一、             实验目的

1．  通过本实验，学习掌握库仑滴定法的基本原理。

2．  学会简易恒电流库仑仪的安装和使用。

3．  掌握恒电流库仑滴定法测定痕量砷的实验方法。

二、             方法原理

库仑滴定是通过电解产生的物质作为“滴定剂”来滴定被测物质的一种分析方法。在分析时，以100%的电流效率产生一种物质（滴定剂），能与被分析物质进行定量的化学反应，反应的终点可借助指示剂、电位法、电流法等进行确定。这种滴定方法所需的滴定剂不是由滴定管加入的，而是籍助于电解产生出来的，滴定剂的量所消耗的电量（库仑数）成正比，所以称为“库仑滴定”。

仪器装置如图10—2所示。用45V以上的干电池或恒电压直流电源作为电解电源，通过溶液的电解电流可籍可变电阻器调节，并由已校正的毫安计指示电流值。采用高压电源可减少因电解过程中电解池的反电动势的变化而引起的电解电流的变化，这样才能准确计算滴定过程中所消耗的电量。为了防止各种干扰电极反应的因素发生，必须将电解池的阳极与阴极分开。

本实验是采用恒电流电解碘化钾的缓冲溶液（用碳酸氢钠控制溶液的pH值）产生的碘来测定砷的含量。在铂电极上碘离子被氧化为碘，然后与试剂中的砷（Ⅲ）反应，当砷（Ⅲ）全部被氧化为砷（Ⅴ）后，过量的微量碘将淀粉溶液变为微红紫色，即达到终点。根据电解所消耗的电量（it），按法拉第定律计算溶液中砷（Ⅲ）的含量。

三、             仪器和试剂

1．  干电池或恒压直流电源（45V以上）。

2．  已校正的毫安表。

3．  电磁搅拌器。

4．  铂片电极（作工作电极），螺旋铂丝电极及隔离管。

5．  秒表。

6．  可变电阻器（约5000Ω）、单刀开关、导线。

7．  亚砷酸溶液：约10^-4mol/L^-1（用硫酸微酸化以使之稳定）。

8．  碘化钾缓冲溶液：溶解60g碘化钾，10g碳酸氢钠，然后稀释至1L，加入亚砷酸溶液2~3mL，以防止被空气氧化。

9．  新配制淀粉试液：0.5%。

10．              硝酸：Ψ（HNO₃）=1：1，1 mol/L^-1硫酸钠溶液。

四、             实验步骤

1．  将铂电极浸入1：1硝酸溶液中，数分钟后，取出用蒸馏水吹洗，滤纸沾掉水珠。

2．  按图10—2联接好仪器。

3．  量取碘化钾缓冲溶液50mL及淀粉溶液约3mL，置于电解池中，放入搅拌磁子，将电解池放在电磁搅拌器上。在阴极隔离管中注入硫酸钠溶液，至管的2/3部位，插入螺旋铂丝电极。将铂片电极和隔离管装在电解池之上（注意铂片要完全浸入试液中）。铂片电极接“阳极”，螺旋铂丝电极接“阴极”。启动搅拌器，按下单刀开关，迅速调节电阻器R，使电解电流为1.0mA。细心观察电解溶液，当微红紫色出现时，便立即拉下单刀开关，停止电解。慢慢滴加亚砷酸溶液，直至微红紫色褪去再多加1~2滴，再次继续电解至微红紫色出现，停止电解。为能熟练掌握终点的颜色判断，可如此反复练习几次。

4．  准确移取亚砷酸10.0mL，置于上述电解池中，按下单刀开关，同时开秒表计时。电解至溶液出现与定量加亚砷酸前一样微红紫色时，立即停止电解和秒表计时，记下电解时间（s）。再加入10.0mL亚砷酸溶液，同样步骤测定。重复实验3~4次。

五、             结果处理

根据几次测量结果，求出电解时间的平均值。按法拉第定律计算亚砷酸的含量（以mol/L^-1计）。

六、             问题讨论

1．  写出滴定过程的电极反应和化学反应式。

2．  碳酸氢钠在电解溶液中起什么作用？