Аналитические методы контроля окружающей среды (стр. 35 )

Грамм – эквивалент железа равен 55,85 г. Если на титрование 25 мл исследуемого раствора затрачено в среднем 23,80 мл раствора перманганата калия, то количество железа в 250 мл будет составлять:

=

= 0,002838 * 23,8*10=0,6754(г)

Вопросы для самоконтроля

1.Сущность метода перманганатометрии, что определяют этим методом, индикатор, условия титрования.

2.Основные реакции, лежащие в основе метода перманганатометрии.

3.Почему титрование в методе ведут в кислой  среде?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

Приготовление раствора тиосульфата натрия и установка титра.  Определение меди в растворе медного купороса.

Приготовление рабочего раствора тиосульфата натрия. Учитывая высокую чувствительность крахмала к свободному йоду, в йодометрии употребляют рабочие растворы меньшей концентрации, чем в других методах тетраметрического анализа. Обычно применяют 0,05 – 0,01н растворы.

Грамм – эквивалент тиосульфата натрия определяют по его реакции с йодом. Из этой реакции следует, что на 2 иона S2O3 тиосульфата взаимодействует с молекулой воды, а дают при этом 2 электрона, превращаясь в тетратианат иона. Следовательно, = 248,19г.

  Для приготовления 1л приблизительно 0,01н раствора необходимо взять около 2,5г соли Na2S2O3 * 5H2O.

Приготовить титрованный раствор тиосульфата натрия путём взятия точной навески не представляется возможным, так как эта соль на воздухе очень легко выветривается. В водных растворах тиосульфат может разлагаться угольной кислотой и кислородом воздуха:  Na2S2O3 + CO2 + H2O → NaHCO3  + NaHCO3 + S ↓  2Na2S2O3 + O2 → 2Na2SO4 + 2S ↓

Наибольшему разложению тиосульфат натрия подвергается под влиянием микроорганизмов (тоибактерий) и света. По этому раствор тиосульфата в начале готовят приблизительно требуемой концентрации, дают ему постоять около 10 дней и только после этого устанавливают его титр, по какому – либо исходному веществу. Перед титрованием раствор тиосульфата натрия готовят следующим образом: дистиллированную воду, предназначенную для растворения тиосульфата натрия, предварительно кипятят для удаления оксида углерода (IV) и уничтожение бактерий. Затем воду охлаждают в колбе, закрытой пробкой U – образной трубкой, наполненной гидроксидом калия. На технических весах берут грубую навеску тиосульфата натрия Na2S2O3 * 5H2O и растворяют её в прокипяченной и охлаждённой дистиллированной воде. К раствору добавляю 0,2г карбоната натрия Na2CO3 на каждый литр раствора. Раствор хранят в тёмном месте в хорошо закрытой посуде.

Титр раствора тиосульфата натрия устанавливается обычно при помощи приготовленного стандартного раствора дихромата калия.

Установка титра раствора тиосульфата натрия по дихромату калия. Дихромат калия – хорошее вещество для установки титра раствора тиосульфата натрия. Его легко можно получить в химически  чистом виде путём перекристаллизации. Он не содержит кристаллизационной воды. Растворы дихромата калия очень устойчивы. Дихромат калия сильный окислитель (EoCr2O72-/ Cr3- = 1.366 при pH <7).

Непосредственное титрование окислителей тиосульфатом натрия и на оборот не производится в связи с возникновением побочных реакций и трудностью определения эквивалентной точки. При установке титра тиосульфата натрия по дихромату калия применяют метод замещения. Для этого используют вспомогательный раствор иодида калия. Установка титра по дихромату калия сводится к тому, что дихромат калия как окислитель выделяет из иодида калия свободный йод в количестве, эквивалентном взятой навески дихромата калия. Выделившийся йод титруют тиосульфатом натрия:1| Cr2O7 2- + 6з + 14H+ → 2Cr3+ + 7H2O3|  2J - - 2 з → J2Сr2O72- + 6J - + 14H+ → 2Cr3+ +3J2 + 7H2OK2Cr2O7 + 6KJ + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3J2 + 4K2SO4 + 7H2O  = 294.21/ 6 = 49.04 (г)

Если мы приготовим  раствор тиосульфата натрия приблизительно 0,05 н, то и раствор дихромата калия надо приготовить приблизительно той же концентрации.

Теоретическая навеска К2Сr2О7 = (49*0,05) / 4 = 0,61 (г)

Берут фактическую навеску дихромата калия на аналитических весах, количественно переносят ее в мерную колбу на 250 мл, растворяют в дистиллированной воде, после чего доливают воду до метки, и закрыв колбу пробкой, тщательно перемешивают раствор. На основании фактической навески рассчитывают нормальность раствора дихромата калия.

  Титрование ведут следующим образом. В коническую колбу приливают 5мл раствора иодида калия, содержащего соли приблизительно в 1,5 – 2 раза больше по сравнению с взятой фактической навеской дихромата калия K2Cr2O7. Затем поливают сюда 5мл 20% раствора серной кислоты и точно отмеренный пипеткой объём 20 или 25 мл стандартного раствора дихромата калия K2Cr2O7.

