編碼:材料學院第七屆實驗技能大賽
方案設計
題目說明:請用a4紙型按實驗報告標準列印具體實驗方案,統一採用宋體,標題字型大小:三號加粗,正文本號:小四,實驗裝置圖可手繪。封面可影印。
硫代硫酸鈉的製備
實驗目的:
1) 學習用亞硫酸鈉製備硫代硫酸鈉的方法;
2) 掌握碘量法測定硫代硫酸鈉含量的原理和方法;
3) 熟悉蒸發濃縮、減壓過濾、結晶、滴定等基本操作;
4) 學習硫代硫酸鈉的化學性質。
實驗原理:
硫代硫酸鈉是最重要的硫代硫酸鹽,俗稱「海波」,又名「大蘇打」,是無色透明的單斜晶體。在33℃以上的乾燥空氣中易風化,在潮濕空氣中易潮解。易溶於水,不溶於乙醇,具有較強的還原性和配位能力,是沖洗照相底片的定影劑,棉織物漂白後的脫氧劑、染毛織物的硫染劑、靛藍染料的防白劑、紙漿脫氯劑、醫藥工業中用作洗滌劑、消毒劑和褪色劑等,定量分析中的還原劑,在混凝土中能起到早強防凍的效果。
有關反應如下:
2agbr + 2na2s2o3 = [ag(s2o3)2]3- + 2nabr
2ag+ + s2o32- = ag2s2o3
ag2s2o3+h2o= ag2s↓ + h2so4 (此反應用作s2o32-的定性鑑定)
2s2o32- + i2 = s4o62- + 2i-
na2s2o3·5h2o的製備方法有多種,其中亞硫酸鈉法是工業和實驗室中的主要方法:
na2so3 + s + 5h2o ═ na2s2o3·5h2o
反應液經脫色、過濾、濃縮結晶、過濾、乾燥即得產品。na2s2o3·5h2o於40~45℃熔化,48℃分解,因此,在濃縮過程中要注意不能蒸發過度。
乙醇是有機溶劑,可以用來洗滌。使得到的晶體更純
定量分析:2s2o3 2- + i2= s4o6 2-+ 2i-
so3 2- + i2 + h2o= so42-+ 2i- +2 h+
用甲醛掩蔽na2so3: hcho + na2so3 + h2o=h2c(oh)so3na + naoh
naoh + hac=naac + h2o
實驗用品:
儀器:電子秤,燒杯,蒸發皿,抽濾瓶,布氏漏斗,酒精燈,火柴,量筒,烘箱。
藥品:na2so3 (s),硫粉,95%乙醇,活性炭,agno3( 0.1mol·l-1 ),酚酞,甲醛,hac(1mol/l)、hac-naac(0.
1mol/l ph=5.5)緩衝溶液、i2標準溶液(0.05000 mol/l)、澱粉溶液(0.
2%)實驗內容:
1、硫代硫酸鈉的製備:
稱取1.5g硫粉,研碎後置於100ml燒杯中,加1ml乙醇使其潤濕。再稱取4gna2so3固體放置於同一燒杯中,加入30ml蒸餾水,加熱混合並不斷攪拌。
待溶液沸騰後改用小火加熱,保持沸騰狀態不少於40min,不斷地用玻璃棒充分攪拌,直至僅有少許硫粉懸浮於溶液中,加少量活性炭作脫色劑。趁熱過濾,將濾液轉至蒸發皿中,水浴加熱濃縮至液體表面出現結晶為止。自然冷卻,晶體析出後抽濾,並用少量乙醇洗滌晶體,盡量抽乾後,取出晶體置於烘箱內在40c下乾燥1h。
冷卻,稱重,計算產率。
2、產品檢驗:
1)定性實驗:
取少量自製的na2s2o3·5h2o晶體溶於5ml水中,進行以下實驗。取4滴0.1mollagno3溶液中滴加自配的na2s2o3溶液,觀察反應現象。
2)含量測定:
⑴.稱取硫代硫酸鈉樣品5 g(m需準確到0.1mg)於小燒杯中,加少量蒸餾水溶解後,定量轉移至250ml容量瓶中定容至刻度,得測試液。
⑵.移取25.00ml測試液於250ml錐形瓶中,加入2.0 ml中性甲醛,搖勻放置5 min,滴入1~2滴酚酞,滴加hac(1 mol/l)至溶液紅色剛好消失(用甲醛掩蔽na2so3時反應生成的naoh可導致溶液鹼性增強,而在強鹼性介質中過量的甲醛會與i2標準液反應。
當na2so3量較大時生成的naoh較多,可能超過隨後所加緩衝溶液的緩衝容量,所以需用酸中和掩蔽反應生成naoh。),然後再加10.0ml hac-naac緩衝溶液(ph=5.
5)、2.0ml澱粉溶液(0.2%),立即用i2標準溶液滴定,當藍色出現且在1分鐘內不褪即為終點,用去i2標準溶液v1( ml)。
⑶.移取25.00ml測試液於250ml錐形瓶中,滴入1~2滴酚酞,加入10.0ml hac-naac緩衝溶液(0.
1mol/l ph=5.5),2.0ml澱粉溶液(0.
2%),立即用i2標準溶液滴定至溶液呈藍色,且30s內不褪色即為終點,用去i2標準溶液v2 (ml)。
⑷.硫代硫酸鈉含量計算:
⑸.產品中亞硫酸鈉含量計算:
v:i2標準溶液的體積;c:標準液物質的量濃度;m:所取na2s2o3·5h2o試樣的質量。
m (na2s2o3 ·5h2o)=248.2 g/mol m (na2s2o3)=158.1 g/mol
m (na2so3 =126.04 g/mol 80℃ s=28.3g/100gh2o
注意事項:
1.蒸發濃縮時,速度太快,產品易於結塊;速度太慢,產品不易形成結晶。
2.反應中的硫磺用量已經是過量的,不需再多加。
3.實驗過程中,濃縮液終點不易觀察,有晶體出現即可,並自然冷卻。
思考題:
1:硫磺粉稍有過量,為什麼?
答:增加反應的產率。硫磺**便宜。
2:為什麼加入乙醇?目的何在?
答:降低水的表面張力,增大亞硫酸鈉與硫磺的接觸機會,增加反應速度,減少反應時間。
3:為什麼要加入活性炭?
答:脫色。
4:蒸發濃縮時,為什麼不可將溶液蒸乾?
答:硫代硫酸鈉於40~45℃熔化,48℃分解。蒸乾會使硫代硫酸鈉分解。
5:如果沒有晶體析出,該如何處理?
答: (1)加入少量晶種;(2)用玻璃棒摩擦燒杯壁;(3)降低溫度。
6:減壓過濾時,漏斗下端應如何放置?
答:漏斗下端斜口應對準抽濾瓶支管口。
7:減壓過濾時,濾紙大小如何?
答:濾紙直徑應比漏斗直徑略微小一點。
8:減壓過濾完成,應如何操作?
答:先將抽濾管從抽濾瓶支管口上拔出,再關閉水幫浦電源。
9:減壓過濾後晶體要用乙醇來洗滌,為什麼?
答:硫代硫酸鈉不溶於乙醇,可以防止因洗滌而損失產品。
10.溴化銀為什麼能溶於硫代硫酸鈉溶液中?
答:生成配合物na2[ag(s2o3)2]。
馬帥吳星
08材料科學與工程1班
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