5. Фиксаналы

Для быстрого приготовления точных растворов различных ве­ществ (кислот, щелочей и солей) удобно применять фиксаналы. Это заранее приготовленные и запаянные в стеклянных ампулах точ­но отвешенные количества реактива, необходимые для приго-говления 1л 0,1н. или 0,01н. раствора.

Фиксаналы продаются в коробках, содержащих 10 ампул. На каждой ампуле имеется надпись, указывающая, какое вещество или раствор находится в ампуле, и количество вещества (0,1 или 0,01 г-

1КВ).

Для приготовления точного раствора вначале теплой водой смывают надпись на ампуле и хорошо обтирают ее. В мерную колбу емкостью 1л вставляют специальную воронку с вложенным в псе стеклянным бойком (обычно прилагается к каждой коробке фик-санала), острый конец которого должен быть обращен вверх (рис. 74). Если специальной воронки нет, можно пользоваться обычной химической воронкой, вставив в нее стеклянный боек. Когда боек будет правильно уложен в воронке, ампуле с фиксаналом дают сво-бодно падать так, чтобы тонкое дно ампулы разбилось при ударе об острый конец бойка. После этого пробивают боковое углубление ампулы и дают содержимому вытечь. Затем, не изменяя положения ампулы, ее тщательно промывают дистиллированной водой из про-мывалки. Для промывки рекомендуется употребить не менее чем шестикратное (по емкости ампулы) количество воды.

83

Промыв ампулу, ее удаляют, а раствор доливают дистилли рованной водой до метки, закрывают колбу пробкой и тщательно встряхивают.

Кроме жидких фиксаналов, имеются и сухие. При приготов­лении из них растворов ампулу вскрывают так же, как описано вы­ше. Нужно лишь заботиться о том, чтобы воронка была совершенно сухая. Когда ампула будет разбита, все содержимое ее осторожным встряхиванием высыпают в колбу, ампулу промывают дистилли­рованной водой.

В СНГ выпускаются фиксаналы: H₂S0₄; НС1; NaOH; КОН; Na₂C0₃; NaHC0₃; NaCl; KC1; Na₂C₂0₄; H₂C₂0₄; K₂Cr₂0₇; K₂Cr0₄ Na₂S₂0₃; KMn0₄; AgN0₃; NH₄SCN; KSCN; K₂C₂0₄; NaSCN; (NH₄)₂C₂0₄; J₂; Na₂B₄0₇; BaCl₂.

Фиксаналы рекомендуется применять во всех случаях, когда требуется быстро приготовить точный раствор; они особенно удоб­ны в мало оборудованных лабораториях, в полевых условиях и пр. Щелочные фиксаналы пригодны только в течение определенного срока. Очень старые (2—3-летней давности) щелочные фиксаналы могут оказаться уже неточными в результате загрязнения продукта­ми выщелачивания стекла. Остальные препараты, в особенности су­хие, могут храниться неопределенно долгий срок.

6. Некоторые особенности приготовления точных растворов и титрования

Установка титра — одна из ответственейших операций лабо­раторной техники. От правильности приготовления титрованного раствора зависит и результат анализа. Не нужно забывать, что, на­пример, на заводе на основе данных анализа осуществляется кон­троль за течением технологического процесса, и неправильный ана­лиз может повести к тем или иным осложнениям. Так как каждый анализ почти всегда сопровождается титрованием, каждый ис­следователь или работник лаборатории должен хорошо освоить тех­нику проведения этой операции.

Нужно помнить несколько правил, относящихся к титрованным растворам.

182

I. Титрованные растворы должны быть свежими. Длительное ппс их не должно допускаться, хотя для каждого раствора есть | М"П предельный срок хранения.

' Титрованные растворы при стоянии изменяют свой титр,

.....том) их следует периодически проверять. Если же делают осо-

.....но ответственный анализ, проверка титра раствора обязательна.

I. Титрованные растворы, ?ш которые действует свет (рас-Поры AgN0₃ и др.), следует хранить в желтых бутылях или в таких, Которые бы защищали раствор от действия света (в плотно прикры­ваемых шкафах и т.д.).

4. При приготовлении растворов марганцовокислого калия титр ic-дует устанавливать не ранее чем через 3—4 дня после приго­нитчепия. То же относится ко всем другим растворам, способным н 1мепяться со временем или при соприкосновении с воздухом, стек-ном и пр.

5. Титрованные растворы щелочей лучше всего хранить в буты-1ях. покрытых внутри парафином, а также защищать их от действия и.уокиси углерода воздуха (хлоркальциевая трубка с натронной из­вестью или аскаритом).

