草酸钴中钴的快速测定

引用本文

谢丽婷. 草酸钴中钴的快速测定—电位滴定法[J]. 江西有色金属, 2006, 20(4): 43-45. 复制到剪切板

XIE Li-ting. Rapid Test of Co Element in Cobalt Oxalate by Potential Titration Method[J]. Jiangxi Nonferrous Metals, 2006, 20(4): 43-45. 复制到剪切板

草酸钴中钴的快速测定—电位滴定法

[PDF全文]

谢丽婷

赣州钴钨有限责任公司，江西赣州 341000

作者简介：谢丽婷(1974-)，女，江西赣州人，助理工程师，从事化学分析和仪器分析工作

收稿日期：2006-10-08

摘要：依据草酸钴产品中Co²⁺ :C₂O₄^2-为1:1，以测定C₂O₄^2-的量而间接测定钴的含量，钴和共存杂质元素几乎不干扰测定，钴的测定范围：≥31%，误差 < 0.2%。

关键词：钴快速测定电位滴定法

Rapid Test of Co Element in Cobalt Oxalate by Potential Titration Method

XIE Li-ting

Ganzhou Cobalt and Tungsten Co., Ltd, Ganzhou 341000, Jiangxi, China

Abstract: According to that Co²⁺:C₂O₄^2- in Cobalt oxalate products is 1:1, indirect test of C₂O₄^2- content could calculate Co. Co and inpurity elements do not interfere test. This method is simple, sensible, rapid and accurate. Co ran ge tested:≥31%, difference: < 0.2%

Key words: Cobalt Rapid Test Potential Titration Method

草酸钴是湿法冶炼钴纯度较高的产品之一，杂质含量低微，Co²⁺:C₂O₄^2-为1:1，在约80℃的3%~5% H₂SO₄溶液中，KMnO₄与C₂O₄^2-定量反应：

钴和共存微量杂质不影响测定，由于测定系统回路电阻基本不变，滴定至等当点时，电位和电流同时有较大而又明显的突跃，也可用自行组装的简易电流滴定计代替电位滴定仪，因此对该方法进行试验和制定相应的测定方法具有实际意义。目前常用在柠檬酸存在的氨性溶液中K₃Fe(CN)₆与Co²⁺定量反应的电位滴定法：

其标准电极电位E_0Co和E_0Fe分别为-0.83和+0.36V^[1]，在此氧化还原反应中，为防止Co²⁺被氧化，采用Co²⁺标准溶液反滴定过量的K₃Fe(CN)₆，其电极电位E遵守E=E₀+0.0591 lg [氧化态]/[还原态]方程式，等当点前，E受[Fe(CN)₆^3-)]/[Fe²⁺]控制，等当点后，E受[Co(CN)₆^3-]/[Co²⁺]控制。因此试液含Co²⁺量愈大，电位突跃值愈小直至看不清，反之，突跃值增大，但取样品量少，这二者都会增大测定误差。

实验以测定C₂O₄^2-的量间接测知钴的量，电位(电流)在滴定的初始与结束，平稳地在等当点时出现突跃的前后，因为等当点前，Co²⁺、C₂O₄^2-、Mn²⁺及共存的微量杂质产生的导电电流很小，等当点后，控制电极电位(电流)是[Mn⁷⁺]/[Mn²⁺]的形成而产生较大的突跃后，再加入少许的Mn⁷⁺，突跃值的变化必然很小，从而达到实验预期的效果。

1 实验部分 1.1 主要仪器和试剂

仪器：ZD-2型电位滴定仪(上海雷磁仪器厂)，也可用自行组装的简易电流滴定计(见图 1)。

电位器—W₁ 470kΩ 1W、W₂ 50kΩ 1W、W₃ 100kΩ 1W；K₁、K₂—开关；G—检流计；灵敏度≈10^-8A/格；A—甘汞电极217型；C—铂电极213型；B—烧杯；D—磁铁转子；R—电磁搅拌器；E—干电池1号，1.5V 图 1 简易电流滴定计

