1. Роданидный метод определения железа

Метод основан на определении винно-красной окраски, свойственной комплексам, образуемым ионами трехвалентного железа и роданид-ионами. Эти комплексы малоустойчивы, поэтому необходим большой избыток роданид-ионов, подавляющих диссоциацию комплекса. Процесс взаимодействия ионов трехвалентного железа с роданид-ионами протекает согласно уравнению (1):

Fe3+ + 6 NH4CNS = 6NH4+ + [Fe(CNS)6]3-

(1)

Необходимо учитывать, что помимо [Fe(CNS)₆]^3-, могут образовываться другие, менее интенсивно окрашенные комплексы, поэтому концентрация роданида аммония должна быть одинаковой в анализируемом и стандартных растворах. Определению мешают сильные окислители (перманганат калия, персульфат аммония, пероксид водорода и т.д.), окисляющие роданид-анион, а также вещества, восстанавливающие железо (III) до железа (II). Наилучшей средой является азотнокислая, при этом достаточна уже малая кислотность раствора, препятствующая гидролизу соли железа (1-2 мл концентрированной азотной кислоты на 50 мл раствора).

Реактивы

1. Роданид аммония (NH4CNS), 10 %-ный раствор;

2. Азотная кислота, концентрированная;

3. Основной стандартный раствор. Для приготовления основного стандартного раствора в небольшом объеме дистиллированной воды растворяют 0,8634 г железоаммонийных квасцов. Если раствор получается непрозрачным, то добавляют несколько капель концентрированной азотной кислоты и доводят объем до 1 л. Раствор содержит 0,1 мг железа в 1 мл;

4. Рабочий стандартный раствор. Рабочий стандартный раствор готовится разбавлением основного стандартного раствора в 10 раз. Раствор содержит 0,01 мг железа в 1 мл.

Ход работы

В мерные колбы на 100 мл вносят 1 и 5 мл рабочего стандартного раствора, а также 1; 2,5 и 5 мл основного стандартного раствора железа и доводят объем до метки дистиллированной водой, получая растворы с концентрацией 0,1; 0,5; 1,0; 2,5; и 5,0 мкг/л соответственно. Приготовленные растворы и 100 мл исследуемой пробы переливают в конические колбы на 150 мл, в каждую добавляют по 5 мл концентрированной HNO₃и по 10 мл 10 %-ного раствора NH₄CNS. Растворы тщательно перемешивают и через 3 минуты фотометрируют при длине волны λ=450 нм, используя кюветы с толщиной оптического слоя 5 мм, по отношению дистиллированной воде, в которую добавлены те же реактивы. Массовую концентрацию железа находят по калиброванному графику. Строят калибровочный график, откладывая по оси абсцисс массовую концентрацию железа в мкг/дм³а по оси ординат – соответствующие значение оптической плотности.

2. Определение содержания хрома с применением дифенилкарбазида

Принцип метода

Метод основан на взаимодействии хроматов и бихроматов в кислой среде с дифенилкарбазидом с образованием окрашенного в красно-фиолетовый цвет соединения, в котором хром содержится в восстановленной форме Сr(III), а дифенилкарбазид окислен до дифенилкарбазона. Предел обнаружения составляет 0,02 мг/л. Диапазон измеряемых количеств хрома в пробе находится от 1 мкг до 50 мкг.

При анализе воды в одной пробе определяют только Сr(vi) , а в другой – суммарное содержание Сr(iii) иCr(vi), в которой Сr(III) окислен до Сr(VI). В качестве окислителя используют персульфат аммония. Процесс окисления протекает согласно уравнению (2):

2Сr3+ + 3S2O82- + 7H2O  Сr2O72- + 6SO42- + 14Н+

(2)

По разности результатов определяют содержание Cr³⁺.

Реактивы

1. Бидистиллированная вода (используется для приготовления всех реактивов);

2. Серная кислота ,1:1;

3. Фосфорная кислота концентрированная;

4. Дифенилкарбазид (С₁₃Н₁₄ОN₄), 0,5 %-ный раствор в ацетоне (применяют свежеприготовленным);

5. Раствор гидроксида натрия, 10 %-ный и 25 %-ный;

6. Основной стандартный раствор бихромата калия K₂Cr₂O₇. Основной стандартный раствор готовят растворением 2,8285 г реактива, высушенного при 150С, в бидистиллированой воде и доводят объем до 1 л (1 мл раствора содержит 1 мгCr(VI);

7. Рабочий стандартный раствор 1. Готовят разбавлением 5 мл основного стандартного раствора бидистиллированой водой до 100 мл (1 мл полученного раствора содержит 50 мкг Cr(VI));

8. Рабочий стандартный раствор 2. Готовят разбавлением 4 мл рабочего стандартного раствора 1 до 100 мл бидистиллированой водой (1 мл полученного раствора содержит 2 мкг Cr(VI)).

Построение калибровочного графика

В мерные колбы емкостью 100 мл отбирают 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0; 8,0; 10,0 мл рабочего стандартного раствора 2, доводят объем растворов до 50-60 мл, доводят рН до 8 раствором щелочи, контролируя по универсальной индикаторной бумаге. Приливают 1 мл Н₂SO₄(1:1) и 0,3 мл Н₃РО₄, доводят объем до 100 мл. Полученные растворы имеют концентрациюCr(VI) 0; 10; 20; 40; 60; 100; 160; 200 мкг/л. В каждую колбу добавляют 2 мл 0,5 %-ного раствора дифенилкарбазида и хорошо перемешивают. Полученные растворы через 10-15 мин. фотометрируют при длине волны λ=540 нм, используя кюветы с толщиной оптического слоя 30 мм, по отношению дистиллированной воде, в которую добавлены те же реактивы.

Определение содержания Cr(VI)

В мерную колбу объемом 100 мл помещают такой объем пробы, чтобы в нем содержалось от 0,005 до 0,1 мг хрома, доводят рН до 8 раствором кислоты или щелочи, контролируя по универсальной индикаторной бумаге. Приливают 1 мл Н₂SO₄(1:1) и 0,3 мл Н₃РО₄, доводят объем до 100 мл и перемешивают. В каждую колбу добавляют 2 мл 0,5 %-ного раствора дифенилкарбазида и снова перемешивают. Полученные растворы через 10-15 мин. фотометрируют как указано выше.

Содержание Сr(VI) находят по соответствующему калибровочному графику. Строят калибровочный график, откладывая по оси абсцисс массовую концентрацию Сr(VI) в мкг/дм³а по оси ординат – соответствующие значение оптической плотности.