硫代硫酸鈉標準溶液滴定度校正在銅精礦銅含量分析中的應用

馬富超，黃 燕，趙海山

（巴彥淖爾西部銅業(yè)有限公司，內蒙古 巴彥淖爾 015000）

巴彥淖爾西部銅業(yè)有限公司是以銅、鉛、鋅、鐵等有色金屬資源開發(fā)為主的資源型企業(yè)，每年產銅精礦銅金屬量約25000噸。在半成品銅精礦的銷售分析需要大量的硫代硫酸鈉標準液體，標準溶液作為滴定分析的“標準物質”，廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、衛(wèi)生、環(huán)保、有色金屬等領域，用來測定被測成分的含量[1]。在質量管理中可以檢驗常規(guī)分析與現(xiàn)場分析的準確性，標準溶液濃度的準確度直接影響分析結果的準確度，其準確度直接影響到產品質量的控制和企業(yè)的經濟效益。此方法對國家標準物質進行化學分析，用分析結果來校正由于基準物質被氧化帶來的標準溶液濃度差值，從而保證標準溶液濃度的準確性[2]。

1 硫代硫酸鈉標準溶液的配置

實驗所需的設備或儀器：電子天平（萬分之一天平賽多利斯）；A級容量瓶；A級滴定管。

硫代硫酸鈉標準溶液c（Na2S2O3）≈0.04mol/L，準確稱取10g硫代硫酸鈉（Na2S2O3.5H2O）置于300 ml燒杯中，加入煮沸過的冷卻純水溶解，加入0.2 g無水碳酸鈉，溶解后轉移到1L容量瓶中，并加水定容到1L，暗處放置2周過濾后標定，此溶液相當于約2.5000×10-3g/mL銅。

2 硫代硫酸鈉溶液的標定

稱取3份0.1000g高純銅粉（99.999%）分別置于3個300 mL錐形燒杯中，加10mL硝酸（1+1）蓋上表皿，低溫溶解完全，加入1mL 100g/L三氯化鐵溶液，搖勻后加熱至近干。用20mL水吹洗表皿及杯壁，蓋上表皿，置于電熱板上低溫煮沸，使鹽類完全溶解，取下冷卻至室溫。向溶液中滴加300g/L乙酸銨溶液，至紅色不再加深并過量3-5mL，然后滴加氟化氫銨飽和溶液至紅色消失并過量1mL，搖勻。向溶液中加入2g～3g碘化鉀，搖勻。迅速用待標定的硫代硫酸鈉溶液滴定至淺黃色。加入2mL（5g/L）淀粉溶液，繼續(xù)滴定至淺藍色，加入1mL（400g/L）硫氰酸鉀溶液，劇烈搖震藍色加深，再滴定至藍色恰好消失，溶液變成乳白色，即到終點。三次標定結果的級差不大于0.005mg/ml。

計算公式：TCU1=m/v1

式中TCU-滴定系數(shù)，與1.00mL硫代硫酸鈉標準溶液相當?shù)囊钥吮硎镜你~的質量，mg/mL；m-稱取高純銅粉的質量g；v1-滴定時金屬銅消耗硫代硫酸鈉標準溶液的體積與空白溶液消耗的硫代硫酸鈉標準溶液體積之差，mL；

表1 標定記錄表

3 采用國家標準樣品分析校正法，來保證硫代硫酸鈉標準溶液滴定度的準確性

（1）分析方法。稱取0.3000g已知準確品位銅精礦標準樣品（銅精礦國家標準物質ZBK338）5個置于300 mL錐形燒杯中，用少許水溶濕。加入HCL10mL低溫溶解5分鐘左右，待溶液變至清澈透明時取下自然冷卻，再加5mL硝酸，5mL溴水，低溫溶解，至近干。待冷卻后加入5mL濃硫酸，蓋好表面皿先在較低溫度處溶解，待硫酸將試樣完全溶濕后將燒杯放置在較高溫度處，蒸至燒杯內的黃煙冒盡并表面皿上沒有流動的液體后將表面皿打開，待燒杯底部白煙冒盡后將燒杯放倒把杯壁上的液體也完全烤干，取下冷卻。加入2mL左右的鹽酸，在低溫處蒸干至白煙冒盡時取下，自然冷卻。加適量純水并用純水沖洗表面皿及燒杯內璧，在低溫加熱煮沸3-4分鐘后取下冷卻。滴定操作與標定時相同。

（2）結果計算。按TCU1計算出銅標樣銅含量20.76%，而實際20.56%，測量值高于參考值0.20%，測量值與參考值平均品位20.66%。

（3）問題分析與討論。在標定時使用的高純銅粉，而高純銅粉部分已被空氣中的氧氣氧化為CuO。而在標定中仍以99.999%高純銅粉進行標定。在標定硫代硫酸鈉標準溶液過程中實際發(fā)生以下兩種化學反應：

（1）式中硝酸既表現(xiàn)出酸的通性，又表現(xiàn)出強氧化劑的通性，銅單質全部轉化為溶液中的Cu2+；而（2）中氧化銅中Cu2+還原性弱，只能發(fā)生復分解反應，在此反應中稀硝酸只表現(xiàn)出酸的性質，氧化銅中的Cu2+轉化成溶液中的Cu2+。因為單質銅部分已被氧化成氧化銅，所以溶液中的Cu2+含量降低，根據滴定發(fā)生的化學反應方程式：

Cu2+含量降低，從（3）式中可以得釋放出的I2的含量降低，在用硫代硫酸鈉溶液滴定時，從（4）式可以得出消耗硫代硫酸鈉的體積減少的結論。從式TCU1=m/v1中,m的質量仍以高純銅粉計算，v1減小，TCU1將增大，如果用此標準溶液進行銅精礦銅含量分析，此標準溶液滴定后分析出來銅精礦銅品位將偏高。

（4）采取的辦法。對標定好的硫代硫酸鈉標液滴定度進行校正。校正方法：

表2 校正后國家標準樣品滴定計算表

4 結果與討論

①為保證硫代硫酸鈉標準溶液滴定度的準確性，標定時使用的高純銅粉確保沒有氧化；②標定后必須用國家有證標準樣品分析驗證，確保硫代硫酸鈉滴定度的準確性；③采取用國家標準樣品分析來校正硫代硫酸鈉標準溶液濃度的辦法簡單可行，容易操作。

[1]《有色金屬礦石及其選冶產品分析》冶金工業(yè)出版社出版林大澤張永德吳敏編著.

[2]《化驗員讀本》化學工業(yè)出版社出版劉珍主編.