硫代硫酸钠的制备和定性鉴定

前言

采用亚硫酸钠法,用近饱和的亚硫酸钠溶液和硫粉共煮来制备硫代硫酸钠。由于硫代硫酸钠具有不稳定性，较强的还原性和配位能力。所以对制好的产品进行性质鉴定。用盐酸溶液检验其不稳定性，用碘水和淀粉溶液检验其还原性，用硝酸银溶液和溴化钾溶液检验其配合性。

硫代硫酸钠是最重要的硫代硫酸盐，俗称“海波”，又名“大苏打”，是无色透明单斜晶体。易溶于水，难溶于乙醇，硫代硫酸钠在酸性条件下极不稳定，易分解；硫代硫酸钠具有较强的还原性和配位能力，可用于照相行业的定影剂，洗染业、造纸业的脱氯剂，定量分析中的还原剂。   

实验原理

采用亚硫酸钠法制备硫代硫酸钠,是近饱和的亚硫酸钠溶液与硫粉共煮。

              Na₂SO₃  +  S  +  5H₂O  ══   Na₂S₂O_3·5H₂O

              126      32                     248

              5.1g    1.5g                     10g

反应液经脱色、过滤、浓缩结晶、过滤、干燥即得产品。                    

Na₂S₂O₃于40～45℃熔化，48℃分解，因此，在浓缩过程中要注意不能蒸发过度。

实验用品

仪器：电热套，托盘天平，100mL锥形瓶，10mL量筒，蒸发皿，磁力搅拌器，玻璃棒，石棉网，抽滤瓶，布氏漏斗，试管

固体试剂：Na₂SO₃，硫粉，活性炭

液体试剂：乙醇， AgNO₃（1mol·L^-1），碘水，淀粉溶液，盐酸（6mol·L^-1），KBr（0.1mol·L^-1）

实验内容

1．硫代硫酸钠的制备   

（1）称取5.1g Na₂SO₃ 固体于100mL锥形瓶中，加50mL蒸馏水搅拌溶解。

（2）称取1.5g 硫磺粉于100mL烧杯中，加3mL乙醇充分搅拌均匀，再加入Na₂SO₃溶液混合，盖上表面皿，加热并不断搅拌。

（3）待溶液沸腾后改用小火加热，保持微沸状态1h，不断地用玻璃棒充分搅拌，直至仅有少许硫粉悬浮于溶液中，加少量活性炭作脱色剂。

（4）趁热减压过滤，将滤液转至蒸发皿中，水浴加热浓缩至液体表面出现结晶为止。

（5）自然冷却、结晶。

（6）减压过滤，滤液回收。

（7）用少量乙醇洗涤晶体，用滤纸吸干后，称重，计算产率。

其流程图

2．硫代硫酸钠的性质鉴定

取少量自制的Na₂S₂O₃·5H₂O晶体溶于10mL水中，进行以下实验。            

1．S₂O₃²离子鉴定

在点滴板加入Na₂S₂O₃ 溶液再加2 滴0.1mol·L^-1AgNO₃ 溶液。观察现象。如果沉淀由白色变黄色变棕色最后变为黑色。可证明含有S₂O₃^2- 离子。

2Ag⁺  +  S₂O₃^2-  ==  Ag₂S₂O₃       Ag₂S₂O  +  H₂O == Ag₂S  +  H₂SO₄

2．Na₂S₂O₃.5H₂O的稳定性

取少量Na₂S₂O₃ 溶于试管中，加入3滴6mol·L^-1盐酸溶液，振荡片刻，用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出气体，观察现象。观察到蓝色石蕊试纸变红色，有浅黄色沉淀生成。

        S₂O₃^2- +  H⁺  =S↓+SO₂   + H₂O

3．Na₂S₂O₃.5H₂O的还原性

滴入少量的碘水和淀粉溶液于试管中，然后再滴入少量Na₂SO₃ 溶液于试管中，观察现象 。观察到溶液由蓝色变为无色。

2S₂O₃^2-  +  I₂═ S₄O₆^{2 -}  +  2I^-

4．Na₂S₂O₃.5H₂O配位性

在点滴板滴加2滴0.1 mol·L^-1AgNO₃ 溶液和2滴0.1 mol·L^-1 KBr 溶液，再滴入3滴Na₂S₂O₃ 溶液，观察现象。

Ag⁺  + Br^-═ AgBr↓   2AgBr  + 2 S₂O₃^2-═ [Ag(S₂O₃)₂]^3-  +  2Br^-

 

 

 

 

 

     

3．数据处理

将实际产量Mg除以理论产量10.0g，就可以得到硫代硫酸钠晶体的产率。

Na₂SO₃  +  S  +  5H₂O  ══   Na₂S₂O₃·5H₂O

   126      32                     248

   5.1g     1.3g                   10.0g

  由实验制得Na₂S₂O₃·5H₂O晶体的实际产量 m g。

  则Na₂S₂O₃·5H₂O晶体的产率 = ×100%=

误差来源：

1．反应原硫粉溶解的量不够，导致Na₂S₂O₃.5H₂O的产量过少。

2．在煮沸过程中，时间把握不够，没到完全反应就停止煮沸，导致产量过少。

3．蒸发与过滤过程中，产生的损耗过大，影响产物的收集，导致产量的减少.

