Титриметрический бихроматный метод

Сущность метода

Бихромат-ион в кислой среде является сильным окислителем и может быть использован для прямого определения многих восстановителей, например, Fe (II). В основе методики определения лежит суммарная реакция:

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H+ = 6Fe³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O (33)

В качестве восстановителя используют металлический цинк, олово (II), алюминий. Точка эквивалентности в данном методе может фиксироваться с помощью Red-Ox - индикатора, либо с помощью индикаторов, образующих окрашенные соединения с титруемым веществом или титрантом. Чаще всего в качестве индикатора используется дифениламиносульфонат натрия.

Для ускорения реакции и полноты восстановления раствор перед титрованием подогревают.

Как отмечено выше, для определения содержания общего железа все трехвалентное железо необходимо предварительно восстановить до двухвалентного. Содержание Fe²⁺ находят аналогично, но восстановитель не добавляют и раствор не нагревают. Концентрацию ионов Fe³⁺ находят, вычитая из общего количества железа количество железа (II).

Реактивы и оборудование

– Н₂SO₄ (1: 3);

– Аl - порошок;

– стандартный раствор K₂Сr₂O₇ - 0, 1 н (фиксанал), титр раствора бихромата калия по железу;

– дифениламиносульфонат натрия, 0, 5% водный раствор;

– защитная смесь: 150 мл Н₃РО₄, 150 мл Н₂SO₄, 500 мл Н₂О.

Проведение анализа

100 мл исследуемой воды помещают в термостойкую коническую колбу, добавляют 20 мл H₂SO₄ (1: 3) и нагревают до кипения. После 5-минутного кипячения охлаждают до 50 °С и 0, 4 г порошка алюминия, затем снова нагревают до полного растворения алюминия. По окончании растворения раствор охлаждают, добавляют дистиллированную воду до первоначального объема, 12, 5 мл защитной смеси, 20 мл H₂SO₄ (1: 3) и титруют в присутствии индикатора бихроматом калия до перехода окраски.

Содержание железа в исследуемой пробе рассчитывают по формуле

x = Т _/Fe. (V₂ - V₁), (34)

где Т _/Fe – титр раствора бихромата по железу, г/мл;
V₂ – объем раствора бихромата, израсходованный на титрование исследуемого раствора;
V₁ – объем раствора бихромата, израсходованный на титрование холостой пробы.

Определение ортофенантролином

Сущность метода

Метод основан на способности ионов двухвалентного железа образовывать в интервале рН 3...9 с ортофенантролином комплексное соединение, окрашенное в оранжево-красный цвет. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации железа.

Окисное железо предварительно восстанавливают до закисного солянокислым гидроксиламином в нейтральной или слабокислой среде.

Реактивы и оборудование

– 10% раствор NaOH;

– HCl, 1: 10 по объему;

– 10% раствор солянокислого гидроксиламина (NH₂OH× HCl);

– ацетатный буферный раствор;

– 0, 1% раствор ортофенантролина;

– основной раствор: растворяют в дистиллированной воде 0, 8634 г NH₄Fe (SO₄)× 12H₂O ч.д.а., высушенного в эксикаторе при нормальной температуре, прибавляют 2 мл концентрированной НСl и доводят объем до 1 л; 1 мл раствора содержит 0, 100 мг железа;

– рабочий раствор: разбавляют 50, 0 мл основного раствора до 1 л дистиллированной водой, каждый раз приготовляют свежий рабочий раствор; 1 мл раствора содержит 0, 005 мг железа.

Проведение анализа

10 мл анализируемой воды в зависимости от рН среды доводят из капельниц 10% раствором гидроокиси натрия или соляной кислотой в присутствии индикаторной бумаги Конго до перехода окраски бумаги в фиолетовый цвет (рН=4–5). Приливают поочередно 0, 5 мл раствора солянокислого гидроксиламина, 1 мл ацетатного буферного раствора и 1 мл раствора ортофенантролина. После прибавления каждого реактива содержимое пробирки перемешивают. Оставляют раствор на 20 мин для полного проявления окраски.

Окрашенный раствор отливают в колориметрическую пробирку до метки 5 см³ и сравнивают со шкалой эталонов. Если окраска жидкости интенсивнее крайнего эталона, анализируемую воду разбавляют в 10 раз и определение повторяют. При вычислении результатов учитывают коэффициент разбавления.

Для приготовления шкалы эталонов пользуются разбавленными стандартными растворами соли Мора, приготовленными по ГОСТ 4212-76.

Содержание фосфатов

Природные воды содержат небольшое количество фосфатов, обычно не превышающее десятых долей – 1 мг/л.

Сущность метода

Для определения фосфатов применяют колориметрический метод, основанный на образовании комплексной фосфорномолибденовой кислоты, окрашенной в интенсивно синий цвет (молибденовая синь):

2 (Mo₂ ∙ 4MoO₃)+H₃PO₄+4H₂O= (Mo₂ ∙ 4MoO₃)₂ ∙ H₃PO₄ ∙ 4H₂O (35)

Чувствительность метода от 2 ∙ 10^-3 до 2 ∙ 10^-3 мг в 1 л воды.

Мешающие влияния. Определению мешают кремнекислота при концентрации более 100 мг/л, большие количества хлоридов.

Влияние кремнекислоты может быть устранено разбавлением. Влияние железа может быть устранено или разбавлением пробы, или переводом трехвалентного железа в двухвалентное, которое не мешает определению.

