实验目的
本实验旨在通过标定法准确测定硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)溶液的浓度。硫代硫酸钠作为一种重要的化学试剂,在滴定分析中广泛应用于碘量法等氧化还原反应中。通过本实验,学生能够掌握标定实验的基本操作技能,并理解其在实际分析中的重要性。
实验原理
硫代硫酸钠的标准溶液通常用于滴定含碘物质,如碘化钾与氯水反应生成的碘单质。在酸性条件下,碘单质可以被硫代硫酸钠定量还原为碘离子,其反应式如下:
\[ I_2 + 2S_2O_3^{2-} \rightarrow S_4O_6^{2-} + 2I^- \]
通过已知浓度的碘标准溶液或基准物来标定硫代硫酸钠溶液的浓度,是确保其准确性的重要步骤。
实验仪器与试剂
- 实验仪器:电子天平、容量瓶、移液管、锥形瓶、滴定管。
- 实验试剂:硫代硫酸钠固体、碘标准溶液、淀粉指示剂、稀盐酸。
实验步骤
1. 配制硫代硫酸钠溶液
使用电子天平称取一定质量的硫代硫酸钠固体,溶解于蒸馏水中并转移至容量瓶中,定容至指定体积,摇匀备用。
2. 标定过程
吸取一定体积的碘标准溶液至锥形瓶中,加入适量的稀盐酸和几滴淀粉指示剂。缓慢滴加硫代硫酸钠溶液直至蓝色完全消失,记录消耗的硫代硫酸钠溶液体积。
3. 数据处理
根据公式 \( C_{Na_2S_2O_3} = \frac{C_I \times V_I}{V_{Na_2S_2O_3}} \) 计算硫代硫酸钠溶液的浓度,其中 \( C_I \) 和 \( V_I \) 分别为碘标准溶液的浓度和体积,\( V_{Na_2S_2O_3} \) 为消耗的硫代硫酸钠溶液体积。
实验结果
| 实验次数 | 碘标准溶液体积/mL | 消耗硫代硫酸钠溶液体积/mL | 计算浓度/mol·L⁻¹ |
|----------|--------------------|---------------------------|-------------------|
| 第一次| 25.00 | 24.87 | 0.1005|
| 第二次| 25.00 | 24.90 | 0.1002|
| 第三次| 25.00 | 24.85 | 0.1008|
平均浓度:\( C_{Na_2S_2O_3} = 0.1005 \, mol·L^{-1} \)
结论
本次实验成功标定了硫代硫酸钠溶液的浓度,所得结果较为精确且重复性良好。实验过程中需注意控制滴定速度及终点判断的准确性,以提高测量精度。
注意事项
- 配制硫代硫酸钠溶液时应避免阳光直射,防止分解。
- 滴定时应保持恒定的速度,避免过快导致终点判断失误。
- 实验结束后应及时清洗仪器,妥善保存试剂。
通过此次实验,我们不仅掌握了硫代硫酸钠溶液的标定方法,还深刻认识到实验细节对最终结果的影响,为进一步的学习研究奠定了坚实基础。