6. Все бутыли с титрованными растворами должны иметь чет-| . ю надпись с указанием вещества, нормальности, поправки, вре­мени изготовления раствора и даты проверки титра.

7. При титровании кислых или щелочных растворов полезно применять так называемый раствор-свидетель.

Во время титрования колбу нужно держать левой рукой, а пра-||| рукой управлять краном бюретки, давая стекать жидкости рав­номерно. При титровании очень большое значение имеет скорость его. Поэтому при повторном титровании одного и того же раствора нужно, чтобы скорость добавления раствора из бюретки была по ВО 1Можности одинаковой, т. е. в одно и то же время вытекало бы оп-ределенное количество жидкости. Положение рук при титровании in 1казано на рис.75.

Для перемешивания титруемого раствора очень удобно приме-н мь магнитные мешалки. В этом случае титрование можно вести Кик в обычной конической колбе, так и в специальных, при­

84

способленных для титрования темноокрашенных жидкостей рис.76).

Рис. 74. Прибор для приготовления Рис.75. Положение рук

растворов из фиксанала: 1—ампула; при титровании.

2—боек; 3—остроконечная палочка для пробивания ампулы; 4 - воронка; 5 - мерная колба.

При аналитических работах большое внимание нужно уделять расчетам. Они не будут казаться трудными, если с самого начала ра­боты усвоить понятия, которые лежат в основе всех расчетов, т.е. понятия о титре, нормальности и грамм-эквиваленте и о связи между ними.

Например, если взята какая-нибудь навеска нужного вещества, то титр (Т) приготовленного раствора будет равен навеске (а), деленной на объем (V) рас­твора:

Т=° или. если V=1000мл, Т = " , т. е. а=Т- 1000г.

V 1000

Нормальность можно вычислить, если известна навеска (а) и грамм-

эквивалент (Е) растворяемого вещества (т.е. /V = . если объем равен

Е

1000мл).

85

Вели же раствор готовят в другом объеме, меньшем или большем, чем ......1мл, навеску рассчитывают на 1л, и тогда формула для вычисления нор-

_АГ а -1000 м......ности примет вид: Л' =

V-E

') га формула позволяет рассчитывать нормальность раствора из | noij навески независимо от его объема.

Между титром, грамм-эквивалентом и нормальностью су­ществует простая зависимость.

11ри работе с нормальными растворами задача всегда сводится вначале к определению нормальности неизвестного раствора, а за-Гем к определению количества неизвестного вещества, содер­жащегося в растворе. Таким образом, основной расчетно-аналити-ческой формулой при всех объемных определениях будет /)NrVi=N2-V?, т.е. произведение нормальности известного раствора па объем известного раствора при достижении конца реакции всегда равно произведению нормальности неизвестного раствора на объем последнего.

Это произведение показывает число эквивалентов, прореагиро­вавших веществ. Отсюда можно определить нормальность неизвест-

iii то раствора N₂, которая будет равна 2) м = ^ilYi.

Когда величина N₂ известна, применяют общую формулу для определения нормальности по навеске (а): 3) N₂= —.

Поскольку задачей аналитика является определение величины

N ■ V • Е

(о), из этой формулы находят: 4) а= ² —

1000

Или, подставив значение N2 из формулы (2), получим

,/ ^{1 1} - где: V₂ -1000

/V/—нормальность известного раствора;

V]—объем известного раствора, пошедшего на титрование;

Vi—объем определяемого раствора;

V—объем пробы неизвестного раствора;

Е -грамм-эквивалент искомого вещества.

185

Приведенные формулы позволяют проводить все расчеты без поправок на нормальность, так как принимается, что она может быть выражена любым целым или дробным числом. Главное во всяко расчете найти количество эквивалентов, при умножении которых н величину грамм-эквивалента всегда получится количество искомого вещества.

Пример. Пусть была взята навеска 1,5г руды, содержащей железо. После ее растворения и разбавления полученного раствора до 100мл в мерной колбе для титрования методом перманганатометрии каждый раз берут по 10мл ана­лизируемого раствора.

Раствор КМп0₄— 0,0495н. На титрование пошло: 11,2; 11,1; 11,0; 11,1мл раствора КМп0₄. Берем среднее 11,1мл.

Нормальность раствора 11,1 0,0495 = 10-N₂, откуда дг _ 11.1-0.0495 _

10

Количество Fe в 100мл раствора (грамм-эквивалент Fe в данном случае равен 55,85): _{fl =} ^₌ 11.1-0.0495-100-55.85^ _g.

1000 10-1000

Чтобы выразить содержание железа в руде в процентах, правую часть ра­венства умножают на 100 и делят на взятую навеску руды, т.е.

0,30687 100

а =-= 20,46% Fe.

1,5