Вторичные стандартные растворы (или растворы с установленным

Глава 3

ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

 

3.1. ВВЕДЕНИЕ

В титриметрическом анализе количество химических веществ определяют чаще всего путем точного измерения объемов растворов двух веществ, вступающих между собой в определенную реакцию. Реагент берут в количестве, эквивалентном определяемому

веществу. Методы титриметрического анализа можно классифицировать, например, по характеру химической реакции, лежащей в основе определения веществ. Эти реакции относятся к различным типам — реакциям соединения ионов и реакциям окисления — восстановления. В соответствии с этим титримет-рические определения подразделяют на следующие основные методы: метод кислотно-основного титрования, методы комплек-

сометрического и окислительно-восстановительного титрования. Вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах ( ). Эквивалент — условная или реальная частица, которая может присоединять, высвобождать, замещать один ион водорода в кислотно-основных реакциях или быть эквивалентна одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.Если определяемое вещество А реагирует с титрантом В по уравнению

продукты реакции

то из этого уравнения следует, что одна частица А эквивалентна b/а частицам вещества В. Отношение b/а называют фактором эквивалентности и обозначают

Например, для кислотно-основной реакции

а для реакции

В окислительно-восстановительной полуреакции

но в полуреакции

Молярной массой эквивалента вещества называют массу одного моля эквивалента этого вещества, которая равна произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества. Так как число эквивалентов веществ, вступающих в реакцию, равно

(где с — молярная концентрация эквивалента, V — объем), то для двух стехиометрически реагирующих веществ справедливо равенство

 

Если молярная концентрация одного вещества известна, то, измеряя объемы реагирующих веществ, можно рассчитать неизвестную концентрацию второго вещества.

Молярная концентрация с — отношение числа молей растворенного вещества к объему. Например, или это означает, что в 1 л раствора содержится условных частиц или в 1л растворено 4, 9 г .

Например, раствор стандартизовали по 0, 1280 М раствору Для титрования 46, 25 мл раствора кислоты потребовалось 31, 76 мл раствора основания. Следовательно,

 

 

В реакциях комплексообразования для вещества довольно трудно определить понятие молярная масса эквивалента. В данном случае обычно базируются на стехиометрии реакции. Например, в комплексонометрии независимо от заряда катиона реакции протекают по уравнению

 

3.2. ТЕХНИКА РАБОТЫ

Мерные колбы. Мерные колбы служат для приготовления стандартных растворов и для разбавления исследуемых растворов до определенного объема. Это плоскодонные колбы с длинным узким горлом, на котором нанесена круговая метка (рис. 3.1). Колбы калибруют на содержание в них определенного объема жидкости (на вливание). Объем, указанный на стенке колбы, соответствует объему жидкости (при температуре калибрования), если колба наполнена так, что нижняя часть мениска жидкости касается метки, причем доведение объема жидкости до метки должно осуществляться так, чтобы глаза наблюдателя и метка находились на одном уровне (метка сливается в прямую линию).

На горле колбы над меткой не должно быть капель жидкости, внутренние стенки колбы должны быть чистыми, и жидкость

должна смачивать их ровным слоем. Закрывают колбы специальными притертыми пробками.

Нагревать мерные колбы нельзя, иначе может произойти деформация стекла, что повлечет за собой изменение их вместимости. Мерные колбы различаются по вместимости: 25; 50; 100; 200; 250; 500 и 1000 мл. Единицей является литр (л) — объем, занимаемый 1 кг воды при 3, 98 °С и нормальном атмосферном

давлении; тысячная доля литра — миллилитр (мл).

