Лабораторна робота № 10 Амперометричне титрування заліза ванадатом амонію

Мета роботи – визначити концентрацію іонів заліза(ІІ) методом окисно-відновного амперметричного титрування.

Залізо(ІІ) є досить сильним відновником, тому його концентрація легко може бути встановлена методом окисно-відновного титрування. У якості титранта можно використовувати цілий ряд окиснків. З окисником ванадатом амонію NH₄V0₃ розчині залізо(ІІ) реагує наступним чином:

2FeSO₄ + 3NH₄V0₃ + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃+ 2V0SO₄ + NH₄SO₄ + 4H₂O

або в іонному вигляді можна записати:

Fe+ VO₃^–+ 4H⁺ Fe+ VO+ 2H₂O.

Електродноактивною є визначувана речовина, що окислюється на Рt мікроаноді при накладенні зовнішньої ЕРС=1В (нас. к.е.):

Fe²⁺ – е  Fe³⁺.

До початку титрування у ланцюзі фіксується високий дифузійний струм, величина якого пропорційна концентрації Fe²⁺. При титруванні кількість заліза(ІІ) зменшується, через що знижується і величина дифузійного струму. За точкою еквівалентності спостерігається лише мінімальний остаточний струму, значення якого не змінюється при подальшому додаванні неелектродноактивного титранту.

Необхідні прилади та реактиви

1. Амперометрична установка.

2. Платиновий обертовий електрод.

3. Насичений каломельний електрод.

4. Мірний циліндр місткістю 50 мл.

5. Мікробюретка 2-5 мл.

6. Стаканчик для титрування місткість 50 мл.

7. Розчин H₂SO₄, 0,5М.

8. Розчин NH₄V0₃, 0,01 М.

9. Аналізований розчин солі Мору або сульфату заліза(ІІ).

Методика виконання роботи

До задачі з невідомим вмістом заліза(ІІ) додають 30 мл розчину H₂SO₄. На електроди накладають ЕРС, яка дорівнює 1,0 В i опускають їх у розчин.

Включають перемішування i титрують залізо розчином ванадату амонію. Титрант додають по 0,1 мл, записуючи через кожні 15 с показання гaльванометра.

Титрування проводять до постійного значення струму. Точку еквівалентності визначають графічно. Визначивши об’єм NH₄V0₃ за графіком, розраховують масу заліза в грамах.

.

Лабораторна робота № 11 Вивчення реакції міді з діетилдітіокарбаматом натрію

Мета роботи: встановити титр ДДТК по міді та визначити концентрацію іонів міді методом амперметричного титрування.

Органічний реагент диетілдитіокарбамінат натрію (ДДТК) реагує з утворенням міцних внутрішньокомплексних сполук з наступними металами: Au³⁺, Hg²⁺, Ag⁺, Cu²⁺, Bi³⁺, Pb²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Zn²⁺, Mn²⁺. Для двовaлентних металів хімічну реакцію, яка перебігає в розчині, можна записати таким чином:

ДДТК є електродноактивною речовиною: при невеликій напрузі 0,4–0,6 В на електроді проходить окиснювання реагенту до дисульфіду, при більшій напрузі 0,8–1,0 В спостерігається більш глибокий процес окислення з утворенням кисеньвмісних продуктів.

Титрування диетілдитіокарбамінатом натрію звичайно проводять при напрузі 0,8–0,9 В, тому що при такій напрузі підйом струму після точки еквівалентності більш різкий, що дозволяє більш чітко визначити точку еквівалентності.

Розчин диетілдитіокарбамінату при збереженні окиснюється киснем повітря, в результаті чого змінюється його концентрація, тому перед початком титрування потрібно визначити титр ДДТК за розчином металу відомої концентрації, тобто стандартизувати його.

Якщо ДДТК використовують для визначення концентрації міді, то його стандартизують за розчином Cu²⁺ точно відомої концентрації та розраховують титр за міддю T, який показує скільки грам міді реагує з одним мілілітром розчину ДДТК:

.

Необхідні прилади та реактиви

1. Амперометрична установка.

2. Платиновий обертовий електрод.

3. Насиченим каломельним електродом порівняння.

4. Мірний циліндр місткістю 50 мл.

5. Мікробюретка 2–5 мл.

6. Стаканчик для титрування місткістю 50 мл.

7. Мірна колба, місткістю 100 мл.

8. Стандартний розчин сульфату міді, 0,002М.

9. Розчин ДДТК, 0,01М.

10. Аналізований розчин Cu невідомої концентрації.

Методика виконання роботи

Стандартизація розчину ДДТК. В стаканчик для титрування відбирають піпеткою 5 мл розчину солі міді точно відомої концентрації, додають 30 мл фонового електроліту КС1. На електроди накладають напругу 0,8–0,9 В та опускають їх у розчин. Включають перемішування i титрують розчином ДДТК, концентрацію якого потрібно встановити. Після кожного додавання титранту по 0,1 мл через 10 с записують силу струму в ланцюзі. Титрування проводять до різкого стійкого зростання струму в ланцюзі. За отриманими даними будують криву амперометричного титрування. Знаходять точку еквівaлентності i розраховують титр ДДТК по міді:

.

Визначення міді в задачі. Аналізований розчин розбавляють дистильованою водою в мірній колбі, місткістю 100 мл. Доводять до мітки водою і перемішують. У склянку для титрування відбирають аліквотний об'єм – 10 мл, додають 25 мл фонового електроліту, накладають на електроди напругу та опускають їх у розчин. Вмикають перемішування. Титрують розчином ДДТК. Будують криву амперометричного титрування. Знаходять точку еквівалентності. Розраховують масу міді(ІІ) за формулою:

.