Аналитические методы контроля окружающей среды (стр. 34 )

Определение титра раствора соляной кислоты по тетраборату методом пипетирования.

Берут чистую пипетку на 10 мл, ополаскивают ее раствором тетрабората натрия (из мерной колбы). Наполняют пипетку раствором до метки и переносят для титрования в колбу на 250 мл, добавляют 2 – 3 капли индикатора метилового оранжевого. Бюретку перед титрованием промывают 2 раза небольшим количеством соляной кислоты и затем наполняет ее, доводя мениск до нулевой черты, Проверив нет ли на капиллярной трубке («носике») пузырьков воздуха начинают титровать до появления оранжевого окрашивания.

Титрование повторяют 3 – 4 раза и из полученных результатов берут наиболее совпадающие, вычисляя среднюю величину, например:

1-е титрование – 24,92 мл НСl;

2-е титрование – 24,76 мл HCl;

3-е титрование – 24,80 мл HCl;

4-е титрование – 24,78 мл HCl

После титрования проводят вычисление нормальности раствора соляной кислоты:

Контрольная задача.

Определение содержания гидроксида натрия в растворе неизвестной концентрации (способом пипетировая).

В мерную колбу наливают некоторое количество раствора (-1 н. раствор гидроксида натрия NaOH), добавляют водой до метки, перемешивают. Берут пипеткой 10 мл раствора щелочи из мерной колбы и переносят в колбу для титрования. Добавляют 2 – 3 капли раствора индикатора метилового оранжевого и, наполнив бюретки раствором соляной кислоты HC, нормальность которой определяли в предыдущей работе. Допустим, что при титровании 25 мл раствора щелочи израсходовано соляной кислоты (н. –О, 1023 г-экв/л):

1-е титрование – 24,88 мл;

2-е титрование – 24,72 мл;

3-е титрование – 24,76 мл;

4-е титрование – 24,74 мл.

Берут среднее из близких значений и определяют объем:

Рассчитывают количество гидроксида натрия, содержащееся в мерной колбе:

Вычисление можно провести и другим способом – через нормальность:

Вопросы для самоконтроля

Сущность кислотно-основного титрования. рТ индикатора. Кривые титрования. Выбор индикатора. Интервал перехода окраски индикатора Виды кислотно-основного титрования

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

Приготовление и установка титра перманганата калия по щавелевой

кислоте (оксалату натрия). Определение содержания железа (II) в

соли Мора.

Приготовление раствора перманганата калия.

Для перманганатометрических определений рекомендуется применять  0,05н раствор КМпО4. Однако, применение его связано с некоторыми практическими затруднениями. Очень трудно получить перманганат в чистом виде. Обычно он загрязнен следами оксида марганца (IV). Кроме того, дистиллированная  вода обычно содержит следы веществ, которые восстанавливают перманганат калия с образованием оксида марганца (IV). Раствор, приготовленный отвешиванием определенного количества химически чистой соли, растворением ее и разбавлением в мерной колбе, нельзя считать титрованным, Титр его можно установить не ранее чем через 7-12 дней после приготовления раствора. Чтобы раствор был достаточно устойчив и титр его не изменялся, надо удалить из него МпО2. Для чего необходимо пропустить раствор перед его употреблением через фильтр, не восстанавливающий перманганат калия. Присутствие оксида  марганца  (IV) каталитически ускоряет саморазложение перманганата калия при стоянии раствора. Кислые растворы перманганата калия нельзя сохранять, так как они разлагаются быстрее нейтральных растворов.

       Надо иметь в виду, что перманганат калия окисляет резину, корковые пробки, фильтровальную бумагу, поэтому нельзя фильтровать раствор перманганата калия через бумажный фильтр, а использовать для этих целей стеклянные фильтры или сливать раствор сифоном.

       Навеску перманганата калия помещают в химический стакан или колбу. Так как кристаллы перманганата калия растворяются медленно, часть отмеренной воды нагревают до 80-90оС и небольшими порциями приливают при постоянном перемешивании. Затем осторожно сливают жидкость и снова добавляют к кристаллам горячую воду. По окончании растворения и охлаждения добавляют оставшуюся воду в колбу, закрывают пробкой и ставят стоять раствор на 7-10 дней. Реактив следует хранить в темном месте, так как свет ускоряет разложение перманганата:

                       4 КМпО4 + 2 Н2О  →  4 МпО2 + 4 КОН + 3 О2

Для более быстрого приготовления раствора перманганата калия можно поступить следующим образом: 1,58 г химически чистого перманганата калия растворяют в 1 л воды, доводят до кипения и продолжают нагревать при температуре, близкой к точке кипения, в течение 1 часа. Затем фильтруют раствор через стеклянный фильтр в чистую склянку. Получают 0,05 н раствор. Если через некоторое время на дне сосуда появится осадок оксида марганца (IV), надо еще раз профильтровать раствор и установить его титр.