Бюретки. Бюретки позволяют отмерять нужные объемы жидкости и калиброваны на выливание. В зависимости от назначения бюретки бывают разных размеров и разных конструкций. Обычные лабораторные макробюретки представляют собой градуированные цилиндрические трубки с суженным концом, который снабжен специальным краном, или соединен резиновой трубкой с оттянутой стеклянной трубочкой (рис. 3.2). В резиновую трубку вставляют маленький стеклянный шарик; если слегка нажимать резинку в том месте, где помещен шарик, то между ней и шариком образуются узкие каналы, по которым жидкость вытекает из бюретки. По вместимости эти бюретки бывают разные (обычно от 10 до 100 мл). Их калибруют в миллилитрах и их десятых долях (т. е. каждое маленькое деление бюретки соответствует 0, 1 мл). Нулевое деление находится в верхней части бюретки. Перед работой бюретки следует тщательно вымыть моющими смесями и водой так, чтобы жидкость стекала с внутренних стенок ровным слоем, не оставляя капель. Перед работой бюретку нужно три раза ополоснуть раствором, который будет в нее налит, этим раствором должна быть промыта вся внутренняя поверхность, чтобы при последующем заполнении бюретки раствором он не менял свою концентрацию за счет разбавления водой, смачивающей стенки бюретки. После ополаскивания бюретки ее закрепляют строго вертикально в штативе и заполняют раствором до уровня, превышающего нулевую отметку на 2 — 3 см. Нужно проследить, чтобы вся бюретка целиком до самого кончика была заполнена раствором. В бюретке не должно быть пузырьков воздуха, особенно часто они возникают в суженной ее части. Для удаления пузырьков воздуха из бюреток (рис. 3.2, а) обычно дают вытечь части раствора сильной струей, для бюреток (рис. 3.2, 6) отгибают кверху стеклянную трубочку

 

 

 

и выпускают некоторую часть жидкости. После этого вновь наливают раствор выше нулевой метки и устанавливают исходный нулевой уровень раствора. Поместив уровень нулевой отметки на уровень глаз, выпускают жидкость из бюретки до тех пор, пока край ее нижнего мениска не коснется отметки 0, 00 мл. Если не соблюдать это правило, то неизбежна ошибка от параллакса (рис. 3.3). Для правильного установления мениска и при заполнении бюретки, и при последующих отсчетах объемов жидкости, израсходованных на титрование, удобно поместить сзади бюретки экран, который делают из плотвой белой бумаги или картона (5x5 см), оклеенного белой бумагой и закрашенного

наполовину черной тушью. Есть бюретки со специальным оптическим устройством, облегчающим отсчет показаний (рис. 3.4, 3.5). В процессе титрования выливать жидкость из бюретки нужно не очень быстро; после окончания титрования нужно подождать

30 с, прежде чем производить отсчет объема раствора, вылитого из бюретки. Это делается для того, чтобы жидкость, оставшаяся на стенках бюретки, успела стечь. Отсчет по бюретке проводят всегда с точностью до 0, 01 мл. Перед каждым титрованием уровень раствора нужно доводить до нулевого положения, т. е. пользоваться всегда одной и той же частью бюретки. Важен объем жидкости, идущей на титрование. Он должен быть и не слишком мал, и не слишком велик. Он не должен превышать вместимость бюретки и должен составлять примерно от 1/3 по 2/3 ее вместимости.

Пипеткиприменяются для точного отмеривания определенного объема раствора и перенесения его из одного сосуда в другой. Они бывают двух типов: градуированные (измерительные) и мерные, последние, как правило, и применяются в титриметрии

(рис. 3.6, а). Мерные пипетки представляют собой узкие трубки с расширением в середине. В верхней узкой части находится

круговая метка. Пипетки бывают разной вместимости, обычно 10; 15; 20; 25; 50 мл. Пипетки калиброваны на выливание: если заполнить пипетку до метки и вылить жидкость, ее объем будет соответствовать вместимости, указанной на пипетке, но при этом нужно строго соблюдать нижеследующие правила обращения с пипеткой. Пипетку тщательно моют моющими смесями, заполняя ими пипетку с помощью специального приспособления (пипетатора или шприца), затем ее многократно ополаскивают сначала водопроводной, а затем дистиллированной водой. Убедившись в том, что вода смачивает внутренние стенки ровным слоем, не оставляя капель (в противном случае мытье пипетки повторяют), всю внутреннюю поверхность пипетки ополаскивают 2 — 3 раза тем раствором, который предполагается отбирать пипеткой. Для этого раствор наливают в сухой чистый стакан и используют его исключительно для промывания пипетки. Нельзя погружать непромытую пипетку в колбу с исследуемым или стандартным раствором. Ополаскивая пипетку раствором, заполняют ее каждый раз примерно на 1/3 объема, горизонтально вращая, смачивают раствором всю внутреннюю поверхность пипетки. Затем берут пипетку большим и средним пальцами правой руки, вытирают ее внешнюю часть кусочком фильтровальной бумаги и, погружая ее нижний конец глубоко

