Работа №1 Определение железа(II)

Определение основано на реакции:

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2– + 14H⁺ → 6Fe³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂О.

В процессе титрования концентрация Fe³⁺ повышается, следовательно, возрастает E^о(Fe³⁺/Fe²⁺), что приводит к преждевремен­ному изменению цвета дифениламина (Е^о = 0,76 В). Поэтому вводят H₃PO₄, которая связывает Fe³⁺ в устойчивый бесцветный комплекс, тем самым, понижая потенциал пары Fe³⁺/Fe²⁺.

Растворы Fe(II) часто содержат Fe(III), поэтому перед титрованием проводят их восстановление до Fe(II). Восстановление можно проводить с помощью SnCl₂; Zn-метал. и т.д. В первом случае происходит реакция:

2[FeCl₄]^– + [SnCl₄]^2–  2Fe²⁺ + [SnCl₆]^2– + 6Cl^–.

Скорость реакции возрастает при нагревании в присутствии HCl_(к.), которая создаёт нужную среду и образует комплексы с Fe(III), интенсивно окрашенные в жёлтый цвет и могут служить индикатором.

Избытка восстановителя нужно избегать, небольшие оставшиеся количества окисляют с помощью HgCl₂:

[SnCl₄]^2– + HgCl₂  [SnCl₆]^2– + Hg₂Cl₂.

а) Восстановление с SnCl₂.

Реагенты:

K₂Cr₂O₇ – стандартный раствор (0,05н);

HCl – конц.;

H₂SO₄ – конц.;

SnCl₂ – раствор;

HgCl₂ – раствор;

H₃PO₄ – конц. раствор;

Дифениламин – 1% раствор в конц. H₂SO₄;

План работы.

1. Записать уравнения реакций, лежащие в основе определения Fe(II).

2. Рассчитать кривую титрования Fe(II) – Cr₂O₇^2– – H⁺ при условиях: рН = 2; С_{реаг.в-в} = 0,05н.

3. Обоснование выбора индикатора.

4. Титрование. Занесение результатов в таблицу.

5. Рассчитать N ± ε, С и Т раствора соли Fe(II).

Методика. Приготовить 0,05н раствор K₂Cr₂O₇ по точной навеске. Рассчитать точно N и Т приготовленного раствора.

В колбу для титрования емкостью 100 мл пипеткой внести 10 мл исследуемого раствора, добавить 5 мл HCl_(к.), нагреть почти до кипения и к горячему раствору добавить 1–2 капли SnCl₂ до обесцвечивания (избыток восстановителя не добавлять!).

Раствор охладить, добавить 2 мл H₂SO_4(к.), 3 мл раствора HgCl₂; 4–5 мл H₃PO_4(к.); 15 мл H₂O; 2 капли (С₆H₅)₂NH и медленно титровать дихроматом при сильном перемешивании (особенно в конце) до появления сине-фиолетовой окраски.

б) Восстановление металлическим цинком.

Реагенты:

K₂Cr₂O₇ – стандартный раствор (0,05н);

HCl – конц.;

H₂SO₄ – конц.;

H₃PO₄ – конц.;

Zn-металлический – гранулы;

Дифениламин – 1% в H₂SO_4(к.).

Методика. В коническую колбу для титрования отобрать пипеткой 10 мл исследуемого раствора, добавить 5 мл HCl_(к.), внести 3–4 гранулы металлического цинка, сразу закрыть маленькой воронкой и нагреть на песочной бане (реакция не должна идти очень бурно) до обесцвечивания раствора и растворения цинка (не прореагировавший цинк пинцетом убрать и последний сполоснуть Н₂О).

Охладить под струей воды, добавить 3–4 мл H₂SO_4(к.), вторично охладить, добавить 5 мл H₃PO_4(к.), 15 мл Н₂О; 2 капли индикатора и медленно титровать дихроматом калия до появления синей или грязно-синей окраски раствора.

Расхождение между результатами титрования не должно превышать 0,1 мл.

Работа №2 Определение железа в рудах

Реагенты:

K₂Cr₂O₇ – стандартный раствор (0,05н);

HCl – конц.; 1:4; 0,05н растворы;

HNO₃ – конц. (ρ = 1,17);

H₂SO₄ – конц. (ρ = 1,84);

H₃PO₄ – конц. (ρ = 1,70);

Zn-металлический – гранулы;

Дифениламин, 1% в H₂SO_4(к.).

Методика. Точную навеску анализируемой руды (0,7–1 г) поместить в термостойкий химический стакан емкостью 250–300 мл, добавить 40 мл HCl (1:4). Закрыть часовым стеклом и растворить при нагревании на песочной бане. Затем добавить 2–5 мл HNO₃ и продолжать нагревание. Растворение считается законченным, когда на дне стакана остаётся серовато-белый осадок SiO₂·nН₂О. Раствор выпарить досуха, остаток обработать 10 мл HCl_(к.) и снова выпарить. Повторить 2 раза, затем добавить 4 мл HCl_(к.) и разбавить горячей водой до 50 мл. Раствор отфильтровать через фильтр "белая лента" в мерную колбу емкостью 200 мл. Хорошо все промыть горячей 0,05н HCl для количественного перенесения ионов железа, охладить, и при перемешивании довести до метки.

Далее для определения железа поступить как в предыдущей работе (п.б). Раствор оставить для определения ионов железа в комплексонометрии.