注意事项

1．蒸发浓缩时，速度太快，产品易于结块；速度太慢，产品不易形成结晶。

2．反应中的硫磺用量已经是过量的，不需再多加。

3．实验过程中，浓缩液终点不易观察，有晶体出现即可。

4．反应过程中，应不时地将烧杯壁上的硫粉也搅入反应液中。

5．注意保持反应液体积不少于32 mL。

6．抽滤时应细心操作，避免活性炭进入滤液。

7．浓缩结晶时，切忌蒸出较多溶剂，免得产物因缺水而固化，得不到Na₂S₂O₃?5H₂O晶体。

8．若放置一段时间仍没有晶体析出，是形成过饱和溶液，可采用磨擦器壁或加一粒硫代硫酸钠晶体引发结晶。

第二篇：碘和硫代硫酸钠溶液的配制与标定

实验六碘和硫代硫酸钠溶液的配制与标定

实验七葡萄糖含量的测定

一、实验目的

1、掌握Na₂S₂O₃及I₂溶液的配制和标定方法

2、掌握间接碘量法测定葡萄糖含量的方法

二、实验原理

1、硫代硫酸钠的标定

Na₂S₂O₃不稳定，见光、受热、酸性溶液中易分解，易被氧化，需间接配制

Na₂S₂O₃标定是采用间接碘量法。准确称取一定量的K₂Cr₂O₇ 基准试剂，配成溶液，加入过量的KI，在酸性溶液中定量地完成下列反应：

生成的I₂，立即用Na₂S₂O₃溶液滴定。

有关系：，根据滴定Na₂S₂O₃消耗的体积，即可计算出Na₂S₂O₃的浓度。

2、I₂溶液的标定(略)

由式：相互滴定，可计算出I₂的浓度。

3、葡萄糖溶液的测定

碘与NaOH作用能生成NaIO，而C₆H₁₂O₆能定量地被NaIO氧化。在酸性条件下，未与C₆H₁₂O₆作用的NaIO可转变为I₂析出，只要用标准Na₂S₂O₃溶液滴定析出的I₂，便可计算C₆H₁₂O₆的含量。有关反应：

三、实验步骤

1、0.05mol/L I₂和0.1mol/L Na₂S₂O₃溶液的配制（已配好）

2、I₂和Na₂S₂O₃溶液的比较滴定

    用移液管取25.00mL标准I₂于锥形瓶中，加入50mL水，用Na₂S₂O₃溶液滴定至浅黄色后，加入2mL的淀粉指示剂^③，再用Na₂S₂O₃溶液继续滴定至蓝色刚好褪去为止。平行滴定2次。

3、Na₂S₂O₃溶液的标定

    准确地称取0.11～0.12g的K₂Cr₂O₇基准试剂2份。分别置于2个250mL的碘量瓶中，分别加入10～20mL蒸馏水使之溶解。加10mL 20% KI溶液 , 10mL 2mol/LHCl，充分混合溶解后，盖好塞子，以防止I₂因挥发而损失。在暗处放置5min^①，然后加50mL水稀释^②，用Na₂S₂O₃溶液滴定到溶液呈浅绿黄色时，加2mL淀粉溶液^③，继续滴入Na₂S₂O₃溶液直到蓝色刚好消失^④而Cr³⁺绿色出现为止。

4、葡萄糖的测定

    用移液管吸取25.00mL待测葡萄糖溶液于碘量瓶中，准确加入25.00mLI₂ 标准溶液。一边摇动，一边慢慢加入2mol/L NaOH溶液，直到溶液显淡黄色^⑤。将碘量瓶加塞于暗处放置10～15min后，加2mL6mol/L HCl使溶液呈酸性，立即用Na₂S₂O₃溶液滴定到溶液呈淡黄色，加入2mL淀粉指示剂，继续滴加到蓝色消失为止，记下读数。平行测定2次。

四、结果与计算

C₆H₁₂O₆的分子量为：180

五、注意事项

1、K₂Cr₂O₇与I₂的反应不是立即完成，在稀溶液中进行更慢，所以一般需要放置5min以上。

2、K₂Cr₂O₇还原后生成的Cr³⁺呈绿色，妨碍终点指示剂观察，需加水稀释，使颜色变浅。稀释还可降低过量I^-，避免空气中的O₂氧化。

3、Na₂S₂O₃滴定I₂时，淀粉不宜过早加入，否则易与大量I₂形成加合物，加合物中的I₂不易与Na₂S₂O₃作用。

4、滴定到终点的溶液，经一段时间后变蓝。如果不是很快变蓝，那是因空气中的氧化作用所致。如果很快变蓝，而且不断加深，说明溶液稀释太早，K₂Cr₂O₇和KI的反应在滴定前进行得不完全，此时实验失败。

5、此处，加碱的速度不宜过快，否则过量的NaIO来不及氧化C₆H₁₂O₆而歧化为不与葡萄糖反应的NaIO₃和NaI，使测定结果偏低，此时的颜色也需仔细地观察。

六、思考题：

1、用Na₂S₂O₃溶液滴定I₂溶液和用I₂溶液滴定Na₂S₂O₃溶液时都是用淀粉指示剂，为什么要在不同时候加入？终点颜色变化有何不同？

2、标定Na₂S₂O₃溶液时，加入的KI溶液的量是否要很精确？为什么？