Работа 9 Определение железа

В сильнокислой среде при рН < 0,9 комплексы железа(III) с ЭДТА образуются в соответствии с уравнением (K_FeHY = 1,58·10¹⁶)

Fe³⁺ + H₅Y⁺ = FeHY + 4H⁺;

При рН > 1,3 преобладает комплекс FeY^– с константой устойчивости 1,26·10²⁵. Комплексонат железа(II) значительно менее устойчив (K_FeY^2- = 2,14·10¹⁴) и крайне неустойчив по отношению к окислителям. Поэтому комплексонометрически определяют только железо(III). В качестве индикаторов используют салициловую, сульфосалициловую кислоту или гидроксамовые кислоты. Эти индикаторы в растворах бесцветны, но образуют с железом(III) интенсивно окрашенные комплексы: фиолетового цвета с салициловой или сульфосалициловой кислотами, сине-фиолетового – с гидроксамовой кислотой.

Реагенты:

ЭДТА – 0,05М стандартный раствор;

Ииндикатор – сульфосалициловая кислота, 25% раствор;

НСl – 1М, 2М растворы и конц. с пл. 1,17;.

HNO₃ – конц. с пл. 1,4;

NH₃ – 10% раствор.

a) Определение железа в растворе.

Методика. Анализируемый раствор в мерной колбе на 100 мл и содержащий 100–200 мг в пересчете на Fe₂O₃ разбавляют до метки дистиллятом и хорошо перемешивают. Аликвоту 10 мл пипеткой переносят в колбу для титрования, вводят 5 мл конц. соляной кислоты и 2 мл конц. азотной кислоты для окисления железа(II), накрывают колбу часовым стеклом, помещают на песочную баню и нагревают до кипения. Раствор нагревают 3-5 минут, не допуская бурного кипения, до оранжево-желтой окраски раствора. Затем охлаждают, ополаскивают часовое стекло над колбой. Осторожно нейтрализуют аммиаком до изменения окраски раствора в желтую и появления слабой мути. После этого вводят 1–2 капли 2М НСl, 1 мл 1М НСl, разбавляют водой до 50 мл и нагревают почти до кипения. В горячий раствор добавляют 4–5 капель сульфосалициловой кислоты и титруют раствором ЭДТА до изменения окраски из фиолетовой в желтую или лимонно-желтую. Вблизи конечной точки титрования раствор ЭДТА добавляют медленно и следят, чтобы титруемый раствор был горячим. Вычисляют содержание железа в пробе.

б) Определение железа в рудах.

Методика. Навеску анализируемой руды (около 0,7 г) помещают в высокий термостойкий стакан вместимостью 250–300 мл, прибавляют 40 мл НСl (1:1), накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании на песочной бане. Затем добавляют 2–5 мл азотной конц. кислоты и продолжают нагревание. Растворение считают законченным, когда на дне стакана остается серовато-белый осадок, состоящий из кремниевой кислоты, или рыхлый темный остаток углерода. Выпаривают раствор досуха. Остаток обрабатывают 10 мл конц. НСl, повторяя операцию два раза, после чего добавляют 2–3 мл конц. НСl и разбавляют горячей водой примерно до 50 мл. Затем отфильтровывают от остатка через фильтр "белая лента" в мерную колбу на 200 мл. Хорошо промывают фильтр горячей водой, содержащей 0,05М НСl. Охлаждают, доводят до метки и перемешивают. Фильтр с осадком выбрасывают.

Отбирают пипеткой 10 мл полученного раствора в колбу для титрования на 100 мл, осторожно нейтрализуют аммиаком до неисчезающей слабой мути (цвет раствора меняется из лимонно-желтого в желтый), которую растворяют в 1–2 каплях 2М НСl. Вводят 1 мл 1М НСl, разбавляют дистиллятом до 50 мл, нагревают почти до кипения, вводят 4–5 капель сульфосалициловой кислоты и титруют ЭДТА до изменения окраски раствора из красно-фиолетовой или фиолетовой в чисто-желтую или лимонно-желтую. Как и в предыдущем случае, вблизи конечной точки титрант добавляют медленно и следят, чтобы раствор все время оставался горячим. Рассчитывают содержание железа в пробе.