试剂：Na₂C₂O₄（基准物质）。

KMnO₄标准溶液：称取AR级KMnO₄ 9.48g，溶解于经煮沸冷却后的1L水中，混匀，干滤于棕色瓶中，避光放置两天。

标定：称取于105℃烘1h置于干燥器冷却至室温的Na₂C₂O₄ 0.4020g两份，分别置于300mL烧杯中，各加100mL 4% H₂SO₄溶液，加热至约80℃，趁热用KMnO₄标准溶液滴定至微红色即为终点。

计算KMnO₄标准溶液对Na₂C₂O₄的滴定度(双份结果的平均值)T_{Na₂C₂O₄}，单位为mg/mL；对Co的滴定度T_Co=T_{Na₂C₂O₄}× 0.4398mg/mL

1.2 实验方法

称取经105℃烘干1.5h的CoC₂O₄·xH₂O 0.5000~1.0000g于300mL烧杯中，加5% H₂SO₄溶液50mL，加热(勿沸)至完全溶解，加30mL水，加热至约80℃，插入电极，趁热用标准KMnO₄溶液滴定至电位(电流)突跃即为终点。

2 结果与讨论 2.1 滴定曲线

按1.2实验方法，KMnO₄与C₂O₄^2-开始反应较慢，但随Mn²⁺的增加而加快，图形清晰(见图 2和图 3)。

图 2 电位滴定曲线

图 3 电流滴定曲线

试验表明，图形平稳清晰，突跃大，不受大量钴存在的影响。

2.2 最佳测定条件

试验证明：试液含H₂SO₄低于1%，温度低于60℃时，KMnO₄与C₂O₄^2-反应速度变慢。试液含H₂SO₄为3%~5%，温度为80~90℃最佳。

基准Na₂C₂O₄不宜溶于水配成标准溶液后备用，当使用至瓶中充满空气的空间较大时，放置约一周后，浓度会略有降低，且随放置时间的增加会继续有稍微降低，这可能是与空气中的O₂缓慢作用生成Na₂CO₃的缘故。

因此，标定KMnO₄溶液浓度时应用固体Na₂C₂O₄。

CoC₂O₄·xH₂O中结晶水系数x是否恒为2，尚未见确切报道，经初步试验得知，同一批产品的化验样品在120℃烘1~2h，钴的含量无变化，随着温度的升高，钴的含量也升高，当温度达200℃时，钴的含量达40%，接近于CoC₂O₄的理论值，如果CoC₂O₄·xH₂O中x=2，钴的含量应为32.22%，而有的产品Co含量会出现超过此数值，这可能是产品在烘干过程中x值的不稳定性所致。

2.3 干扰情况

CoC₂O₄产品中含As³⁺、Sb³⁺、Fe²⁺、Sn²⁺等甚微，含Cl^- < 2mg对测定无明显影响，其吸附和残留于其中的C₂O₄^2-情况见表 1。

表 1 残留于产品中的C₂O₄^2-影响情况

点击放大

残留的C₂O₄^2-是加水于产品中浸取后经过滤水洗而得，其中可能有该产品解离出来的微量的C₂O₄^2-，表 1表明，从总钴含量中扣除0.1%加以校正，则残留C₂O₄^2-产生的测定误差可以忽略不计。

3 样品分析

与1.2实验方法的操作相同。

按下式计算钴的百分含量：

式中：T_Co—KMnO₄对Co的滴定度，mg/mL；

V—滴定消耗KMnO₄标准溶液体积，mL；

W—试样量，g。

样品测定结果见表 2。

表 2 样品测定结果%

点击放大

4 结论

草酸钴产品中，Co²⁺:C₂O₄^2-为1:1，在约80℃的3%~5% H₂SO₄溶液中，KMnO₄与C₂O₄^2-定量反应，Co和微量杂质元素不影响测定，方法简便灵敏，准确快速，适用于草酸钴中钴量的测定。

参考文献

[1]	余志英. 普通化学常用数据表[M]. 北京: 石油工业出版社, 1959: 54-56.