成, 加入过量的K I 和H 2S O 4, 不仅
-为了加快反应速度, 也为了防止I 2的挥发, 此时生成I 3络离-子, 由于I 在酸性溶液中易被空气中的氧氧化, I 2易被日光
照射分解, 故需要置于暗处避免见光。
(二) 第一步反应后, 用硫代硫酸钠标准溶液滴定前要加入大量水稀释。由于第一步反应要求在强酸性溶液中进行, 而N a 2S 2O 3与I 2的反应必须在弱酸性或中性溶液中进行, 因此需要加水稀释以降低酸度, 防止N a 2S 2O 3分解。此外由于
2-3+C r r 显墨绿色, 妨碍终点的观察, 稀释后2O 7还原产物是C 3+使溶液中C r 浓度降低, 墨绿色变浅, 使终点易于观察。
滴定至终点后, 经过5m i n 以上, 溶液又出现蓝色, 这是
-由于空气氧化I 所引起的, 不影响分析结果; 但如果到终点
2--后溶液又迅速变蓝, 表示C r 2O 7与I 的反应不完全, 也可能是由于放置时间不够或溶液稀释过早, 遇此情况应另取一份重新标定[2]。标定中需要注意:
(一) 发生反应时溶液的温度不能高, 一般在室温下进行; (二) 滴定时不要剧烈摇动溶液, 使用带有玻璃塞的锥形瓶; (三) 析出I 2后不能让溶液放置过久; (四) 滴定速度宜适当地快些; (五) 淀粉指示液应在滴定近终点时加入, 如果过早地加入, 淀粉会吸附较多的I , 使滴定结果产生误差; 2(六) 所用K I 溶液中不应含有K I O I 溶液显3或I 2, 如果K
黄色或将溶液酸化后加入淀粉指示液显蓝色, 则应事先用N a 2S 2O 3溶液滴定至无色后再使用。
需要说明的是, 进行空白试验时有时空白值过大, 正常的空白值为1～2滴, 若超过此数表明蒸馏水制备过久, 可能其中溶解了较多的氧, K I 会与氧发生反应产生I 2, 同时蒸馏水中的氧本身也会和硫代硫酸钠标准溶液发生反应, 这两方面都会增加硫代硫酸钠标准溶液消耗量使空白值过大[2]:
-4I +4H ++O 2=2I 2+2H 2O
2-2-2S +O 2=2S O +2S ↑2O 34
复标后硫代硫酸钠标准溶液
-1
物质的量浓度/(m o l ·L )
溶液1溶液2溶液3
0. 10090. 10420. 1097
0. 10080. 10400. 1094
2 标定
标定硫代硫酸钠标准溶液的基准物有K I O B r O 3、K 3和K r B /T601-2002规定用K 2C r 2C 2O 7等。国家标准G 2O 7基准
物标定硫代硫酸钠标准溶液, 其方法为:
称取0. 18g 于120±2℃干燥至恒重的工作基准试剂重铬酸钾, 置于碘量瓶中, 溶于25m L 蒸馏水, 加入2g 碘化钾及20m L 硫酸溶液(20%), 摇匀, 于暗处放置10m i n , 加150m L 蒸馏水, 用配制好的硫代硫酸钠标准溶液滴定, 近终点时加2m L 淀粉指示液(10g /L) , 继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色。同时做空白试验。
上述反应分两步进行:第一步反应:
2--+3+
C r 2C r +3I 7H 2O 7+6I +14H =2+2O 反应后产生定量的I 2, 加水稀释后用硫代硫酸钠标准溶液滴定。
第二步反应:2N a I a N a I 2S 2O 3+2=N 2S 4O 6+2
以淀粉为指示剂, 当溶液变为亮绿色即为终点。两步反应所需要的条件如下:(一) 反应进行要加入过量的K I 和H O 2S 4, 摇匀后在暗处放置10m i n 。实验证明:这一反应速度较慢, 需要放置
因此每次标定时均应使用新鲜制备的蒸馏水或将蒸馏
水重新煮沸10m i n , 冷却后使用, 这样可有效避免上述情况的发生。根据以上论述得到的标定结果见表2。
表2 标定实验数据
硫代硫酸钠标准溶液物质的量浓度/平均值/
-1
(m o l ·L )
极差与平均0. 183
0. 1980. 184
-1
(m o l ·L ) 值的比值/%
溶液10. 10950. 10950. 10930. 1095
溶液20. 10080. 10100. 10090. 1008溶液30. 10870. 10860. 10880. 10870. 1094
0. 10090. 1087
3 贮存和使用
硫代硫酸钠标准溶液应保存在棕色玻璃瓶中, 配得和标
定后的溶液均应保存在温度接近20℃并没有阳光直射的地方, 并且不应受到不良气体的影响; 贮存溶液的瓶子瓶口要严密; 每次取用时应尽量减少开盖的时间和次数; 存放过程中, 若发现溶液浑浊或表面有悬浮物, 需过滤重新标定后使用, 必要时重新制备。
参考文献
[1]刘珍. 化验员读本(上册) [M ].北京:化学工业出版社, 1994. 303-304. [2]武汉大学. 分析化学[M ].北京:高等教育出版社, 1982. 384-385.