24FeSO₄晶体纯度的测定

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本实验利用含有一定质量FeSO₄晶体的溶液来代替补铁药品，用酸性KMnO₄滴定FeSO₄溶液，在检验亚铁离子同时，还可以测定FeSO₄晶体的纯度。

一、实验目的

1. 学习并掌握滴数传感器和氧化还原电势传感器的使用方法。利用已知浓度的酸性KMnO₄滴定含有一定质量FeSO₄晶体的溶液，通过电势的突变确定滴定终点。

2. 认识氧化还原滴定中电势突跃的存在，加深理解氧化还原滴定方法的原理。

3. 掌握氧化还原滴定的计算方法。

二、实验背景

市场上绝大多数的补血药品的主要成分都是亚铁盐，比如葡萄糖酸亚铁、乳酸亚铁、硫酸亚铁等等。Fe²⁺离子是一种还原性很强的离子，很容易被氧化变质，因而补铁药品中同时含有大量的维生素C来延缓亚铁盐的变质。

实验室测定亚铁盐的纯度通常是利用氧化还原滴定的原理。利用已知浓度的酸性KMnO₄滴定一定体积含有亚铁盐溶液，以此来计算亚铁盐的含量或浓度。由于补铁药品中含有的维生素C也会消耗酸性KMnO₄，且不确定一支补铁口服液中维生素的具体含量（考虑维生素C的变质）。因而利用FeSO₄晶体来代替补铁口服液，以此来模拟实验室测定补铁药物中亚铁盐的含量。

三、实验原理

酸性KMnO₄滴定Fe²⁺发生反应的离子方程式为：MnO₄^- + 5Fe²⁺ + 8H⁺＝ Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O。随着滴定的进行，还原性离子浓度降低，氧化性离子浓度增大，电势会慢慢升高。当Fe²⁺被完全氧化之后，再滴入强氧化性的酸性KMnO₄，离子的电势会瞬间突变（增大），此时意味着反应终点已经到达。可以在图像中找到滴定终点所消耗的酸性KMnO₄的准确体积，代入公式：5C(KMnO₄) · V(KMnO₄) · 10 ^-3 · M(FeSO₄) / m(样品) ×100 ﹪便可计算出FeSO₄晶体的纯度。

四、实验仪器和药品

实验药品：0.05mol/L酸性KMnO₄、FeSO₄晶体、蒸馏水

实验仪器：烧杯、铁架台、 150ml烧杯、磁力搅拌器、滴数传感器、氧化还原电势传

感器、数据采集器

实验装置图：

五、实验步骤

1.准确配制0.05mol/L酸性KMnO₄溶液；

2. 称取0.5gFeSO₄晶体，加入约100ml水溶解于烧杯中；

3.安装好磁力搅拌器，接通电源。将烧杯放在磁力搅拌器上，并放入磁籽；

4.将滴数传感器固定在磁力搅拌器上，取出氧化还原电势传感器，用蒸馏水冲洗之后固定在滴数传感器上，保证底部的玻璃珠完全浸没在溶液中且与磁籽有一定的距离；

5. 安装金属夹在滴数传感器的上方，将装有约50ml酸性KMnO₄溶液的塑料试剂库用夹子固定好。保证其尖嘴处正置于滴数传感器上方；

6.打开磁力搅拌器，点击，然后将塑料试剂库上方的阀门打开（下方的阀门用于控制滴速）；

7.观察图像变化，待到电势曲线发生突变时，可关闭上方的阀门，停止滴定，同时停止采集。

六、实验数据

图一

图二

从图二中可以找出，当酸性KMnO₄滴入6.39ml时，终点达到。通过计算得出该FeSO₄晶体纯度为48.56﹪（以FeSO₄计）

七、交流讨论

1.和传统滴定实验比较，该实验有哪些优势？

2.观察滴定曲线，它有什么特点？如果向酸性KMnO₄溶液中滴定FeSO₄溶液，滴定曲线应该是什么形状？