Содержание металлического железа определяют следующим образом
Препарат, содержащий железо, обрабатывают разбавленной серной кислотой при нагревании на водяной бане. Металлическое железо растворяется и переходит в железо(II):
Fe + H2SO4 = FeS04 + Н2
После растворения железа раствор быстро охлаждают и разбавляют водой. Отбирают аликвоту полученного раствора и определяют железо(II) перманганатометрически прямым титрованием в сернокислой среде на основе реакции:
5Fe2+ + MnO4ˉ + 8 Н+ = 5Fe3+ + Мп2+ + 4Н2O
Титрование ведут при комнатной температуре до появления устойчивой (в течение ~ 1— 2 минут) розовой окраски раствора. Поскольку один катион Fe(2+) отдает один электрон, то молярная масса эквивалента железа(II) в этой реакции равна его молярной массе.
В основе определения нитритов лежит реакция
5NO2ˉ + 2МпО4ˉ + 6 Н+ = 2Мn2+ +5NO3ˉ +ЗН2O
Поскольку нитрит-ион неустойчив в кислой среде и разлагается по схеме
NO2ˉ+H+→HNO2
2HNO2→N2O3+H2O
N2O3→NO+NO2
то аликвоту стандартизованного сернокислого раствора перманганата калия титруют нейтральным раствором нитрита натрия NaNO2 до обесцвечивания титруемого раствора в соответствии с реакцией
5NaNO2 + 2КМn04 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5NaNO3 + K2SO4 + 3H2O
В данном случае собственно титрантом является анализируемый раствор нитрита натрия, а не стандартизованный раствор перманганата калия. Нитрит-ион в этой реакции отдает два электрона:
NO2ˉ - 2 е + Н20 = NO3ˉ +2Н+,
поэтому фактор эквивалентности нитрит-иона здесь равен 1 /2 , а молярная масса эквивалента нитрита натрия равна
|
|
|
M(1/2NaN02) = M(NaN02)/2 = 68,9953/2 = 34,4976 г/моль.
Перманганатометрию применяют для определения не только восстановителей, но и окислителей, используя обратное титрование. Так, например, можно определять дихромат-ионы. Для этого к аликвоте анализируемого раствора дихромата калия К2Сг2O7 прибавляют известное количество раствора FeS04, избыточное по сравнению со стехиометрическим количеством. При этом железо(II) окисляется до железа(Ш):
Сг2O7(2-) + 6 Fe2+ +14Н+ = 6 Fe3+ +2Сг3+ + 7Н2О
Избыток непрореагировавшего железа(II) оттитровывают стандартным раствором перманганата калия по реакции.
Общая оценка перманганатометрического титрования.
Перманганатометрия — один из самых распространенных методов ОВ титрования. Метод обладает рядом достоинств: титрование проводится без постороннего индикатора, в широком диапазоне изменения pH раствора; перманганат калия доступен и сравнительно недорог.
К недостаткам перманганатометрии относятся: невозможность приготовления стандартного раствора титранта по точной навеске, его нестабильность при хранении, необходимость строгого соблюдения условий проведения титрования, регламентируемых соответствующей аналитической методикой.
|
|
|
Рабочий раствор: KMnO4.
Титрованный раствор перманганата калия по тонной навеске препарата приготовить нельзя, т.к. он содержит ряд примесей, концентрация раствора изменяется из-за взаимодействия с органическими примесями в дистил. воде. Также вода обладает окислительно-восстановительными свойствами и может восстанавливать KMnO4. Данная реакция идет медленно, но солнечный свет ее катализирует, поэтому приготовленный раствор хранят в темной склянке. Готовят раствор приблизительно требуемой концентрации, затем его стандартизируют по первичному стандарту (Na2C2O4 – оксалат натрия, гидрат оксалата аммония (NH4)2C2O4×H2O или дигидрат щавелевой кислоты Н2C2O4×2H2O, оксиду мышьяка As2O3 или металлическому железу).
Точку эквивалентности фиксируют по бледно-розовому окрашиванию раствора от одной избыточной капли титранта (без индикаторный метод).
Реакция перманганата калия с восстановителями в кислой среде протекает по схеме:
В анализе некоторых органических соединений используют восстановление в сильнощелочной среде по уравнению:
MnO4- + e ® MnO42-
Перманганатометрически определяют восстановители методом прямого титрования, окислители – методом обратного титрования и некоторые вещества – титрованием по замещению.
|
|
|
Иодиметрия, иодометрия
Иодиметрия (иодиметрическое титрование) — метод определения восстановителей прямым титрованием стандартным раствором иода.
Иодометрия (иодометрическое титрование) — метод определения окислителей косвенным титрованием заместителя — иода — стандартным раствором тиосульфата натрия.
Иодометрия
Сущность метода.В основе метода лежит реакция взаимодействия иодид-ионов с окислителем Ох с образованием иода и восстановителя Red:
2Iˉ +Ох = I2 + Red
Иодид-ион — довольно эффективный восстановитель. Однако растворы иодида калия непосредственно не применяются в качестве титранта, так как они неустойчивы и окисляются кислородом воздуха.
