硫酸铜晶体里结晶水的测定

硫酸铜晶体里结晶水的测定 硫酸铜晶体里结晶水的测定之一

[原理]

在CuSO4·5H2O中有5个结晶水分子，其中4个H2O是与Cu2+以配位键相结合，使Cu2+以水合离子Cu（H2O）42+的形式存在，另一个水分子以氢键与2个H2O及SO42-相结合。可写成Cu(H2O)4SO4H2O，其结构为

5个H2O与CuSO4的结合力都不很大但又不相等，所以在加热时能失去结晶水而且失水多少与温度有关，即在383K失4个结晶水，在531K时失去全部。

[用品]

坩埚、铁架台、石棉网、托盘天平、物理天平、烘箱、干燥器、研钵。 [操作]

1．选择一块晶形完整的硫酸铜晶体，在研钵中压碎并研细备用。

2．用托盘天平准确称量坩埚的质量（W1），并用这个坩埚称2g上述硫酸铜晶体（总质量为W2）。

3．把盛有硫酸铜晶体的坩埚放在石棉网上，用酒精灯慢慢加热，直到硫酸铜晶体的蓝色完全变白且不再有水蒸气逸出为止。然后把坩埚放到干燥器里冷却。 4．待坩埚冷却后，放到天平上称量，记下坩埚和无水硫酸铜的总质量。 5．把盛有无水酸铜的坩埚再加热，放到干燥器里冷却后再称量，到两次称量的误差不超过0.1g为止。记下坩埚和无水硫酸铜的总质量（W3）。

6．计算。

W2-W1=硫酸铜晶体的质量 W3-W1=无水硫酸铜的质量 W2-W3=失水的质量

W3-W1MCuSO

4

∶

W2-W3M

H2O

=1∶x

x值在4.9～5.1之间即可认为是成功的，但应取值为5。

1．在物理天平上准确称量坩埚的质量。向坩埚中加入约2g研碎的硫酸铜晶体并准确称量总的质量，后者减去前者则是硫酸铜晶体的净质量。

2．把盛有硫酸铜晶体的坩埚放到375～378K的烘箱中加热20min后，将其取出并放入干燥器中，待冷却到室温时再称其重量。然后重复加热、冷却、称重，当两次称量之差小于0.05g，即可。所得数据按以下处理：

CuSO4·5H2O

CuSO4·（5-x）H2O+xH2O

WCuSO4·5H2O-WCuSO4·（5-x）H2O=WxH2O

W (CuSO4·5H2O)M(CuSO4·5H2O)M(xH2O)M(H2O)

=CuSO4·5H2O的物质的量

=失水物质的量

则每摩CuSO4·5H2O失水物质的量=

失水物质的量CuSO4·5H2O物质的量

由此即可确定残渣的化学式。

无水硫酸铜是白色的，CuSO4·5H2O是蓝色的，本实验所得残渣的颜色应介于二者之间。

[备注]

不能直接用火加热，以免因温度过高引起CuSO4分解，增大实验误差。此外，称量要仔细、准确。

硫酸铜晶体里结晶水的测定之二

[原理]

硫酸铜晶体在常温和通常湿度下既不易风化也不易潮解，是一种比较稳定的结晶水合物。它在不同温度下是逐步失水的，而且颜色明显地由蓝变白：

加热至258℃左右，全部失去结晶水。根据加热前后质量之差，即可算出硫酸铜晶体里结晶水的质量分数。

【药品】uSO4·5H2O 、CuSO4

仪器：电子天平、研钵、玻璃棒、三脚架、泥三角、瓷坩埚、坩埚钳、干燥器、酒精灯、药匙。

[操作]

先称量洁净而干燥的空坩埚，然后在坩埚里称取2g左右硫酸铜晶体的粉末，要称得准确，把它放入瓷坩埚里，用小火在坩埚底部慢慢加热（CuSO4的分解温度是650℃），如图所示，直到蓝色的硫酸铜晶体全部变成白色粉状物，并不再有水蒸气逸出为止。移去灯火，放入干燥器里冷却至室温，称量。将坩埚连同无水硫酸铜再加热，冷却后再称量，反复三次，到质量不再变化为止。

[备注]

（1）硫酸铜晶体要干燥，并研成细粉，这可减少误差，防止加热时硫酸铜晶体发生迸溅，又有利于失水。加热时要严格控制温度，不能过高，因为在高温下，硫酸铜会发生以下反应，影响实验结果。

2CuSO

4CuSO4·CuO

即告失败，就得重新做。

（2）脱水后的白色无水硫酸铜粉末和坩埚最好是放在干燥器里进行冷却，因为无水硫酸铜具有很强的吸湿性，在空气（尤其是湿度较大时）中放置一段时间就会重新吸水，形成水合物。如没有干燥器，在坩埚冷却时要加盖（坩埚盖要预热），或稍降温后盖一张厚纸片以减少外界空气的影响，冷却后的称量动作要迅速。 （3）这个实验测得的结果比理论数值小，主要原因是硫酸铜晶体里的结晶水在加热时不易全部失去。若将硫酸铜粉末多放一些在坩埚的四周（当中少放一些），误差会小一些；若在坩埚下垫石棉网，加热时间长一些，误差可减小到2%左右；若把坩埚放在砂浴里加热，控制好砂浴温度，实验差可减小到1.5%。

（4）如没有瓷坩埚、坩埚钳、铁架台等仪器，用试管和试管夹也能做好本实验，其操作如下：用天平准确称出干燥试管的质量，然后称取2g干燥的结晶硫酸铜粉末放入干试管里，平铺在试管底部。把装有硫酸铜的试管用试管夹夹住，使管口向下倾斜，用酒精灯慢慢加热，先从试管底部开始，然后逐渐前移，至硫酸铜完全变白，不再有水蒸气逸出时，仍需继续前移，使冷凝在试管壁上的水珠全部驱出，再停止。等试管冷却后在天平上迅速称出试管和无水硫酸铜的质量。加热，再称量，至两次称量的误差小于0.1g为止。

（5）常见的结晶水合物有：

Al2（SO4）3·18H2O FeSO4·7H2O KAl（SO4）2·12H2O MgCl2·6H2O CaCl2·6H2O MgSO4·6H2O FeCl2·4H2O （NH4）Al（SO4）12H2O ZnSO4·7H2O 2·

Na2B4O7·10H2O Na2CO3·10H2O CuSO4·5H2O Na2SO4·10H2O K2CO3·2H2O Na2SO3·7H2O BaSO4·6H2O

CuSO4·CuO+SO3↑

2CuO+SO3↑

再加热时，要特别注意用小火慢慢均匀加热，若发现有黑色粉末生成，实验