硫在自然界中有多种存在形式,如 H2S、HS-、S2-、硫醇、硫醚等,在一定条件下均能转化成具有恶臭气味且有毒的物质,对环境造成一定的危害并影响人身体健康。碘量法作为经典滴定分析方法(容量法),在检测硫化物方面起着非常重要作用。

反应机理

碘量法在硫化物测定过程中,硫化物与过量的碘在弱酸性或中性条件下反应,剩余的碘用硫代硫酸钠标准溶液以淀粉为指示剂滴定,从而间接测定出硫化物的含量。

过渡金属硫化物催化剂催化加氢作用机理_硫化物测定原理_硫化物

通过对水样处理,取一定量待测液于 250 mL碘量瓶中,加水50 mL硫化物,加入适量的Zn( Ac)2溶液、碘标准溶液以及盐酸溶液使其保持一定的pH值,塞住封口于暗处放置5 min。

硫代硫酸钠溶液( 用重铬酸钾标准溶液标定) 滴定剩余碘,待溶液呈浅黄色时加入1 m L质量分数为 1% 的淀粉指示剂,滴定至无色即为终点,并以水为代替试样做空白试验。

影响

硫化物的存在以溶解的 H2S、HS-及悬浮物中酸性金属硫化物为主硫化物,在不同 pH 值条件下S2-在水中的溶解度有很大的差别,硫化物的完全沉淀为准确测定的关键。

pH值对测定结果的影响

随pH值升高,硫化物含量升高。

当溶液 pH 值大于7时,硫代硫酸根与碘在碱性条件下会发生反应( S2O32-+ 4I2+10OH-→2SO42-+ 8I-+ 5H2O) ,同时 I2随溶液碱性增强易发生歧化反应( I2+ 2OH-→IO3-+ I-+ H2O) ,剩余碘含量减少从而导致测定值偏高。

在pH值较低时,硫代硫酸根与氢离子反应( S2O32-+ 2H+→SO2+ S + H2O) ,同时 I-易与 O2反应生成游离碘( 4H++ 4I-+ O2→2I2+ 2H2O) ,从而消耗更多硫代硫酸钠溶液,使测定结果偏低。

所以测定硫化物含量时应必须将反应体系的pH值控制在 5~7。

Zn( Ac)2用量对测定结果的影响

待测样中的硫化物与 Zn( Ac)2化锌沉淀,需要对硫化锌沉淀进行测定。因此,

Zn( Ac)2用量对硫化物测定结果影响非常大。

对Zn( Ac)2用量对碘量法的影响做比较试验。

用1 mol/L 氢氧化钠将样品的pH 值调至不小于10,然后进行测定。

试验结果表明,

硫化物含量在100 mg /L以内时,Zn( Ac)2( 1 mol/L) 用量为1m L 即可; 当样品含量大于100mg / L 时,此时硫化锌沉淀增加,形成类似胶体物质影响试验结果,应稀释后进行测定。

温度对测定结果的影响

温度对测定结果的影响,从温度高于40℃开始,测定结果误差越来越大,当温度超过50℃后又急剧减小。

这是因为在随温度升高过程中溶液中剩余的游离I2随温度升高而升华,结果消耗的硫代硫酸钠溶液减少,从而最终结果偏大; 但当温度高于50℃时,溶解在 KI 中的游离碘随温度升华越来越少,导致硫离子未完全沉淀。

因此,测定结果急剧下降。在室温( 25℃)下进行反应即可。

静置时间对测定结果的影响

静置时间越久或直接测定,结果均偏低。

这可能是因为,直接测定时碘与硫化锌还没反应完全,时间太长则导致碘挥发。

因此,反应静置时间应控制在5~10 min 即可。

加药顺序对测定结果的影响

实际上,根据强酸制弱酸和硫化氢是易挥发气体,

可知先加入盐酸,会使溶液中 S2-生成硫化氢,对试验结果产生影响。

因此,在操作过程中应严格按照先加入碘标准溶液再加入盐酸的顺序。

指示剂对测定结果的影响

淀粉溶液在常温下放置时间越长测定结果误差越大;

放置时间延长了,淀粉溶液就会出现浑浊,甚至出现霉菌,使淀粉变质。

变质的淀粉极易对碘产生吸附,致使测定结果偏大。

因此,为减小试验误差,淀粉指示剂最好尽量现配或在 2 d 内使用。

结论:

反应体系的pH值必须控制在5~7,反应温度在常温( 25℃) 下并在暗处静置5 min。同时,需注意反应静置时间不易过短或过长,必须控制在5 min,淀粉溶液应尽量现配或在使用1d之内配制的溶液。此外,由于I-容易被氧化,滴定过程要快速,且摇晃不易剧烈。

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