в раствор, наполняют ее раствором так, чтобы уровень жидкости в ней оказался выше метки примерно на 2 см. После этого быстро зажимают верхнее отверстие пипетки указательным пальцем и, подняв пипетку, удаляют капли раствора с внешней стороны пипетки кусочком фильтровальной бумаги. Затем слегка приоткрывают отверстие, чтобы стекла лишняя жидкость и нижний край мениска коснулся метки (при этом метка должна находиться на уровне глаз). Вновь плотно закрывают отверстие и переносят пипетку в заранее подготовленный сосуд (чаще всего в колбу для титрования). Держа пипетку вертикально, отнимают от ее отверстия палец и дают жидкости свободно вытекать; когда вся жидкость вытечет, прикасаются кончиком пипетки к стенке сосуда и ждут 20 с, пока вытекут остатки (рис. 3.7). Затем вынимают пипетку и не обращают внимания на небольшое количество раствора, оставшегося в ее носике: калибрование пипеток рассчитано именно на такой способ выливания. Чтобы объем вытекающей из пипетки жидкости был постоянным (а это необходимое условие в титриметрии), нужно выливать раствор из пипетки всегда в одинаковых условиях. Выдувание оставшейся в пипетке капли раствора недопустимо, так как в этом случае невозможно добиться совпадения результатов измерения объемов.

Определение объема капли бюретки. Чистую бюретку наполняют дистиллированной водой до нулевой отметки. Выпускают из бюретки 100 капель (вода должна капать равномерно со скоростью 2 — 3 кашш/с) и замечают на бюретке объем, отсчет которого производят не ранее чем через 30 с после выливания воды. Полученный объем делят на 100. Операцию повторяют не менее трех раз, каждый раз вычисляя объем капли с точностью до 0, 01 мл. Расхождение между тремя измерениями не должно превышать 0, 01 мл.

Растворы, применяемые в титриметрии

В титриметрии применяют растворы реагентов с известной концентрацией. Эти растворы называются стандартными (или титрованными). Различают первичные и вторичные стандартные растворы. Первичные стандартные растворы получают растворением точной навески реагента и разбавлением раствора до определенного объема, т. е. получают раствор с точно известной концентрацией. Для приготовления таких растворов могут быть использованы только стандартные вещества, которые должны удовлетворять ряду требований:

1) быть химически чистыми;

2) строго отвечать химической формуле;

3) быть устойчивыми как в твердом виде, так и в растворе.

Техника приготовления первичных стандартных растворов. Первичные стандартные растворы готовят в мерных колбах. Колбу тщательно моют и ополаскивают дистиллированной водой. На внутренней поверхности колбы не должно быть капель жидкости, жидкость должна смачивать стенки колбы ровным слоем. В горлышко колбы вставляют чистую сухую воронку. Взвешивают на аналитических весах чистый сухой бюкс (или весовой стаканчик), переносят его на технические весы и отвешивают рассчитанное количество стандартного вещества, после чего взвешивают бюкс с веществом на аналитических весах. Нет необходимости добиваться, чтобы взятая навеска точно отвечала рассчитанной, важно знать ее истинную величину, по которой легко определить концентрацию полученного раствора. Например, при приготовлении 1 л 0, 1000 М раствора карбоната натрия вместо рассчитанного его количества 0, 5299 г отвешено 0, 5400 г. Молярную концентрацию полученного раствора (М) легко найти из соотношения:

 