На практике к анализируемому раствору определяемого окислителя прибавляют избыток иодида калия (т.к. иод малорастворим в воде (не более 0,001 моль/л), но растворяется
в присутствии иодид-ионов с образованием трииодид-иона, поэтому для титрования применяют раствор иода в растворе иодида калия KI, когда иод присутствует преимущественно не в форме молекулярногом иода, а в виде трииодида калия КI3.). Иод, выделяющийся в качестве заместителя в количестве, эквивалентном количеству вступившего в реакцию окислителя Ох, оттитровывают стандартным раствором тиосульфата натрия:
|
|
|
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S2O6
Количество израсходованного титранта — раствора тиосульфата натрия — эквивалентно количеству образовавшегося иода и, следовательно, количеству определяемого окислителя Ох, провзаимодействовавшего с иодид-ионами.
Титрант метода. Титрантом метода является стандартный раствор тиосульфата натрия, чаще всего с молярной концентрацией 0,1; 0,02; 0,01 моль/л. Стандартные растворы тиосульфата натрия нельзя готовить по точной навеске, так как кристаллический пентагидрат Na2S2O3 • 5Н20 при хранении частично обезвоживается. Поэтому вначале
готовят раствор с приблизительной концентрацией тиосульфата натрия, а затем его стандартизуют.
Растворы тиосульфата натрия при хранении изменяют свой титр из-за неустойчивости тиосульфат-ионов, которые разлагаются в кислой среде с выделением свободной серы (раствор мутнеет):
S2O3(2-) +Н + = HSO3ˉ+ S↓
окисляются кислородом воздуха также с выделением свободной серы:
2S2O3(2-)+ O2 = 2SO4(2-) + 2S↓
Тиосульфат-ионы в водном растворе разлагаются на свету и в присутствии микроорганизмов.
Растворы тиосульфата натрия наиболее устойчивы при pH=9-10, поэтому для стабилизации растворов в них вводят небольшое количество карбоната натрия Na2CO3, или гидросульфата натрия NaHS04.
На практике поступают следующим образом. Для приготовления 0,1 моль/л раствора тиосульфата натрия растворяют в 1 л дистиллированной воды 26 г Na2S2O3 • 5Н20 и 0,1 г безводного карбоната натрия. Раствор оставляют примерно на двое суток в темном месте. Если при стоянии образовался осадок, то раствор либо фильтруют, либо осторожно сливают с осадка. Менее концентрированные растворы тиосульфата натрия готовят разбавлением дистиллированной водой 0,1 моль/л раствора. Разбавленные растворы тиосульфата натрия не подлежат длительному хранению. Затем приготовленный раствор стандартизуют.
Стандартизацию проводят по иодату калия КIO3, бромату калия КВrO3, дихромату калия К2Сг2O7 и другим окислителям. Чаще всего растворы тиосульфата натрия стандартизуют по стандартному раствору дихромата калия. Для этого к аликвоте раствора дихромата калия, приготовленного по точной навеске, прибавляют избыток раствора иодида калия, раствор НСI и оставляют на некоторое время в темном месте. При этом протекает реакция
Сг2O7(2-) + 6 Iˉ +14Н+ = 2Сг3+ +3I2 + 7Н2O
Иод, выделившийся в количестве, эквивалентном количеству прореагировавшего дихромата, титруют стандартным раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала в качестве индикатора, который прибавляют перед окончанием титрования, когда раствор принимает зеленовато-желтую окраску. Титруют до перехода окраски раствора из синей в
светло-зеленую.
Стандартизованный раствор тиосульфата натрия хранят в сосудах из темного стекла с притертыми пробками в темном месте.
Индикатор метода.В качестве индикатора в иодометрии обычно используют свежеприготовленный 1%-ный раствор крахмала, который прибавляют в титруемый раствор тогда, когда основная часть иода уже оттитрована раствором тиосульфата натрия и титруемый раствор приобрел зеленовато-желтую окраску. После введения крахмала раствор становится синим; продолжают его титрование до перехода синей окраски в
светло-зеленую.
Применение иодометрии.Метод применяют для определения таких окислителей, как пероксид водорода Н2O2, пероксиды натрия Na2O2, магния MgO2, бария ВаO2, медь(II), дихромат калия, перманганат калия, арсенат натрия, иод и т.д.
Так, например, пероксид водорода определяют в кислой среде на основе реакций:
Н2O2 + 2KI + H2SO4 = I 2 + K2SO4 + 2H2O
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
Для проведения анализа в коническую колбу с аликвотой раствора пероксида водорода прибавляют серную кислоту, раствор иодида калия в избыточном количестве по сравнению со стехиометрическим, одну-две капли раствора молибдата аммония (катализатор), покрывают колбу стеклом (во избежание потерь паров иода) и оставляют в темном месте на - 10 минут для того, чтобы реакция прошла с наибольшей полнотой.
Выделившийся иод титруют стандартным раствором тиосульфата натрия до соломенно-желтой окраски (цвет остаточного иода), после чего добавляют несколько капель раствора крахмала — титруемый раствор тотчас синеет. Продолжают титровать раствор до исчезновения синей окраски. Концентрацию пероксида водорода рассчитывают с учетом того, что его фактор эквивалентности в данном случае равен 1/z= 1 / 2 в соответствии
с полуреакцией
Н2O2 +2е + 2Н* = 2Н20 ; z = п = 2.
Следовательно,
C(1/2Н2O2) = C(Na2S2O3 )V(Na2S2O3 )V(H2O2),
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 848; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!