Архив2 / курсовая docx525 / Kursovaya_rabota(24)

Курсовая работа.

Гравиметрическое определение Cd²⁺в соли.

Соль №19-Cd(NO₃)₂. Нитрат кадмия(англ. Cadmium nitrate) — химическое вещество с формулой Cd(NO₃)_2*4H₂O . Представляет собой белое кристаллическое твёрдое вещество, обладающее гигроскопическими свойствами. При нагревании до t=185^oc вещество разлагается на оксид кадмия и смесь оксидов азота.При t=138^oc соль кипит и обезвоживается сперва до Cd(NO₃)_2*2H₂O,а затем до безводного Cd(NO₃)₂. Нитрат кадмия может быть получен растворением металлического кадмия,его оксида, гидроксида или карбоната в азотной кислоте:

CdO + 2HNO₃ → Cd(NO₃)₂ + H₂O

Является канцерогеном. Нитрат кадмия используется в производстве цветного стекла, а также в фотографии. Иногда — как источник ионов кадмия для растворов.

Гравиметрические методы:

Весовыми формами для определения кадмия служат его неорганические соединения( окись,соли),внутрикомплексные соединения с органическими реагентами,тройные комплексы с органическими и неорганическими соединениями и выделенный электролитический металл.Гравиметрический метод основан на осаждении(получении) и взвешивании этих форм.

Осаждение в виде CdS.

Соль переносят во взвешенный  платиновый тигель, обрабатывают H₂S0₄ (1 : 1) и выпаривают, насколько возможно, на водяной бане. Нагревают сначала осторожно на воздушной бане до прекращения дымления, затем приблизительно при 500 °С. Охлаждают, растворяют остаток в небольшом количестве воды, осторожно выпаривают и снова нагревают. Взвешивают по охлаждении и повторяют эти операции до достижения постоянного веса. Сульфат кадмия должен быть белого цвета и давать прозрачный водный раствор. Если в результате частичного разложения сульфата прокаленный остаток имеет желтый или коричневый цвет, то его смачивают разбавленной серной кислотой и повторяют прокаливание при 350—400 °С.

Осаждение диантипирилметаном (C₂₃H₂₄O₂N₄)

Диантипирилметан в кислой среде образует с галогенидными анионными комплексами кадмия осадок, труднорастворимый в воде ; Cu, Zn, Al, Co, Ni, Мп и Cr подобной реакции не дают, поэтому ее используют в анализе сплавов на медной основе. 0,1—0,2 г сплава растворяют в HNO₃, добавляют 3—4 мл H₂SO₄ и для удаления мешающей определению HNO₃ упаривают до дымления. По охлаждении прибавляют 70—80мл воды, вносят0,5 г диантипирилметана, нагревают почти до кипения и быстро прибавляют 15—20 мл предварительно нагретого 10%-ного раствора КВг. В зависимости от количества кадмия сразу или через несколько минут начинает выделяться осадок в виде блестящих шелковистых игл. Для полноты его выделения раствор оставляют стоять 1,5— 2 часа и холодным фильтруют через пористый тигель № 3 или № 4. В присутствии небольших количеств Fe³⁺ выделение осадка замедляется, поэтому раствор выдерживают 2—3 часа. Осадок отфильтровывают, промывают 0,5 N, H₂SO₄ содержащей 1,5% КВг и 0,5% диантипирилметана, затем 4—5 раз (по 3—4 мл) 0,1 N НСL, которая содержит 0,5% КВг и 0,2% диантипирилметана, и высушивают при 110—120 °С.Цвет полученного осадка должен быть белым или слегка желтоватым. Относительная ошибка определения ± 3%.

Осаждение дифенилдитиофосфорной кислотой[(C₆H₅O)₂PSSH]

(C₆H₅O)₂PSSH осаждает кадмий из слабокислых, нейтральных и слабощелочных растворов в виде белого кристаллического осадка, растворимого в концентрированных кислотах, аммиаке и щелочах; растворимость в воде при 18—20° С составляет 2,2-10-4 молъ/л.Допустимо изменение в широких пределах концентрации кислоты и присутствие значительных количеств Al, Be, Ca, Со, Cr, Mg, Mn, Ni, Sr, Zn и небольших количеств железа. Мешают ионы тяжелых металлов, осаждающихся реагентом в кислой среде.