       Установку титра перманганата калия производят по щавелевой кислоте  Н2С 2О 4  х 2Н 2О  или оксалату натрия  Nа2С2О4 . Можно использовать так же металлическое железо и др. Титрование перманганата калия проводят без индикатора:

5Н2С 2О 4 + 2КМпО4 + 3Н2SО4→ 2 МпSО4 + К2SО4 + 8 Н2О + 10СО2

5Nа2С2О4 + 2КМпО4 + 8 Н2SО4→ 2 МпSО4 + К2SО4 + 5Nа2SО4 + 8 Н2О + 10 СО2

       В обоих случаях С2О4 окисляется  (С2О42- - 2-е = 2СО2):

        Э Н2С 2О 4  х 2 Н2О  =  = 63,03 г.

        Э Nа2С 2О 4  = = 67,00 г.

       Раствор перманганата калия приготовляют приблизительно 0,05 н, поэтому и раствор щавелевой кислоты должен быть такой же нормальности.

Определение нормальности раствора перманганта

калия по щавелевой кислоте:

Для приготовления 250 мл 0,05 н раствора щавелевой кислоты требуется:

M = 63,03 * 0,05 * 0,25 = 0,78 г

Ход определения.

       В бюксе отвешивают на аналитических весах вычисленное количество щавелевой кислоты, переносят в мерную колбу на 250 мл, растворяют в холодной воде и доводят объем до метки колбы. Закрывают колбу пробкой и тщательно перемешивают раствор. Бюкс с остатками щавелевой кислоты взвешивают. Вычисляют нормальность полученного раствора.

       Отмеривают пипеткой 10 мл раствора щавелевой кислоты и вносят в колбу для титрования, и добавляют 10-15 мл 2 н раствора серной кислоты и нагревают до 70 – 80 оС (не до кипения). Раствор перманганата калия перемешивают бюреткой со стеклянным краном. В начале титрования надо прилить раствор перманганата калия к горячему раствору исходного вещества по каплям. Каждую следующую каплю прибавляют после того, как окраска будет отличаться от предыдущей. Первоначально обесцвечивание  перманганата калия будет происходить медленно, затем по мере образования сульфата марганца, играющего роль катализатора, оно ускорится. Титрование прекращают тогда, когда избыточная капля раствора сообщит  раствору бледно – малиновую окраску, которая не исчезнет в течение  1 мин. Во время титрования температура раствора должна быть не ниже 60оС. Чтобы легче заметить бледно – малиновую окраску, колбу рекомендуется ставить на белый лист. Титрование проводят не менее трех раз, берут средний объем перманганата калия и рассчитывают нормальность раствора.

Контрольная задача.

Определение содержания железа (II) в соли Мора.

       Проводят титрование соли железа (II) перманганатом калия. Раствор подкисляют серной кислотой и титруют до конечной точки. Железо (II)  окисляют до железа (III).

10 FеО4 + 2КМпО4 + 8 Н2SО4 → 5 Fе2(SО4)3 + 2 Мп SО4 + К2 SО4 + 8 Н2О

Зная нормальность раствора перманганата калия и затраченный объем можно легко рассчитать количество железа в исследуемом растворе. В качестве примера рассмотрим определение иона Fе 2+ в соли Мора, имеющей состав :

(NH4)2 SО4 ⋅ FеSО4 ⋅ 6Н2О

Ход определения

       В мерную колбу на 250 мл берут определенное количество раствора соли Мора, доводят  объем до метки колбы дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Отмеряют пипеткой 10 мл раствора, переносят в коническую колбу для титрования, добавляют 10-15 мл 2н раствора серной кислоты и титруют ее рабочим раствором перманганата калия. Титрование производят на холоде, так как при нагревании ион Fе2+ окисляется кислородом воздуха до иона Fе3+. Добавление перманганата калия прекращают после того, как раствор примет бледно – малиновую окраску, неисчезающую в течение 1 – 2 мин. Титрование повторяют несколько раз, берут среднее значение и рассчитывают количество граммов железа в анализируемом растворе.

       Рассчитывают титр перманганата калия, т. е. узнают, сколько граммов иона  Fе2+ может окислить перманганат калия, содержащийся в 1 мл данного раствора. Допустим, что титрование производилось 0,05081 н раствором перманганата калия, тогда        

= =  =  0,002838 (г/мл)