Дают раствору постоять в темноте около 5минут для завершения реакции, после чего прибавляют 100 – 150 мл воды и титруют приготовленным раствором тиосульфата натрия, титр которого требуется установить. В начале титрование ведут без индикатора и только после того, как раствор сделается светло-желтым, прибавляют 2 – 3 мл крахмала и продолжают титрование до исчезновения синей окраски раствора и появления зелёной вследствие образования Cr3+.

Контрольная задача. Определение окислителей. Определение меди в растворе медного купороса.

Определение меди (II) основано на химическом взаимодействии ионов меди (II) с иодид – ионами, сопровождающимся выделением эквивалентного количества свободного йода и последующим его титрованием раствором тиосульфата натрия. Реакция между ионами меди (II) и иодид – ионами протекает по уравнению:2Cu2+ + 4I - ↔ 2CuI + I22CuSO4 + 4KI ↔ 2CuI + 2K2SO4 + I2

Так как реакция обратима, то для практически полного протекания её слева направо нужно увеличить концентрацию ионов I-. Реакцию ведут в слабо кислой среде, так как в сильно щелочных средах реакция идёт очень медленно, наблюдается гидролиз солей меди и самоокисление йода, а в сильно кислой среде иодид – ионы окисляют с кислородом воздуха. В коническую колбу берут пипеткой 5мл исследуемого раствора, которому прибавляют 2 – 4 мл раствора серной кислоты и 5 мл иодида калия, оставляют на 5 минут. Затем титруют тиосульфатом натрия. Под конец титрования добавляют крахмал. Титрование заканчивают, когда исчезает синяя окраска раствора и остаётся бледно розовый осадок.

Допустим, что взята навеска медного купороса в количестве 6,2508г раствора в медной колбе на 250 мл. Для титрования взято 5 мл приготовленного раствора медного купороса. На титрование выделившегося йода пошло 24,1 мл тиосульфата натрия, нормальность которого равна 0,1015.

Найдём содержание меди. Нормальность приготовленного раствора меди будет равна: = (0,1015 * 24,1)/25 = 0,09783 (г - экв). В 250 мл раствора медного купороса (в навеске CuSO4 * 5H2O) содержится:  M = (63,54 * 0,09783 * 250)/ 1000 = 1,5530 г CuИли 6,2508г CuSO4 * 5H2O составляет 100 %  1,5530 г Cu  -  X % X = (1,5530*100)/ 6,2508 = 2486  (%) Cu

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Приготовление раствора нитрата серебра и установка его титра по способу Мора.

Определение ионов CI в технической поваренной соли по способу Мора.

Титруют соль, например хлорид натрия, раствором нитрата серебра в присутствии индикатора К2CrO4. Титрование заканчивают в момент перехода окраски из желтой н красно-бурую. Рабочий раствор нитрата серебра АgNO3 готовят, исходя из рассчитанной навески химически чистого нитрата серебра в определенном объеме воды. Однако титр раствора нитрата серебра изменяется при хранении, поэтому его следует время от времени проверять приготовленным титрованным раствором химически чистого хлорида натрия.

Эквивалентная масса нитрата серебра равна l69,9. Следовательно, для приготовления 250мл о,1н раствора теоретическая навеска составит:

= 4,2475 (г)

В предварительно взвешенном бюксе берут навеску на технических весах. Количественно переносят ее через воронку в колбу, перемешивают и устанавливают титр.

Рассмотрим ход определения титра. Для этого необходимо рассчитать навеску хлорида натрия, чтобы по растворении в мерной колбе на 250мл получился раствор приблизительно 0,1н. 'Теоретическая навеска:

= 1,4612 (г)

После этого взять фактическую навеску хлорида натрия, близкую к теоретической, количественно перенесите ее и мерную колбу через воронку, тщательно перемешайте и на основе ее рассчитать нормальность полученного раствора.

Приступают к установке титра раствора нитрата серебра. Для этого необходимо взять пипеткой 5 мл раствора хлорида натрия и прибавить к нему около 1мл 5% раствора К2CrО4 и оттитровать раствором нитрата серебра. При титровании следует энергично перемешивать содержимое колбы и заканчивать его когда желтый цвет осадка приобретет от одной капли нитрата серебра красноватый оттенок. Титрование провести не менее трех раз и взять среднее значение. (Отработанные растворы и осадки серебра сливать только в определенный сосуд). На основании проведенного титрования находят точную нормальность раствора нитрата серебра обычным способом.

Контрольная задача.

Определение ионов С1 в технической поваренной соли по способу Мора.

Определение ионов СI - в растворах солей основано на прямом титровании приготовленного раствора этой соли титрованным раствором нитрата серебра в присутствии индикатора хромата калия.

Приготовте.250 мл 0,1н раствора поваренной соли. Рассчитайте теоретическую навеску, она равна 1,4612 г NaCI. Отвесьте на аналитических весах фактическую навеску хлорида натрия, 6лизкую к теоретической. Предположим, что она будет равна I,490 г. Количественно перенесите ее через воронку в мерную колбу на 250 мл. Пocлe растворения навески долейте дистиллированной водой до метки, закройте ее и тщательно перемещайте.