2. Определение Mn(II) в препарате кристаллогидрата MnSo4 методом потециометрического титрования

Метод основан на титровании ионов Mn(II) раствором перманганата калия в присутствии комплексообразователя пирофосфата натрия в нейтральной или слабощелочной среде в соответствии с уравнением реакции

4 Mn²⁺ + MnO₄^– + 15H₂P₂O₇ + 8H⁺ ⇆ 5[Mn(H₂P₂O₇)₃]^3– + 4H₂O (5)

В отсутствие комплексообразователя реакция идет по уравнению

2MnO₄^– + 3Mn²⁺ + 2H₂O ⇆ 5MnO₂ + 4H⁺ (6)

Реакцию (5) можно считать суммой полуреакций:

Mn²⁺ + 3H₂P₂O₇ ⇆ [Mn(H₂P₂O₇)₃]^3– – e (7)

и

MnO₄^– + 8H⁺ + 3H₂P₂O₇^2– + 4e ⇆ [Mn(H₂P₂O₇)₃]^3– + 4H₂O (8)

Потенциал индикаторного электрода при равновесии будет определяться выражением для электродного потенциала любой из полуреакций:

(9)

(10)

Метод используют для определения марганца в присутствии всех компонентов сложных жаропрочных сплавов без их предварительного отделения.

Порядок выполнения работы. Навеску препарата кристаллогидрата MnSO₄ массой 0,5–0,6 г, взятую на аналитический весах с точностью 0,0001 г, растворяют в стакане в небольшом количестве дистиллированной воды и количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл. Раствор доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.

В стакан для титрования вместимостью 100 мл вносят 10 г пирофосфата натрия и растворяют его в 50 мл горячей дистиллированной воды. Затем в стакан добавляют 5,00 мл приготовленного раствора сульфата марганца, 5 капель индикатора фенолового красного и по каплям раствор NaHCO₃ при перемешивании до перехода окраски от желтой к красной. Опускают в теплый испытуемый раствор электродную пару, включают магнитную мешалку и титруют стандартным раствором KMnO₄. Проводят ориентировочное и точные титрования. Результаты титрования заносят в таблицу. Процентное содержание Mn(II) в пробе рассчитывают по формуле:

(1.29)

где С(1/5KMnO₄) – молярная концентрация эквивалента раствора KMnO₄, моль/л;

4/5 – коэффициент пересчета молярной концентрации раствора KMnO₄;

VKMnO₄ – объем раствора KMnO₄, израсходованного на титрование, мл;

М_Mn – молярная масса марганца, г/моль;

f_экв – фактор эквивалентности марганца;

m_н – масса навески кристаллогидрата, г.

Рассчитать среднее значение содержания Mn(II) в препарате кристаллогидрата MnSO₄ и его стандартное отклонение. Сравнить с теоретическим значением с использованием t-критерия.

Приложения

1. Назначение и область применения

И ономер универсальный ЭВ-74 в комплекте с ионоселективными электродами предназначен для определения активности одно- и двухзарядных анионов и катионов (величины рХ) в водных растворах, а также для измерения окислительно-восстановительных потенциалов в этих же растворах. При работе с блоком автоматического титрования прибор может быть использован для потенциометрического титрования. Пределы измерения величины рХ от -1 до +19 рХ с узкими диапазонами -1-4 рХ, 4-9 рХ, 9-14 рХ, 14-19 рХ и с широким диапазоном от -1 до 19рХ. Допускаемая погрешность измерения составляет (0,04-0,08) рХ на узких диапазонах (5рХ) и 0,40рХ на широком диапазоне (20рХ). Погрешность при измерении рН по буфер­ным растворам составляет ±0,05 рН.

Рис.1. Внешний вид иномера универсального ЭВ-74 с держателем для электродов

Измерительным прибором служит преобразователь, общий вид которого изображен на рис. 1. На лицевой панели располагаются устройства оперативного управления и показывающий прибор 1. Ручки заводской настройки и регулировки расположены под лицевой панелью. Резисторы 6, 8 – «Калибровка», «Крутизна» и «рХ» служат для оперативной настройки прибора на данную электродную систему. Кнопки 2 служат для выбора рода работы. Кнопка «Анионы/Катионы» позволяет измерять либо активности анионов или положительные потенциалы (в отжатом состоянии), либо активности катионов, или отрицательные потенциалы (в нажатом состоянии). Кнопка Х'/Х" служит для измерения активности одновалентных (в отжатом положении) или двухвалентных ионов (в нажатом положении). Кнопки «mV» и «рХ» позволяют включить прибор в режим милливольтметра или иономера соответственно. Кнопка «t^o» вместе с ручкой 9 «Температура раствора» служит для установки температуры раствора при ручной термокомпенсации. Элементы внешних соединений (разъемы, гнезда для подключения электродов и т. д.) находятся на задней планке прибора и на рис. 1 не показаны.

Для крепления электродов и установки сосуда с контролируемым раствором в комплект иономера входит подставка. Она состоит из штатива 13, на котором закрепляется труба. На трубе крепятся два кронштейна, для крепления держателя электродов 10 и поворотного столика 12, которые можно перемещать по высоте. Чтобы сменить раствор, необходимо приподнять стакан 11 и отвести столик 12 в сторону.