8

Пинаевская Екатерина, 58 правая группа, п/п

Бригада № 3 – Пинаевская Екатерина, Трофимова Мария

Бригада № 4 – Визжачий Андрей, Белугин Сергей

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1-2

ХИМИЧЕСКИЕ (ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЕ) МЕТОДЫ

АНАЛИЗА ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Титриметрическое определение сульфат-ионов в воде (РД 52.24.406-2006). Осадительное титрование. Бариметрия (упрощенная версия)

Сущность метода: Выполнение измерений массовой концентрации сульфатов титриметрическим методом основано на образовании труднорастворимого сульфата бария при прибавлении раствора хлорида бария к анализируемой воде. После практически полного осаждения сульфатов избыток ионов бария реагирует с индикатором с образованием комплексного соединения. При этом окраска раствора изменяется от сине-фиолетовой (фиолетовой) до голубой. Для уменьшения растворимости осадка сульфата бария титрование проводят в водно-спиртовой или водно-ацетоновой среде. Диапазон измерений 30-300 мг SO₄^2-/л.

K₂SO₄ + BaCl₂ = 2KCI + BaSO₄↓

1. Приготовление раствора титранта: Приготовить 250 мл раствора хлорида бария с С_N 0,02 моль/дм_. Навеску (0,61±0,01) г BaCl₂•2H₂O (проверьте расчетами правильность навески), взвешенную на ТВ, растворите в мерной колбе на 250 мл. Раствор можно хранить в темной плотно закрытой склянке не более 6 мес.

Расчет навески – g

g = C_N • М_Э • V (л) = 0,02 • 121,5 • 0,25 = 0,6075 г

М = 137 + 35 • 2 + 2 • (1 • 2 + 16) = 207 + 36 = 243 г

М_Э = М • f_Э = 243 • 0,5 = 121,5 г/Моль

2. Приготовление раствора установочного вещества. Приготовить 250 мл раствора сульфата калия с массовой концентрацией сульфатов 250 мг/дм_. Для приготовления аттестованного раствора сульфатов взвесьте на АВ навеску сульфата калия K₂SO₄ (0,1134±0,0001) г (проверьте расчетами правильность навески) предварительно высушенного в сушильном шкафу при 105⁰ С в течение 1 ч и охлажденного в эксикаторе до комнатной температуры. Количественно перенесите ее в мерную колбу вместимостью 250 см, растворите примерно в 200 смдистиллированной воды, добавьте 0,5 см0,1 М раствора соляной кислоты и перемешайте. По универсальной индикаторной бумаге рН полученного раствора должен быть около 4. Доведите объем раствора в колбе до метки дистиллированной водой и вновь перемешайте. Перенесите раствор в склянку с хорошо притертой стеклянной или пластиковой пробкой. Раствор сульфатов с массовой концентрацией 250 мг/смхранится в плотно закрытой посуде не более 6 мес.

Расчет навески – g

g = C_N • М_Э • V (л) =

М = 39 • 2 + 32 + 16 • 4= 78 + 32 + 64 = 174

М_Э = М • f_Э =

3. Приготовление раствора соляной кислоты: Приготовить 100 мл 0,1 М раствора HCl.

Так как кислоты, особенно концентрированные, нельзя взвешивать навеску на объем. Для этого нужно определить её титр. Определяется объем концентрированной кислоты. Возьмите рассчитанное количество концентрированной кислоты в мл мерной пипеткой. В мерную колбу нужного объема налейте на половину дистиллированную воду. Внесите туда мерной пробиркой необходимое количество концентрированной кислоты. Хорошо перемешайте содержимое колбы и доведите объем до метки дистиллированной водой. Закройте колбу пробкой, перемешайте 15-20 раз и перелейте раствор в чистую посуду.

4. Приготовление растворов индикаторов:

а) Раствор ортанилового К, 0,05%-ный: Приготовить 50 мл 0,05%-го раствора ортанилового К. В 50 смдистиллированной воды растворите 25 мг ортанилового К. Хранится в темной склянке в течение 2 месяцев.

б) раствор нитхромазо, 0,025%-ный: Приготовить 100 мл 0,025%-го раствора нитхромазо. В 100 смдистиллированной воды растворите 25 мг нитхромазо. Хранится в темной склянке в течение 2 месяцев.