К 20—100 мл сернокислого —17V раствора, содержащего 20—100 мг Cd, а также Zn и другие металлы, прибавляют порциями при тщательном перемешивании 2—3-кратный избыток 0,05 М фильтрованного раствора реагента. Осадку дают отстояться несколько минут, отфильтровывают через взвешенный стеклянный фильтр № 3, промывают несколько раз небольшими порциями насыщенного водного раствора дифенилдитиофосфата кадмия, высушивают до постоянного веса при 80—90° С и взвешивают.

Осаждение диэтилтиофосфатом никеля [(C₂H₅O)₂PSS]₂Ni

Диэтилдитиофосфат никеля [(C₂H₅O)₂PSS]₂Ni осаждает кадмий из кислой среды. Al, Zn, Zr и некоторые другие металлы определению не мешают. Реакция применена для определения до 0,05% Cd в магниевых сплавах.

0,2—0,5 г сплава растворяют при нагревании в 15 мл (1 : 5) и добавлении нескольких капель HNO₃ (1 : 1) (если сплав содержит большие количества Zr, добавляют 2—3 мл HNO₃). По охлаждении приливают 15 мл 0,05 N раствора реагента, тщательно перемешивают и через час фильтруют под вакуумом через взвешенный стеклянный пористый фильтр № 3. Осадок промывают 5—6 раз небольшими порциями насыщенного водного раствора диэтилдитиофосфата кадмия и высушивают до постоянного веса.

Осаждение 8-оксихинолином C₉H₇ON

8-Оксихинолин в нейтральной или слабокислой среде реагирует со многими ионами, поэтому кадмий должен быть предварительно отделен от них (кроме ионов щелочных и щелочноземельных металлов).

К слабокислому анализируемому раствору добавляют Na₂C0₃ до помутнения, которое устраняют несколькими каплями СН₃СООН. Раствор нагревают до 60° С и осаждают кадмий небольшим избытком 3%-ного свежеприготовленного спиртового раствора 8-оксихинолина. После непродолжительного нагревают осадок отфильтровывают через стеклянный фильтр-тигель, промывают сначала теплой, а затем холодной водой и высушивают при 130° С до постоянного веса.

Осаждение тиокапролактамом C₆H₁₁NS

К 100 мл нагретого до кипения раствора, содержащего 20—300 мг Cd, при энергичном перемешивании приливают 15—20 мл 1%-ного раствора реагента в 50%-ном этаноле, затем по каплям — 20 мл 0,5 N NaOH и на 10 мин. оставляют на кипящей водяной бане. Осадок CdS отфильтровывают через стеклянный фильтр, промывают водой, затем этанолом и высушивают при 110—120^o С .

Мной был выбран метод с 8-оксихинолином за простоту его выполнения и доступность реагента.

Ход работы

№1 Доведение тигля до постоянной массы:

2 чистых стеклянных тигля были выдержаны в шкафу при 110-120^оС.Далее охлаждены в эксикаторе в течении 30 минут и взвешены.После повторил просушку в течении 30 минут.Охладил в течении 15 минут и взвесил.Повторял процедуру до совпадения результатов.

Масса пустого тигля

	Тигель№19 (у)	Тигель№4 (х)
После 1-ой просушки	11,3359 г	10,3541г
После 2-ой просушки	11,3353г	10,3537г
После 3-ей просушки	11,3354г	10,3537г

№2 Расчет массы навески:

m(Cd)=m(Г.Ф.)_*fCd/Cd(C₉H₆ON)₂=0,1_*112,41/400,73=0.28г

m(навески)=m(Cd)/w(Cd)=0.28_*M(Cd(NO₃)₂/M(Cd)=0.28_*236,43/112,41=0.59г

№3 Расчет объема осадителя:

1,3-избыток осадителя

Cd²⁺+2C₉H₇ON=Cd(C₉H₆ON)₂+2H⁺

n(C₉H₇ON)_ПРАКТ.=1,3 _*n(C₉H₇ON)_ТЕОР.=1,3_*2n(Cd)=2,6_*m(Cd(NO₃)₂ )/M(Cd(NO₃)₂ )=2,6_*m(нав.)/M(Cd(NO₃)₂)=2,6_*0,59/236,43=0,0064моль

V(р-ра)= n(C₉H₇ON)_* M(C₉H₇ON)/w(C₉H₇ON)_*d(C₉H₇ON)=2,6_* m(нав.)_*M(C₉H₇ON)/ M(Cd(NO₃)₂)_*0,03=31мл

№4 Взятие навески соли:

2 стакана вместимостью 50-100 мл взвесил на аналитических весах.Навеску соли близкой к вычисленной поместил в стакан и повторил взвешивание.Соль пересыпал в большой стакан вместимостью 300-400 мл.

Масса пустого стакана

Сакан№1 m1 (х)	Сакан№1 m1 (у)
32,8186г	41,8134г

Масса стакана с солью

Сакан№1 m2 (х)	Сакан№1 m2 (у)
33,4037г	42,4550г

Масса взятой навески:

m(x)=m2x-m1x=33,4037-32,8186=0,5851г

m(y)=m2y-m1y=42,4550-41,8134=0,6416г

№5 Получение осаждаемой формы:

Навеску соли растворил в 100 мл дистилированной воды.Раствор нагрел на песчанной бане до 60^оС.Приготовил 3-% раствор оксихинолина из 3 грамм сухого оксихинолина и 100 мл 2моль/л раствора СН₃СООН.После осадил горячий раствор соли раствором оксихинолина резко и при постоянном перемешивании.Потом поставил на водяную баню до коагуляции на 10 минут.

№6 Фильтрование и промывание осадка:

Фильтрование проводил с помощью водоструй ного насоса через стеклянный фильтр-тигель.Готовый раствор с осадком разбавил 50 мл H₂O-дист. и медленно по палочке переливал в тигель.Смыл струей H₂O из промывалки осадок со стенок и количественно перенес в тигель.Промыл сперва 5 раз горячей, затем 5 раз холодной H₂O-дист.

№7 Получение гравиметрической формы:

Тигли с осадком сушил в сушильном шкафу при 130^оС в течении часа.Охладил в эксикаторе в течении 30 минут.Взвесил на аналитичеких весах.Повторил высушивание в течении 30 минут.Охладил в эксикаторе в течении 15 минут.Взвесил на ан. весах.Повторял поцедуру пока тигли не стали доведены до постоянной массы.

Масса тигля с гравиметрической формой

	Тигель№19 (у)	Тигель№4 (х)
После 1-ой просушки	11,9989г	10,9776г
После 2-ой просушки	11,9889г	10,9688г
После 3-ей просушки	11,9888г	10,9687г

№8 Обработка результатов:

m(Г.Ф.)x=m_x(полн.тигель)-m_x(пуст.тигель)=10,9687-10,3537=0,6150г

m_x(Cd)= m_x(Г.Ф.)_*f(Cd/Cd(OX)₂)=0,6150_*112,40/400,4=0,1726г

w_x(Cd)=m(Cd)_x/m_x(нав.)_*100%=0,1762/0,5851_*100%=29,50%

m(Г.Ф.)y=m_y(полн.тигель)-m_y(пуст.тигель)=11,9888-11,3354=0,6534г

m_y(Cd)= m_y(Г.Ф.)_*f(Cd/Cd(OX)₂)=0,6534_*112,40/400,4=0,1834г

w_y(Cd)=m(Cd)_y/m_y(нав.)_*100%=0,1834/0,6416_*100%=28,58%

w_ср(Cd)=( w_y(Cd)+ w_x(Cd))/2=(28,58+29,50)=29,04%

dy=| w_y- w_ср|=|28,58-29,04|=0,46

dx=| w_x- w_ср|=|29,50-29,04|=0,46

w_ср(Cd)=(29,0+-0,5)%