硫代硫酸钠标准溶液滴定度校正在铜精矿铜含量分析中的应用

马富超，黄 燕，赵海山

（巴彦淖尔西部铜业有限公司，内蒙古 巴彦淖尔 015000）

巴彦淖尔西部铜业有限公司是以铜、铅、锌、铁等有色金属资源开发为主的资源型企业，每年产铜精矿铜金属量约25000吨。在半成品铜精矿的销售分析需要大量的硫代硫酸钠标准液体，标准溶液作为滴定分析的“标准物质”，广泛应用于工业、农业、卫生、环保、有色金属等领域，用来测定被测成分的含量[1]。在质量管理中可以检验常规分析与现场分析的准确性，标准溶液浓度的准确度直接影响分析结果的准确度，其准确度直接影响到产品质量的控制和企业的经济效益。此方法对国家标准物质进行化学分析，用分析结果来校正由于基准物质被氧化带来的标准溶液浓度差值，从而保证标准溶液浓度的准确性[2]。

1 硫代硫酸钠标准溶液的配置

实验所需的设备或仪器：电子天平（万分之一天平赛多利斯）；A级容量瓶；A级滴定管。

硫代硫酸钠标准溶液c（Na2S2O3）≈0.04mol/L，准确称取10g硫代硫酸钠（Na2S2O3.5H2O）置于300 ml烧杯中，加入煮沸过的冷却纯水溶解，加入0.2 g无水碳酸钠，溶解后转移到1L容量瓶中，并加水定容到1L，暗处放置2周过滤后标定，此溶液相当于约2.5000×10-3g/mL铜。

2 硫代硫酸钠溶液的标定

称取3份0.1000g高纯铜粉（99.999%）分别置于3个300 mL锥形烧杯中，加10mL硝酸（1+1）盖上表皿，低温溶解完全，加入1mL 100g/L三氯化铁溶液，摇匀后加热至近干。用20mL水吹洗表皿及杯壁，盖上表皿，置于电热板上低温煮沸，使盐类完全溶解，取下冷却至室温。向溶液中滴加300g/L乙酸铵溶液，至红色不再加深并过量3-5mL，然后滴加氟化氢铵饱和溶液至红色消失并过量1mL，摇匀。向溶液中加入2g～3g碘化钾，摇匀。迅速用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至浅黄色。加入2mL（5g/L）淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色，加入1mL（400g/L）硫氰酸钾溶液，剧烈摇震蓝色加深，再滴定至蓝色恰好消失，溶液变成乳白色，即到终点。三次标定结果的级差不大于0.005mg/ml。

计算公式：TCU1=m/v1

式中TCU-滴定系数，与1.00mL硫代硫酸钠标准溶液相当的以克表示的铜的质量，mg/mL；m-称取高纯铜粉的质量g；v1-滴定时金属铜消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积与空白溶液消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积之差，mL；

表1 标定记录表

3 采用国家标准样品分析校正法，来保证硫代硫酸钠标准溶液滴定度的准确性

（1）分析方法。称取0.3000g已知准确品位铜精矿标准样品（铜精矿国家标准物质ZBK338）5个置于300 mL锥形烧杯中，用少许水溶湿。加入HCL10mL低温溶解5分钟左右，待溶液变至清澈透明时取下自然冷却，再加5mL硝酸，5mL溴水，低温溶解，至近干。待冷却后加入5mL浓硫酸，盖好表面皿先在较低温度处溶解，待硫酸将试样完全溶湿后将烧杯放置在较高温度处，蒸至烧杯内的黄烟冒尽并表面皿上没有流动的液体后将表面皿打开，待烧杯底部白烟冒尽后将烧杯放倒把杯壁上的液体也完全烤干，取下冷却。加入2mL左右的盐酸，在低温处蒸干至白烟冒尽时取下，自然冷却。加适量纯水并用纯水冲洗表面皿及烧杯内璧，在低温加热煮沸3-4分钟后取下冷却。滴定操作与标定时相同。

（2）结果计算。按TCU1计算出铜标样铜含量20.76%，而实际20.56%，测量值高于参考值0.20%，测量值与参考值平均品位20.66%。

（3）问题分析与讨论。在标定时使用的高纯铜粉，而高纯铜粉部分已被空气中的氧气氧化为CuO。而在标定中仍以99.999%高纯铜粉进行标定。在标定硫代硫酸钠标准溶液过程中实际发生以下两种化学反应：

（1）式中硝酸既表现出酸的通性，又表现出强氧化剂的通性，铜单质全部转化为溶液中的Cu2+；而（2）中氧化铜中Cu2+还原性弱，只能发生复分解反应，在此反应中稀硝酸只表现出酸的性质，氧化铜中的Cu2+转化成溶液中的Cu2+。因为单质铜部分已被氧化成氧化铜，所以溶液中的Cu2+含量降低，根据滴定发生的化学反应方程式：

Cu2+含量降低，从（3）式中可以得释放出的I2的含量降低，在用硫代硫酸钠溶液滴定时，从（4）式可以得出消耗硫代硫酸钠的体积减少的结论。从式TCU1=m/v1中,m的质量仍以高纯铜粉计算，v1减小，TCU1将增大，如果用此标准溶液进行铜精矿铜含量分析，此标准溶液滴定后分析出来铜精矿铜品位将偏高。

（4）采取的办法。对标定好的硫代硫酸钠标液滴定度进行校正。校正方法：

表2 校正后国家标准样品滴定计算表

4 结果与讨论

①为保证硫代硫酸钠标准溶液滴定度的准确性，标定时使用的高纯铜粉确保没有氧化；②标定后必须用国家有证标准样品分析验证，确保硫代硫酸钠滴定度的准确性；③采取用国家标准样品分析来校正硫代硫酸钠标准溶液浓度的办法简单可行，容易操作。

[1]《有色金属矿石及其选冶产品分析》冶金工业出版社出版林大泽张永德吴敏编著.

[2]《化验员读本》化学工业出版社出版刘珍主编.