Навеску вещества осторожно, не распыляя, пересыпают через воронку в колбу и очень тщательно и многократно ополаскивают водой из промывалки стенки бюкса над воронкой, после чего ополаскивают воронку и вынимают ее из горлышка колбы. Можно использовать другой способ взятия навески, называемый «взятием навески по разности. Добавляют в колбу воду (чтобы колба была заполнена примерно на 2/3 объема) и полностью растворяют вещество, перемешивая содержимое колбы плавным круговым движением. Когда все вещество перейдет в раствор, доводят объем раствора водой до метки (последний миллилитр воды нужно добавлять по каплям, держа колбу так, чтобы метка и глаза были на одном уровне). После этого колбу плотно закрывают пробкой и тщательно перемешивают раствор, многократно перевертывая и встряхивая колбу (пробку следует придерживать указательным пальнем).

В ВОДНОМ РАСТВОРЕ

К методу кислотно-основного титрования относят все титриметрические определения, в основе которых лежит реакция:

При помощи этого метода определяют кислоты, основания, некоторые

соли, азот, серу в органических соединениях и т. д.

 

Работа 1

Работа 3

Работа 4

Работа 5

Работа 6

Работа 7

Работа 8

Работа 9

Работа 10

Работа 11

Определение меди

Ионы меди образуют с ЭДТА комплексы голубого цвета с константой устойчивости (ионная сила 0, 1: 20 °С). Условия прямого титрования меди определяются выбранным металлоиндикатором. В присутствии мурексида, образующего комплекс с медью зеленовато-желтого цвета, титрование можно проводить на холоду при рН 6 (условная константа устойчивости комплексоната меди при рН 6 равна ). Титрование в присутствии 1-(2-пиридилазо)-2-нафтола (ПАН) проводят в горячем

растворе (70 °С) при рН 5. Окраска раствора в конечной точке титрования изменяется из фиолетовой (цвет комплекса меди с ПАН) в зеленую (наложение желтой окраски ПАН и голубой окраски комплексоната меди). При рН 5 условная константа устойчивости комплексоната меди равна .

 

Реагенты

ЭДТА, 0, 0500 М стандартный раствор.

Металлоиндикатор мурексид (смесь с хлоридом натрия в соотношении 1: 100).

Ацетатный буферный раствор с рН 6.

 

Выполнение определения. Анализируемый раствор разбавляют водой до метки в мерной колбе вместимостью 100 мл (содержит 100 — 200 мг меди). После перемешивания отбирают пипеткой 10, 00 мл раствора в коническую колбу вместимостью 100 мл, прибавляют 20 мл дистиллированной воды, 5 мл буферного раствора, на кончике шпателя 20 — 30 мг индикаторной смеси, растворяют ее и титруют раствором ЭДТА до изменения окраски в чисто-фиолетовую. Измеряют объем ЭДТА и вводят 1 — 2 мл ацетатного буферного раствора (или 1 каплю 2 М раствора ). Если цвет раствора остается фиолетовым, титрование прекращают; если от добавления буферного раствора окраска изменилась в желтую или желто-зеленую, продолжают титрование раствором ЭДТА до устойчивой фиолетовой окраски.

 

Примечание. При титровании с использованием ПАН к аликвотной части в конической колбе прибавляют 10 мл воды, 5 мл ацетатного буферного раствора с рН 5, нагревают до появления паров воды, вводят 2 — 3 капли 0, 1%-ного раствора ПАН в титруют раствором ЭДТА до изменения окраски раствора из фиолетовой в зеленую. Реагент ПАН не растворим в воде, поэтому его готовят на ацетоне или этаноле, а в титруемую смесь добавляют только после нагревания.

 

Работа 12

Определение цинка

Ионы цинка образуют с ЭДТА бесцветный комплекс состава с константой устойчивости (ионная сила 0, 1; 20 °С). Прямое титрование цинка в присутствии 1-(2-пиридила- зо)-2-нафтола (ПАН) проводят при рН 4, 8 — 5, 0 (условная константа

устойчивости ) в горячем растворе; в присутствии эриохромового черного Т титруют на холоду при рН 6 (условная константа устойчивости ).

 

Реагенты

ЭДТА, 0, 0500 М стандартный раствор.

Металлоиндикатор эриохромовый черный Т

(смесь с хлоридом натрия в соотношении 1: 100).

Ацетатный буферный раствор с рН 4, 8 — 5, 0.

 

Выполнение определения.

 

Анализируемый раствор в мерной колбе вместимостью 100 мл и содержащий 100 — 160 мг цинка, разбавляют водой до метки и хорошо перемешивают. Аликвотную часть 10, 00 мл пипеткой переносят в коническую колбу для титрования вместимостью 100 мл, прибавляют цилиндром 20 мл воды, 5 мл буферного раствора и на кончике шпателя 20 — 30 мг индикаторной смеси. После растворения титруют раствором ЭДТА до изменения окраски раствора из винно-красной в голубую или синюю.

 

Работа 13

Работа 14

Определение железа

 

В сильнокислой среде при рН< 0, 9 комплексы железа(III) с ЭДТА образуются в соответствии с уравнением

 

При рН> 1, 3 преобладает комплекс с константой устойчивости (ионная сила 0, 1; 20 °С).

Комплексонат железа(II) значительно менее устойчив (константа устойчивости в тех же условиях) и крайне неустойчив по отношению к окислителям. Уже кислородом воздуха он окисляется до комплексоната железа(III). Поэтому комплексонометрически определяют только железо(III). В качестве металлоиндикаторов используют тайрон, салициловую или сульфосалициловую кислоты, гидроксамовые кислоты. Эти индикаторы в растворах бесцветны, но образуют с железом(III) интенсивно окрашенные комплексы: красного цвета с тайроном, фиолетового цвета с салициловой или сульфосалициловой кислотами, сине-фиолетового — с гидроксамовой кислотой.

 

Реагенты

ЭДТА, 0, 0500 М стандартный раствор.

Металлоиндикатор: сульфосалициловая кислота, 25%-ный водный раствор.

Соляная кислота, НС1, 1 М, 2 М растворы и концент­рированная с пл. 1, 17.

Азотная кислота, HN03, концентрированная с пл. 14.

Аммиак, NH3, 10%-ный раствор.

 

Выполнение определения.

Анализируемый раствор в мерной колбе вместимостью 100 мл и содержащий 100 — 200 мг , разбавляют до метки дистиллированной водой и хорошо перемешивают. Аликвотную часть 10, 00 мл пипеткой переносят в коническую колбу для титрования вместимостью 100 мл, вво­дят 5 мл конц. и 2 мл

конц. для окисления железа(II), накрывают колбу часовым стеклом, помещают на песочную баню и нагревают до кипения. Раствор нагревают 3 — 5 мин, не допуская бурного кипения, до оранжево-желтой окраски раствора. Колбу снимают с бани, ополаскивают над колбой часовое стекло водой и охлаждают под струей холодной воды. Осторожно нейтрализуют раствором аммиака по индикаторной бумаге конго до ее побурения. Раствор можно нейтрализовать аммиаком без индикатора, вводя аммиак по каплям до изменения окраски из лимонно-желтой в желтую (появляется слабая неис-чезающая муть). После этого вводят 1 — 2 капли 2 М , 1 мл 1 М , разбавляют дистиллированной водой до 50 мл и нагревают почти до кипения. В горячий раствор добавляют 4 — 5 капель раствора сульфосалипиловой кислоты и титруют раствором ЭДТА до изменения окраски раствора из фиолетовой в чисто желтую или лимонно-желтую. Вблизи конечной точки титрования раствор ЭДТА прибавляют медленно и следят, чтобы раствор во время титрования был горячим.

 

Работа 15

Определение железа в рудах

Реагенты

ЭДТА, 0, 0500 М стандартный раствор.

Металлоиндикатор: сульфосалициловая кислота, 25%-ный водный раствор.

Соляная кислота, , разбавленная 1: 1, 0, 05 М и 1 М растворы,

концентрированная с пл. 1, 17.

Азотная кислота, , концентрированная с пл. 1, 4.

Аммиак, NH3, 10%-ный раствор.

 

Выполнение определения. Точную навеску анализируемой руды (около 0, 7 г) помещают в высокий стакан вместимостью 300 мл, прибавляют 40 мл (1: 1), накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании на песочной бане. Затем добавляют 2 — 5 мл и продолжают нагревание. Растворение считается законченным, когда на дне стакана остается серовато-белый осадок, состоящий главным образом из кремниевой кислоты, или рыхлый темный остаток углерода. Выпаривают раствор досуха. Остаток обрабатывают 10 мл конц. . Операцию выпаривания с повторяют два раза, после чего добавля­ют 4 мл конц. и разбавляют горячей водой примерно до 50 мл. Затем отфильтровывают раствор от нерастворившегося осадка через фильтр «белая лента» в мерную колбу вместимостью 200 мл. Хорошо промывают фильтр горячей водой, содержащей 0, 05 М , охлаждают, разбавляют водой до метки и перемешивают. Фильтр с осадком выбрасывают.

 

Отбирают пипеткой 10, 00 мл полученного раствора в коническую колбу вместимостью 100 мл и осторожно нейтрализуют раствором аммиака до неисчезающей слабой мути (цвет раствора изменяется из лимонно-желтого в желтый), которую растворяют в 1 — 2 каплях 2 М . Вводят 1 мл 1 М , разбавляют дистиллированной водой до 50 мл, нагревают почти до кипения, вводят 5 капель сульфосалициловой кислоты и ти­труют раствором ЭДТА до изменения окраски раствора из красно-фиолетовой или фиолетовой в чисто-желтую или лимонно-желтую. Вблизи конечной точки титрования титрант добавляют медленно и следят, чтобы раствор все время оставался горячим.

 

Работа 16

Определение алюминия

Ионы алюминия образуют с ЭДТА устойчивый комплекс с соотношением компонентов 1: 1 и константой устойчивости (ионная сила 0, 1; 20 °C ). ЭДТА применяют для тит­рования алюминия при рН≥ 4, 2. Прямое титрование необходимо выполнять в горячих растворах, поскольку аквакомплексы алюминия кинетически инертны, и гидратная оболочка замещается на ЭДТА только при нагревании. Удобнее использовать обрат­ное титрование. Избыток ЭДТА оттитровывают раствором сульфата меди в присутствии ПАН или мурексида. Метод мало селективен.

1, 0 мл 0, 0200 М раствора ЭДТА эквивалентен содержанию 0, 5396 мг алюминия или 1, 020 мг оксида алюминия.

 

Реагенты

ЭДТА, 0, 0200 М стандартный раствор.

Сульфат меди, , 0, 0200 М стандартный раствор.

Ацетат аммония, , 50%-ный раствор.

Металлоиндикаторы: мурексид (смесь с хлоридом натрия в соотношении 1: 100); ПАН, 0, 1%-ный раствор в этаноле или ацетоне.

 

Выполнение определения. Анализируемый раствор, соде­ржащий 10 — 20 мг алюминия, разбавляют водой до метки в мерной колбе вместимостью 50, 0 мл. Аликвотную часть 10, 00 мл пипеткой переносят в коническую колбу для титрования вместимостью 250 — 300 мл, вводят из бюретки 10, 00 мл раствора ЭДТА и разбавляют водой до объема 50 мл.

Прибавляют 5 мл раствора ацетата аммония (титруемый раствор должен иметь рН 5 — 6), нагревают до паров в течение 5 мин, охлаждают, на кончике шпателя вносят 20 — 30 мг индикаторной смеси на основе мурексида и титруют раствором сульфата меди до изменения окраски раствора из фиолетовой в зеленовато-желтую, устойчивую не менее 30 с.

При титровании с металлоиндикатором ПАН раствор алюминия с избытком ЭДТА при оптимальном рН нагревают почти до кипения, выдерживают при этой температуре 5 мин, вводят 2 — 3 капли раствора ПАН и титруют раствором сульфата меди до изменения окраски раствора из зеленовато-желтой в чисто фиолетовую.

 

Работа 17

Работа 18

Работа 19

Определение меди

Иодометрическое определение меди основано на реакциях:

 

Для протекания первой реакции необходимо создать в растворе слабокислую среду для предотвращения образования гидроксокомплексов меди(П) (а тем самым для повышения потенциала системы ) и брать большой избыток иодида (для понижения потенциала системы и растворения иода).

 

Реагенты

Тиосульфат натрия, , 0, 0500 М стандартный раствор.

Иодид калия, KI, 5%-ный раствор.

Серная кислота, , 1 М раствор.

Крахмал, свежеприготовленный 1%-ный раствор.

 

Выполнение определения.

Заполняют бюретку раствором тиосульфата натрия и закрывают трубкой с натронной известью. В колбу для титрования вместимостью 100 мл вносят пипеткой 10, 00 мл раствора меди, 2 мл раствора серной кислоты, 30 мл раствора иодида калия и титруют раствором тиосульфата до желтой окраски суспензии. Затем добавляют несколько капель раствора крахмала и продолжают медленно титровать при перемешивании до тех пор, пока суспензия не станет белой.

 

Работа 20

Определение меди в сплавах

 

 

Реагенты

Тиосульфат натрия, , 0, 0500 М стандартный раствор.

Азотная кислота, , разбавленная 1: 2.

Серная кислота, , 2 М раствор, концентрированная с пл. 1, 84.

Иодид калия, KI, 5% ный раствор.

Крахмал, свежеприготовленный 1%-ный раствор.

 

Выполнение определения.

Точную навеску сплава (около 0, 4 г) переносят во влажный стакан вместимостью 300 мл, добавляют 20 мл , закрывают стакан часовым стеклом и нагрева­ют на песочной бане до полного растворения сплава. Ополаскивают стекло из промывалки и выпаривают раствор досуха. Стакан охлаждают, добавляют к сухому остатку 10 мл 2 М и 4 — 5 мл конц. и выпаривают на песочной бане до прекращения выделения белых паров. Стакан снимают с песочной бани и охлаждают на воздухе. Остаток растворяют в воде (около 20 мл). Если остается нерастворимый остаток, его отфильтровывают. Раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, разбавляют до метки водой и хорошо перемешивают. Заполняют бюретку раствором тиосульфата и закрывают трубкой с натронной известью. В колбу для титрования вместимостью 100 мл вносят пипеткой 10, 00 раствора сплава, 2 мл 2 М , 30 мл раствора KI и титруют раствором тиосульфата до желтой окраски суспензии. Затем добавляют несколько капель крахмала и продолжают медленно титровать до белого цвета суспензии. Рассчитывают содержание меди в сплаве в процентах.

 

Работа 21

Работа 22

Работа 23

Определение Сахаров

Методика основана на восстановлении сахарами меди(II) до меди(I) из тартратного комплекса:

 

Соль меди и тартрат берут в 2 — 3-кратном избытке по отношению 1к глюкозе (сахару). После реакции избыток ионов меди восстанавливают иодидом в кислой среде и выделившийся иод титруют тиосульфатом натрия:

Обязательно проводят контрольный опыт для определения концентрации меди(II) в исходном растворе. Количество меди, пошедшей на реакцию с сахарами, находят по разности.

 

Реагенты

Сульфат меди, , 0, 04 М раствор (10 г в 1 л раствора).

Тартрат калия, (115 г растворяют в воде, прибавляют 40 г NaOH, растворяют в воде и разбавляют водой до 1 л).

Иодид калия, KI, 5%-ный раствор.

Серная кислота, , 1 М раствор.

Тиосульфат натрия, , 0, 0500 М стандартный раствор.

Крахмал, свежеприготовленный 1%-ный раствор.

Выполнение определения.

Анализируемый раствор, содержащий 50 — 100 мг глюкозы в мерной колбе вместимостью 100 мл, разбавляют до метки водой. Пипеткой отбирают 10, 00 мл раствора в колбу для титрования вместимостью 150 — 200 мл, из бюретки добавляют 10, 00 мл раствора сульфата меди, мерным цилиндром 3 мл раствора тартрата калия и перемешивают. Образовавшийся темно-синий раствор нагревают на плитке или горелке, кипятят 2 — 3 мин. При этом выделяется желтый осадок, переходящий в красный. Раствор хорошо охлаждают под струей воды, добавляют мерным цилиндром 20 мл раствора иодида калия и 10 мл серной кислоты. Немедленно титруют желтоватую суспензию раствором тиосульфата натрия до бледно-желтой окраски. Вводят 3 — 5 капель раствора крахмала и продолжают титровать при взбалтывании до исчезновения синей окраски ( ).

Аналогично проводят контрольный опыт. Для этого из бю­ретки в колбу для титрования добавляют 10, 00 мл раствора сульфата меди, мерным цилиндром 3 мл раствора тартрата калия, 20 мл раствора KI и 10 мл , полученный раствор титруют раствором тиосульфата до бледно-желтой окраски, затем вводят 3 — 5 капель раствора крахмала и дотитровывают до исчезновения синей окраски ( ).

Массу определяемого вещества (г) вычисляют по формуле:

где — объем анализируемого раствора (объем пинетки); — объем тиосульфата, пошедшего на титрование сахара; — объем тиосульфата в контрольном опыте; с — молярная концентрация тиосульфата; — молярная масса сахара (для глюкозы 180, 0); — объем мерной колбы, из которой отбирали аликвотную часть.

Дихроматометрия

В дихроматометрия стандартным раствором является ди­хромат калия. Его можно, приготовить по точной навеске, так как он легко очищается перекристаллизацией из водного раствора и долго сохраняет концентрацию постоянной. В кислой среде дихромат является сильным окислителем и применяется для определения восстановителей, сам он восстанавливается до хрома(III):

При титровании дихроматом калия применяют окислительно-восстановительные индикаторы — дифениламин, дифенил-бензидин и т. п.

 

Работа 24

Определение железа

Титрование железа(II) основано на реакции:

В процессе титрования повышается концентрация ионов железа(III), и потенциал системы возрастает, что приводит к преждевременному окислению индикатора дифениламина. Если прибавить к титруемому раствору фосфорную кислоту, то окра­ска индикатора резко изменяется в конечной точке титрования. Фосфорная кислота понижает окислительно-восстановительный потенциал системы , образуя устойчивый комплекс с ионами железа(III).

Растворы солей железа(II) часто содержат ионы железа(III), поэтому перед титрованием ионы железа(III) необходимо восстановить. Для восстановления применяют металлы (цинк, кадмий и др.), и другие восстановители.

Реагенты

Дихромат калия, , 0, 0500 М (1/6 ) стандартный раствор.

Соляная кислота, , концентрированная с пл. 1, 17.

Серная кислота, , концентрированная с пл. 1, 84.

Фосфорная кислота, , концентрированная с пл. 1, 7.

Цинк металлический, гранулированный.

Индикатор дифениламин, 1%-ный раствор в конц. .

Выполнение определения.

Аликвотную часть анализируемого раствора 10, 00 мл пипеткой переносят в коническую колбу для титрования вместимостью 100 мл, добавляют 5 мл конц. . Закрывают колбу маленькой воронкой, вносят 3 — 4 гранулы металлического цинка и нагревают на песочной бане (реакция должна идти не очень бурно) до обесцвечивания раствора и пол­ного растворения цинка. Охлаждают под струей холодной воды, добавляют 3 — 4 мл , охлаждают, добавляют 5 мл , 15 — 20 мл дистиллированной воды, 2 капли раствора дифенила­мина и титруют раствором дихромата калия до появления синей окраски.

Работа 25

Определение железа в рудах

Реагенты

Дихромат калия, , 0, 0500 М (1/6 ) стандартный раствор.

12345Следующая ⇒

Поделиться: