УДК 543.552
ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОРОДА В ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛАХ
Кафедра аналитической химии
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский Государственный Университет»
*****@***ru
Результаты количественного определения кислорода в фотолизованных нитратах являются одним из способов установления механизма их разложения. В аналитической практике для определения кислорода широко используется вольтамперометрия на твердых электродах. На кафедре аналитической химии разработаны методики определения кислорода на стеклоуглеродных электродах в воде и в фотолизованном нитрате калия. Настоящая работа посвящена определению кислорода в нитратах щелочноземельных металлов.
Работа проводилась на полярографе универсальном ПУ-1 с приставкой «графит-2», с использованием трех электродной ячейки (электрод сравнения - хлоридсеребряный, индикаторный и вспомогательный – стержневые стеклоуглеродные электроды). Фоновыми электролитами служили нитраты щелочноземельных элементов (нитрат калия KNO3, нитрат бария Ba(NO3)2, нитрат стронция Sr(NO3)2 и нитрат магния Mg(NO3)2∙6H2O), для задания среды использовались 0.1 М растворы гидроксида натрия и соляной кислоты. Амплитуда развертки потенциала составляла от +1,2 до –1,3 В в кислой среде, от +1,2 до –1,8 В в щелочной среде. Скорость развертки потенциала составляла 100 мВ/с [1]. Для сравнения результатов анализа в качестве стандартной использовалась титриметрическая методика Винклера [2].
Вид вольтамперных кривых, полученных на фоне нитратов щелочноземельных металлов (0,1 М растворы Ba(NO3)2, Sr(NO3)2, Mg(NO3)2∙6H2O) в кислой среде совпадает с вольтамперограммой, полученной на нитрате калия - наблюдается один пик в диапазоне от – 0,6 В до – 0,55 В, которому приписывается восстановление О2 до Н2О2. и высота которого зависит от концентрации кислорода в растворе. Вид вольтамперных кривых в щелочной среде зависит от катиона. В сильнощелочной среде во всех исследованных солях, кроме нитрата стронция, наблюдается два пика, один из которых (Е=-0,55 В) соответствует восстановлению О2 до Н2О2, а второй (Е=-0,98 В) восстановлению Н2О2 до ОН¯. В нитрате стронция наблюдается один широкий пик при Е=-0,55 В, который, вероятно, является суммарным из двух, наблюдаемых в нитратах бария и магния.
Рис.1. Зависимость тока электровоссановления кислорода от его концентрации на фоне нитрата магния (1) и нитрата калия (2).
На рисунке 1 представлены зависимости тока электровоссановления кислорода от его концентрации на фоне нитрата магния (1) и нитрата калия (2). Наклон кривых электровосстановления кислорода кислорода в нитрате магния и нитрате калия отличается незначительно, что позволяет предполагать, что восстанавливается кислород, растворенный в электролите. Сравнение результатов определения концентрации кислорода в модельных растворах вольтамперометрическим методом и титрованием по Винклеру представлены в таблице1.
Таблица 1
Определение концентрации кислорода в модельных растворах
Состав раствора | метод Винклера | Вольтамперометрическое определение | ||||
Средний объем титранта, мл | Концентрация кислорода с(О2)±∆*104, моль/л | Число измерений | Высота сигнала, мм | Концентрация кислорода с(О2±∆) * 104 моль/л | Число измерений | |
Кипяченная бидистил. вода | 2.33 | 5,24±0,86 | 3 | Нет сигнала | - | 3 |
Бидистил. вода | 5,75 | 12,7±0,13 | 3 | Нет сигнала | - | 3 |
Кипяченная бидистил. + нитрат калия | 3,23 | 7,25±0,80 | 3 | 38 | 8,54±1,41 | 3 |
Бидистил. вода + нитрат калия | 5,75 | 12,.95±0,65 | 3 | 52 | 11,8±2,23 | 3 |
Бидистил. вода + нитрат бария | 6,7 | 17,0±0 | 3 | 56 | 12,6±0,98 | 3 |
Результаты определения кислорода в бидистилированной кипяченной и не кипяченной воде согласуются с предположением о принадлежности сигнала растворенному в воде кислороду т. к. в прокипяченной бидистиллированной воде остаточное содержание кислорода ниже, чем в обычной бидистилированной воде. Результаты определения кислорода по Винклеру в нитратах несколько завышены по сравнению с вольтамперометрическим методом анализа, что согласуется с литературными данными.
Литература
1.Антропова кислорода в фотолизованном нитрате калия / , // Образование, наука, инновации – вклад молодых исследователей: материалы IV (XXXVI) Международной научно-практической конференции / Кемеровский госуниверситет.-Кемерово: , 2009.-Вып. 10. –
Т. 2.- 463 с.
2. Кузьмина растворенного кислорода в воде: Методические указания к лабораторной работе. - Великий Новгород: НовГУ им. Ярослава Мудрого, 2007. - 12 с.
