Лабораторна робота 26

Визначення вмісту Нікелю комплексонометричним методом

Для визначення вмісту Нікелю використовують мурексид – амонійну сіль пурпурової кислоти (схематичне позначення – NH₄H₄Ind).

Хімізм процесів, що відбуваються у разі визначення Нікелю комплексонометричним методом. Визначення Нікелю проводять в аміачному середовищі (рН ~10–11), де утворюється аміачний комплекс Нікелю блакитного кольору, lgК якого становить 8,01 (К – константа стійкості комплексу):

Ni²⁺ +6NH₄OH ↔ [Ni(NH₃)₆]²⁺ +6H₂О

Мурексид у водному розчині за цих умов дисоціює за схемою

NH₄H₄Ind ↔ NH₄⁺ + Н₄Іnd^-

Аніон індикатору забарвлений у синьо-фіолетовий колір. У разі додавання індикатору до аміачного комплексу Нікелю утворюється більш стійкий комплекс Нікелю з мурексидом жовтого кольору

[Ni(NH₃)₆]²⁺ + Н₄Іnd^- + 6Н₂О ↔ [NiН₄Іnd]⁺ +6NH₄OH

На практиці як індикатор використовують не чистий мурексид, а 0,2%-ву суміш мурексиду з твердим NaCl. Зазвичай до аналізованого розчину додають незначну кількість (~10–20 мг) індикаторної суміші, тому лише невелика частина Нікелю (<1%) зв'язується в жовтий комплекс.

Далі титрують розчин трилоном Б відомої концентрації. Спочатку трилон Б реагує з менш міцним аміачним комплексом Нікелю, утворюючи безбарвний комплекс Na₂NiY (колір розчину залишається жовтим). Після повного зв'язування іонів Нікелю (що майже відповідає точці еквівалентності) декілька краплин трилону Б руйнують жовтий комплекс [Ni₄Ind]⁺ унаслідок утворення більш міцного трилонатного комплексу Na₂NiY, lgК якого дорівнює 18,62. У розчині з'являються вільні аніони індикатора H₄Ind^- синьо-фіолетового кольору:

Таким чином, у точці еквівалентності забарвлення розчину змінюється з жовтого на синьо-фіолетове.

Іон Ni²⁺ заміщує два атоми водню карбоксильних груп трилону Б, одночасно координаційно зв'язуючись з азотом аміногруп. Утворюється міцна комплексна сполука, будову якої (спрощено) можна зобразити формулою

Реактиви, обладнання: ~0,05 М (1/2 трилон Б) розчин трилону Б, NH₄OH_конц., індикатор мурексид (суха суміш), конічна колба для титрування ємністю 200–250 см³, бюретки ємністю 25 і 50 см³ з приладдям до них.

Хід роботи

Розчин, що містить іони Нікелю, кількісно перенесемо в конічну колбу. По краплинах з бюретки додамо розчин NH₄OH до зміни зеленого кольору на блакитний. Далі додамо ~10–20 мг сухого індикатору (на кінці шпателя). Розчин стане жовтим. Постійно перемішуючи, відтитруємо його розчином трилону Б до переходу забарвлення в синьо-фіолетове. Зафіксуємо об’єм трилону Б, витраченого на реакцію з Нікелем. Визначимо вміст Нікелю за формулою

^,

де m_Ni – маса Нікелю, г; Т(Na₂[H₂Y]/Ni) – титр реактиву за визначуваною речовиною, г/см³; V(Na₂[H₂Y]) – об’єм трилону Б, витрачений на реакцію з Нікелем, см³.

Лабораторна робота 27 Визначення загальної твердості води комплексонометричним методом

Загальна твердість води обумовлюється вмістом солей Кальцію і Магнію, вона виражається вмістом мілімолів еквівалентів (ммоль-екв) іонів Ca²⁺ і Mg²⁺ у 1000 см³ води. У деяких країнах твердість виражають у градусах твердості. 1 ммоль-екв твердості відповідає 2,8º за німецькою шкалою; 3,5º – за англійською та 5,0º – за французькою. Загальна твердість м'якої води – 2 ммоль/дм³. Загальна твердість води рік та озер у тайзі та тундрі становить 0,1–0,2 ммоль/ дм³; морів, океанів, підземних водоймищ – 80–100 ммоль/ дм³.

Комплексонометричний метод визначення твердості води ґрунтується на титруванні проби води розчином трилону Б за наявності метал-індикатора хромогену чорного:

Ca²⁺ + Ind^2- ↔ CaInd

CaInd + Na₂[H₂Y] ↔ Na₂[Ca] + Ind^2- + 2H⁺

Визначенню Ca²⁺і Mg²⁺ “заважають” Cu²⁺, Zn²⁺, Mn²⁺, HCO₃^-, CO₃^2-.

Реактиви, обладнання: 0,0500 М (1/2 трилон Б) розчин трилону Б, амонійна буферна суміш (рН=10), індикатор хромоген чорний, піпетки ємністю 5–20 см³, бюретка ємністю 25 см³, мірні циліндри.