Трехвалентное железо восстанавливают до двухвалентного с помощью металлического алюминия: пробу помещают в химический стаканчик емкостью 100 мл, нагревают раствор до кипения, снимают с огня и прибавляют в горячий раствор на кончике ножа порошок металлического алюминия. Раствор перемешивают, закрывают часовым стеклом и оставляют стоять до обесцвечивания. Дают бесцветному раствору охладиться до комнатной температуры и определяют фосфаты.

Влияние больших концентраций хлоридов, в присутствии которых возникает сине-зеленая окраска вместо синей, устраняется сравниванием окраски исследуемой пробы с контрольной пробой, содержащей хлориды в той же концентрации. Сильнокислые или сильно щелочные воды предварительно нейтрализуют по универсальной индикаторной бумаге. Мешающее действие нитритов, при содержании их до 25 мг/л, устраняется добавлением к пробе 0, 1 г сульфаниловой кислоты.

Ход анализа В один из цилиндров для колориметрирования наливают 50 мл исследуемой воды, в другом готовят эталонный раствор. Для этого (в зависимости от содержания фосфатов в воде) приливают 1–3 мл стандартного раствора, содержащего 0, 001 мг в мл . Доводят объемы в обоих цилиндрах до 90 мл дистиллированной водой, добавляют по 2 мл сернокислого раствора молибдата аммония и дистиллированную воду до объема 100 мл, тщательно перемешивают, прибавляют по 2 капли раствора двухлористого олова и снова тщательно перемешивают. По истечении 10 мин, уравнивают окраски исследуемого и эталонного растворов на белом фоне в цилиндрах Генера.

Содержание фосфатов X (в мг/л) рассчитывают по формуле

(36)

где H₁ – высота столба стандартного раствора, мм;

V₁ – объем стандартного раствора, взятый для определения в мл;

C – концентрация стандартного раствора мг/мл;
H – высота столба исследуемого раствора, мм;
V – объем исследуемой воды, мл.

Колориметрирование фосфатов можно производить на фотоколориметре при длине волны λ =690–720 мкм (красный светофильтр) в кюветах толщиной 2…5 см.

Расчет

мг/л, (37)

где X – содержание фосфатов в исследуемой воде, мг/л;
A – содержание фосфатов в пробе, мг;
V – объем воды, взятой на анализ, мл.

Калибровочная кривая строится следующим образом: в ряд мерных колб емкости 100 мл отмеривают пипеткой 0, 0; 1, 0…10, 0 мл рабочего стандартного раствора и объем доводят до метки дистиллированной водой. Стандартные растворы обрабатывают так же, как анализируемый раствор, колориметрируют на фотоколориметре. По полученным результатам строится калибровочная кривая. На точность определения влияет температура. Работу проводят по возможности всегда при той же температуре, лучше при 18–20 °C.

Реактивы

– Раствор молибдата аммония и серной кислоты;

– Раствор хлористого олова;

– Стандартный раствор фосфата.

Содержание хлорид-ионов

Хлориды являются составной частью большинства природных вод. Большое содержание хлоридов геологического происхождения в поверхностных водах - явление редкое. Поэтому обнаружение большого количества хлоридов является показателем загрязнения воды бытовыми или некоторыми промышленными сточными водами. В промышленных сточных водах содержание хлоридов зависит от характера производства. Повышение содержания хлоридов в поверхностных водах может служить мерилом загрязнения водоемов сточными водами. Хлориды, сульфаты, карбонаты отвечают за соленость воды. Поддержание определенного осмотического давления и ионного состояния растворов в теле животных обеспечивается сложными механизмами водно–солевого обмена. Для большинства водных организмов осмотическое давление в их теле зависит от концентрации растворенных солей в окружающей воде.

Вследствие большой растворимости хлоридов ионы Cl^– присутствуют практически во всех водах. Концентрация хлоридов в питьевой воде не должна превышать 300 мг/л, поскольку большие количества придают воде горько-соленый привкус.

Сущность метода

Вследствие большой растворимости хлоридов ионы Cl^– присутствуют практически во всех водах. Концентрация хлоридов в питьевой воде не должна превышать 300 мг/л, поскольку большие количества придают воде горько-соленый привкус.

Содержание в воде ионов хлора определяют титрованием раствором нитрата серебра при наличии индикатора хромата калия К₂CrO₄. При этом могут одновременно протекать две реакции:

Cl^– + Ag⁺ = AgCl ¯ (38)

2 Ag⁺ + CrO = Ag₂CrO₄ ¯ (39)

Если одновременно протекают две реакции с образованием осадков, то сначала образуется менее растворимый осадок (в данном случае AgCl - белый творожистый осадок) и только после того, как он осядет, начинает осаждаться более растворимый осадок (кирпично-красный осадок Ag₂CrO₄ ¯ ).

Поэтому, завершение реакции связывания ионов хлора в малорастворимый хлорид серебра определяют по появлению кирпично-красной окраски раствора после образования осадка хромата серебра.

Реактивы и оборудование

– исследуемая вода;

– нитрат серебра, ~0, 05 н раствор;

– хромат калия, 10% раствор;

– мерная колба объемом 100 мл;

– коническая колба объемом 250 мл.

Проведение анализа

100 мл исследуемой воды отбирают пипеткой или мерной колбой на 100 мл в коническую колбу на 250 мл, приливают 1 мл 10% раствора хромата калия и титруют раствором нитрата серебра до появления кирпично-красной окраски. Содержание ионов хлора (x) в исследуемой воде вычисляют по формуле:

x = , (40)

где V_T - объем титранта (азотнокислого серебра); N_T - нормальность раствора титранта; Э_Cl - эквивалент хлора (35, 5); V_воды – объем исследуемой воды, взятой на титрование, мл.

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: