铅、铋混合液配制方法的探索与改进

盛勤芳

【摘 要】本文探索了在铅、铋混合液连续滴定实验中，通过铅、铋混合液配制方法的改进，降低了混合液配制的难度，通过控制溶解铅、铋混合液所需浓HNO3用量，避免了滴定Bi3+时用NaOH溶液调节试液至pH≈1时的繁琐的操作和溶液配置不准确。改进后的混合液配制方法：操作简便，药品用量少，终点易于观察，测定准确度高。

【关键词】混合液;酸效应;连续滴定

铅、铋混合液中铅、铋含量的连续测定是高校分析化学中络合滴定法中的一个经典实验，其目的是训练学生掌握控制溶液的酸度来进行多种金属离子的连续滴定。

Bi3+、Pb2+均能与EDTA形成稳定的1：1络合物，其稳定常數分别为logKBiY=27.94，logKPbY=18.04，由于两者的稳定常数相差很大，故可以利用酸效应，控制不同的酸度，进行分别滴定。在pH≈1时，滴定Bi3+，在pH=5～6时，滴定Pb2+。

1 铅、铋混合液配制方法的改进

本实验成败的关键是铅、铋混合液的配制，查阅文献发现目前大多数高校的分析化学实验教材上没有介绍铅、铋混合液的配制方法，极少数介绍配制方法与武汉大学《分析化学实验》中的配制方法相似，配制程序大致如下：

配制Bi3+和Pb2+混合液，c（Bi3+）和c（Pb2+）浓度各约0.02mol.L-1，称Pb（NO3）266克，Bi（NO3）397克，将它们加入已放有312mL浓HNO3的烧杯中，在电炉上微热溶解后，稀释至10L。

按照此方法配制Bi3+和Pb2+混合液，发现存在以下问题：

（1）因为浓HNO3易挥发，配制时将电炉置于通风厨中加热，在加热过程中会有很多HNO3挥发，而且Pb（NO3）2和Bi（NO3）3还是不易溶解。

（2）测定Bi3+时还要用NaOH溶液调节试液至pH≈1，操作麻烦，并带来一定的误差。

（3）连续滴定消耗标准溶液EDTA的量易超过50mL。

能不能用更简便的方法来配制此混合液呢？我进行了以下的实验探索。

配好铅、铋混合液还需要考虑以下因素：

（1）当溶液酸度较高时，二甲酚橙不与Bi3+络合，从酸效应曲线查到滴定Bi3+允许的最高酸度pH=0.7;当Bi3+、Pb2+混合液的酸度太低时，Bi3+因水解而生成氢氧化物沉淀，混合液发生浑浊现象，Bi3+的实际浓度降低，例如当pH≥2时，Bi3+因水解而生成氢氧化物沉淀。为了避免这些情况的发生，又使混合液的酸度符合滴定Bi3+的实验要求，浓HNO3的用量控制在混合液的最终pH≈1为佳。

（2）由于Pb（NO3）2，Bi（NO3）3对于环境有一定的污染，而一般高校没有条件回收利用，另外为了使连续滴定消耗的标准溶液EDTA控制在40～45ml，需要调整Bi3+、Pb2+混合液的浓度约为0.0085mol.L-1，采用0.01mol.L-1EDTA标准溶液滴定之。

首先根据需要称取一定量的Pb（NO3）2和Bi（NO3）3，将其分别置于含一定量的浓HNO3，1：1 HNO3，1：2 HNO3的广口瓶中，盖好瓶盖，再将广口瓶分别放在温度为55℃、60℃、65℃、70℃的恒温水浴锅中保温两小时，关闭电源，待冷却后，将广口瓶拿出，见广口瓶中的溶质都有不同程度的溶解，将其放置，一周后，广口瓶内为浓HNO3，1：1 HNO3且恒温水浴锅温度为65℃、70℃的溶质全部溶解，再将其稀释至需要的浓度，即可进行测定。

表1 Pb（NO3）2和Bi（NO3）3在不同浓度HNO3中的溶解状况（一周后）

综合考虑各方面因素，按如下方法进行配制：

称取14克Pb（NO3）2，20克Bi（NO3）3将其置入含62.5mL的1：1 HNO3广口瓶中，盖紧瓶盖，再将广口瓶放在温度为65℃左右的恒温水浴锅中，保温两小时后，关闭电源，冷却后拿出，放置一周后，将其稀释至5L。

2 铅、铋混合液配制方法改进后实验部分

试剂：

（1）EDTA标准溶液 0.01 mol.L-1

（2）二甲酚橙指示剂 0.2%水溶液

（3）Zn基准物质

（4）HCl溶液 1+1

（5）六亚甲基四胺 200g.L-1

（6）Bi3+、Pb2+混合液，CBi3+和CPb2+浓度各约0.00085mol.L-1

实验步骤：

（1）0.01mol.L-1EDTA标准溶液的配制和标定

称取4g乙二胺四乙酸二钠（即EDTA）置于500ml烧杯中，加蒸溜水溶解后，稀释至500mL。

用Zn作基准物质，准确称取金属Zn 0.15～0.2g，置于250mL烧杯中，盖好表面皿，加入5～6mLHCl（1+1），必要时微热，待Zn完全溶解后，以少量蒸溜水冲洗杯壁，定量转入250ml容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。

移取25.00mLZn2+标准溶液于250ml 锥形瓶中，加20ml蒸溜水、滴加2～3滴二甲酚橙指示剂，再加六亚甲基四胺溶液至溶液呈稳定的紫红色，再过量5mL，用EDTA标准溶液滴定至溶液突变亮黄色即为终点。

（2）Bi3+的测定：用移液管移取25mLBi3+、Pb2+混合液，置于250mL锥形瓶中，滴加2～3滴二甲酚橙指示剂，用0.01 mol.L-1EDTA标准溶液滴定至溶液呈亮黄色，即为终点，记录读数V1。

（3）Pb2+的测定：在滴定Bi3+后的溶液中，滴加六亚甲基四胺溶液至溶液呈稳定的紫红色，再过量5mL，此时pH约为5～6，继续用EDTA标准溶液滴定至溶液呈亮黄色，即为终点，记录读数V2。

结果计算：

Bi3+g.L-1=c（EDTA）*V1*M（Bi）/V

Pb2+g.L-1=c（EDTA）*V2*M（Pb）/V

式中：

c（EDTA）——EDTA标准溶液的浓度，mol.L-1;

V1——滴定Bi3+时消耗EDTA的体积，L;

V2——滴定Pb2+时消耗EDTA的体积，L;

V——所取试液的体积，L;

M（Bi）——Bi的摩尔质量，g.mol-1;

M（Pb） ——Pb的摩尔质量，g.mol-1。

3 结论

用本方法配制的铅、铋混合液进行测定，操作简便，节约药品，终点易于观察，测定准确度高，相对标准偏差≤0.1%。

【参考文献】

[1]武汉大学，主编.分析化学[M].5版.北京：高等教育出版社，2006：199-201.

[2]武汉大学，主编.分析化学实验[M].4版.北京：高等教育出版社，2010：189-190.

[3]华东理工大学分析化学教研组，四川大学工科化学基础课程教学基地，编.分析化学[M].6版.北京：高等教育出版社，2009.

[责任编辑：汤静]