5. Стандартизация титранта (хлорида бария): В коническую колбу вместимостью 100 смвнесите мерной пипеткой 10,0 сматтестованного раствора сульфатов с массовой концентрацией 250 мг/дм, добавьте 10 смэтилового спирта (при отсутствии спирта - ацетон) и 0,3 смраствора индикатора ортанилового К или нитрохромазо и титруйте раствором хлорида бария 0,02 моль/дмпри постоянном перемешивании до перехода окраски из фиолетовой (или сине-фиолетовой) в голубую.

Титрование проводите медленно, особенно вблизи точки эквивалентности, и продолжайте до тех пор, пока сине-фиолетовая окраска не будет возвращаться в течение 2-3 мин. Повторите титрование и, при отсутствии расхождения в объемах хлорида бария более 0,05 см, за результат титрования примите среднее арифметическое. В противном случае повторите титрование до получения результатов, отличающихся не более чем на 0,05 см. Результаты занесите в таблицу 1.

Таблица 1

№ п/п	V установочного вещества (K2SO4) с СN = 250 мг/дм3	V титранта (BaCl2)	Условия титрования
1. 2. 3.	10 мл 10 мл 10 мл V (средн.) = 10 мл	V1 = 1,7 V2 = 1,6 V3 = 1,7 V (средн.) = 1,7	Прямое, индикаторное титрование. Титрант - BaCl2. В колбе для титрования 10,0 см3 аттестованного раствора сульфатов+10,0 см3 этилового спирта и 0,3 см3 раствора индикатора ортанилового К. Титровать от фиолетовой окраски в голубую, при постоянном перемешивание.

Точную нормальную концентрацию раствора хлорида бария рассчитайте по формуле:

,

М = 250*10 / 48,03*1000*1,7 = 2500 / 81651 = 0,0306181 моль/дм³

где - нормальная концентрация раствора хлорида бария, моль/дм;

- массовая концентрация аттестованного раствора сульфатов, мг/дм;

- объем аттестованного раствора сульфатов, см;

- молярная масса эквивалента сульфат-иона, г/моль (48,03);

- объем раствора хлорида бария, израсходованного на титрование раствора сульфатов, см.

6. Анализ воды: Возьмите аликвоту задачи № 2. Прилейте объем этилового спирта или ацетона, равный суммарному объему анализируемой воды, добавьте 0,3 смраствора индикатора и титруйте раствором хлорида бария при постоянном перемешивании содержимого колбы до перехода окраски из фиолетовой (сине-фиолетовой) в голубую.

В начальной стадии титрования, особенно в пробах с невысоким содержанием сульфатов, окраска изменяется уже после добавления первых капель хлорида бария. Вследствие этого титрование проводите медленно, при энергичном перемешивании. Титрование продолжайте до тех пор, пока сине-фиолетовая окраска не будет возвращаться в течение 2-3 мин.

Таблица 2

№ п/п	V анализируемой воды (V2)	V титранта (BaCl2)	Условия титрования
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.	10 мл 10 мл 10 мл 10 мл 10 мл 10 мл 10 мл 10 мл 10 мл V (средн.) = 10 мл	V1 = 2,0 V2 = 2,1 V3 = 2,1 V4 = 1,8 V5 = 1,6 V6 = 1,8 V7 = 1,6 V8 = 1,5 V9 = 1,7 V (средн.) = 1,8	Прямое, индикаторное титрование. Титрант - BaCl2. В колбе для титрования 10,0 см3 анализируемой воды+10,0 см3 этилового спирта и 0,3 см3 раствора индикатора ортанилового К. Титровать от фиолетовой окраски в голубую, при постоянном перемешивание.

Титрование повторите и, если расхождение между параллельными титрованиями не превышает предела повторяемости, за результат принимайте их среднее значение. В противном случае повторите титрование до получения допустимого расхождения результатов.

Если массовая концентрация сульфатов в анализируемой пробе воды превышает 300 мг/дм, для титрования берите аликвоту пробы от 1 смдо 5 сми разбавляйте ее дистиллированной водой до 10 см. Аликвоту следует выбирать таким образом, чтобы в ней содержалось не менее 1,5 мг сульфатов.

7. Вычисление и оформление результатов измерений: Массовую концентрацию сульфатов в анализируемой пробе воды , мг/дм, рассчитывают по формуле:

,

Х = 48,03*1,8*0,03*1000 / 10 =259,2 мг/дм³

где - молярная масса эквивалента сульфат-иона, г/моль (48,03);

- объем раствора хлорида бария, израсходованного на титрование аликвоты анализируемой пробы, см;

- нормальная концентрация раствора хлорида бария, моль/дм;

- объем аликвоты пробы воды, взятый для титрования, см.