概述与原理

重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）是分析化学中广泛使用的强氧化剂，常用作容量分析滴定液。在酸性溶液中，重铬酸根离子（Cr₂O₇²⁻）被还原为铬离子（Cr³⁺），每个分子式单元接受六个电子，化学计量关系明确，使其成为优良的氧化还原滴定基准物质。

由于重铬酸钾可以获得高纯度产品，干燥时不分解，溶液稳定性好，与高锰酸钾溶液不同，无需借助外部参比物质进行标定。在酸性条件下，其标准电极电位（E° = +1.33 V vs. SHE）提供了足够的氧化能力，可用于Fe²⁺、有机物（COD）及多种还原性物质的测定。

材料与设备

试剂：

• 重铬酸钾分析滴定液（产品编号：P1501268）
• 浓硫酸（H₂SO₄），分析纯
• 磷酸（H₃PO₄），分析纯（用于铁滴定时掩蔽Fe³⁺颜色）
• 二苯胺磺酸钠或邻二氮菲亚铁（ferroin）指示剂（用于终点检测）
• 蒸馏水或去离子水

仪器设备：

• 校准滴定管（50 mL，A级）
• 容量瓶（100 mL、250 mL、1000 mL）
• 分析天平（可读性 ≤ 0.1 mg）
• 磁力搅拌器及PTFE搅拌子
• 锥形瓶（250 mL）
• 个人防护装备：丁腈手套、安全护目镜、实验室外套（六价铬为已知致癌物和致突变物）

操作步骤

A. 溶液配制（如需从固体K₂Cr₂O₇配制）：

1. 将重铬酸钾于120 °C干燥2小时，在干燥器中冷却至室温。
2. 用校准分析天平精确称量所需质量。配制0.1 mol/L溶液时：称取4.904 g K₂Cr₂O₇（M = 294.18 g/mol），溶于1000 mL容量瓶中约500 mL去离子水中。
3. 用去离子水定容至1000 mL刻度线，充分混匀。根据称量质量记录精确浓度。

B. 铁（II）（亚铁离子）的滴定：

1. 移取适量Fe²⁺样品溶液于250 mL锥形瓶中。
2. 小心加入约10 mL浓H₂SO₄和10 mL H₃PO₄，冷却至室温。
3. 加入5～6滴二苯胺磺酸钠指示剂。
4. 用重铬酸钾滴定液充满滴定管，记录初始读数。
5. 在持续旋转摇动下缓慢滴定，至溶液颜色由绿色变为持续蓝紫色为终点。
6. 记录消耗滴定液体积，按化学计量关系（6 Fe²⁺ : 1 Cr₂O₇²⁻）计算Fe²⁺浓度。

C. COD测定（回流法，概述）：

1. 将定量样品加入回流烧瓶中，加入已知过量的K₂Cr₂O₇滴定液及含Ag₂SO₄催化剂的浓H₂SO₄。
2. 在150 °C回流2小时。
3. 冷却后，用标准硫酸亚铁铵（FAS）溶液以邻二氮菲亚铁为指示剂对未反应的重铬酸钾进行返滴定，至终点颜色由蓝绿色变为红棕色。
4. 由消耗的重铬酸钾量计算COD值。

计算与数据记录

铁滴定中，使用以下计算关系：

c(Fe²⁺) × V(Fe²⁺) = 6 × c(K₂Cr₂O₇) × V(K₂Cr₂O₇)

其中c为mol/L浓度，V为mL体积。

COD计算（mg O₂/L）：

COD = [(V₀ − V₁) × c(FAS) × 8000] / V(样品)

其中V₀为空白消耗FAS体积，V₁为样品消耗FAS体积，c(FAS)为FAS溶液的精确摩尔浓度，8000为氧的毫克当量质量×1000。

所有测量数据应记录于实验记录本中，包括：试剂批次号（P1501268）、天平校准日期、滴定管校准日期、环境温度及三次平行滴定体积。结果以均值±标准差形式报告。

安全、废物处置与储存

危害信息：重铬酸钾为六价铬化合物，被列为人类致癌物、致突变物及生殖毒性物质，同时为强氧化剂，可加剧火灾危险。操作时应始终在通风橱中进行，佩戴丁腈手套、安全护目镜及实验室外套，避免吸入粉尘或气溶胶。

废物处置：所有含Cr(VI)的废液必须收集于专用有标识的危险废物容器中。处置前应将Cr(VI)还原为Cr(III)（例如在酸性条件下用亚硫酸钠还原），再由持证废物管理机构按当地环保法规处理，切勿直接倒入下水道。

储存：密封储存于阴凉、干燥、通风良好的场所，远离还原剂、可燃物及有机溶剂，避免接近热源。遵守机构化学品储存规定，详细信息请参阅安全数据表（SDS）。