Лабораторная работа № 7.

Окислительно-восстановительное титрование.

Хроматометрия

Ц е л ь р а б о т ы. Изучить метод хроматометрии, научиться готовить раствор установочного вещества – дихромата калия, определить содержание железа в пробе.

Т е о р е т и ч е с к а я ч а с т ь. В хроматометрии в качестве титранта используется раствор дихромата калия K₂Cr₂O₇. Титрование ведут в кислой среде, когда хром в составе иона Cr₂O восстанавливается до Cr³⁺

в соответствии с реакцией:

Cr₂O + 6е^- + 14 Н⁺ = 2 Cr³⁺ + 7 Н₂О, Е = 1,33 В.

Точку эквивалентности устанавливают с помощью окислительно-восстановительных индикаторов, чаще используются дифениламин и его производные. Для данной реакции потенциал Е_ТЭ = 1,25 В, следовательно, при использовании дифениламина (Е = 0,76 В) изменение окраски индикатора произойдет значительно раньше ТЭ. Чтобы избежать погрешности определения, в титруемый раствор вводят Н₃РО₄, образующую с ионами Fe³⁺ прочный комплекс [Fe(H₂PO₄)₂]⁺, вследствие этого концентрация ионов Fe³⁺ уменьшается и значение окислительно-восстановительного потенциала не превышает 0,76 В.

На практике используют смесь Н₃РО₄ и Н₂SO₄ (смесь Кнопа), в которой серная кислота обеспечивает создание необходимой кислотности титруемого раствора.

Дихромат калия относится к первичным стандартам, потому его можно приготовить из точно взвешенной навески химически чистой (хч) соли.

П р и б о р ы и м а т е р и а л ы. Дихромат калия (хч), аналитические весы, дистиллированная вода, стеклянные стаканы на 150 мл, мерные колбы на 100 мл, раствор соли Мора (выдается преподавателем), смесь Кнопа, дифениламин, бюретки, конические колбы для титрования на 250 мл, пипетки на 10-25 мл.

А. Приготовление раствора дихромата

Массу навески m_у, необходимой для приготовления нужного объема раствора титранта с заданной нормальностью (0,05 н) вычисляют по формуле:

m_y = 10^-3 ×f_y ×M_y ×CN_y ×V_y,

где f_y, M_y, C_Ny, V_y - соответственно фактор эквивалентности, молекулярная масса, нормальность и объем раствора дихромата калия. Рассчитанную навеску отвешивают на аналитических весах в стаканчике, растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды, осторожно переливают в мерную колбу вместимостью V_y, доводят водой до метки и тщательно перемешивают. Раствор титранта готов.

Б. Определение содержания железа (II) в растворе соли Мора

В основе определения лежит реакция:

K₂Cr₂O₇+ 6 FeSO₄ + 7H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3Fe₂(SO₄)₃ + K₂(SO₄)₃ +7 H₂O.

К пробе анализируемого раствора (10-15 мл) приливают 5 мл смеси Кнопа, 5 - 7 капель раствора индикатора дифениламина и титруют стандартным раствором дихромата. Когда раствор приобретет темно-зеленую окраску, характерную для гидратированных ионов Cr³⁺, рекомендуется его разбавить дистиллированной водой примерно вдвое и продолжить титрование. Изменение окраски будет видно отчетливей. Титрование повторить трижды.

Содержание железа m_x вычисляют по формуле:

m_х = 10^-3 ×f_х ×M_х ×CN_y ×V_y,

где f_x, M_x - соответственно фактор эквивалентности и молекулярная масса железа, г/моль,

CN_y, V_y –нормальная концентрация, моль-экв/л, и объем дихромата

калия, мл.

О т ч е т

Опишите ход лабораторной работы, заполните табл. 10 (приведите пример расчета), ответьте на вопросы.

Т а б л и ц а 10. Опытные данные лабораторной работы

по дихроматометрии

Масса навески mу дихромата калия, г	Объем раствора дихромата калия Vy, мл	Нормальность раствора дихромата калия CNy, моль-экв/л	Содержание железа Fe2+, mx, в растворе соли Мора, г
			mx1	mx2	mx3	mx среднее

Контрольные вопросы

1. Почему дихромат калия относится к первичным стандартам?

2. Приведите примеры окислительно-восстановительных индикаторов.

В чем заключается принцип их работы?