Электив « методы аналитической химии»

Методические рекомендации

к учебно-исследовательской работе №1

«Определение массы железа (II) в растворе»

Одним из наиболее надежных и точных методов определения железа в растворе является дихроматометрия. В кислой среде дихромат является сильным окислителем, при этом он восстанавливается до ионов Cr³⁺.

Раствор K₂Cr₂O₇, как правило, готовиться по точной навеске и не требует стандартизации. Раствор очень устойчив.

Индикаторами могут являться дифениламин, дифенилбензидин, фенилантраниловая кислота, ферроин и др.

Прямое титрование растворами K₂Cr₂O₇ применяется для быстро протекающих реакций при титровании восстановителей (,,,, аскорбиновая кислота, метанол).

Например, при определении метанола протекает следующая реакция:

Восстановители, медленно реагирующие с K₂Cr₂O₇, анализируются обратным титрованием. Избыток K₂Cr₂O₇ оттитровывают раствором Fe²⁺ (как правило, используют соль Мора). Этот вариант метода широко применяется для определения т.н. бихроматной окисляемости воды (химическое потребление кислорода). Возможно определение окислителей (например, - ионов) по схеме:

точный

избыток

(то есть применяется метод обратного титрования)

Существует и осадительный вариант метода, например, определение ионов Ba²⁺, Pb²⁺, Ag⁺ и др.

точный

избыток

Избыток дихромата определяют иодометрически.

Титрование железа (II) основано на реакции:

В процессе титрования повышается концентрация ионов железа (II) и окислительно-восстановительный потенциал системы возрастает, что приводит к преждевременному окислению индикатора дифениламина. Если прибавить к титруемому раствору фосфорную кислоту, то окраска индикатора резко изменяется в точке эквивалентности. Фосфорная кислота понижает окислительно-восстановительный потенциал системы, образуя устойчивый комплекс с ионами железа (III) .

Ход определения

Полученный раствор в мерной колбе V_k = 100 мл доводят водой до метки и тщательно перемешивают. В три колбы для титрования отбирают мерной пипеткой (V_п. = 10 мл) аликвотные пробы раствора задачи, добавляют мерными пробирками 10 мл H₂SO₄ () и 2 мл конц. Н₃РО₄. Вносят 3 капли индикатора – дифениламина.

Бюретку промывают стандартным раствором K₂Cr₂O₇ и заполняют, не забыв удалить воздух из носика. Титруют до появления синей окраски раствора. Рассчитывают средний объём (исходя из трех титрований) и массу железа по формуле:

(до четвертой цифры после запятой)

Работа оценивается по величине относительной ошибки.

Методические рекомендации

к учебно-исследовательской работе №2

«Стандартизация ~0,1 н. раствора KMnO₄ по щавелевой

кислоте методом отдельных навесок»

Раствор KMnO₄ применяют как окислитель. В сильнокислой среде ион восстанавливается до:

,

Раствор перманганата калия изменяет свою концентрацию в присутствии самых различных восстановителей, при нагревании, на свету. Поэтому раствор KMnO₄ нельзя приготовить по точной навеске. Стандартизацию этого раствора проводят по щавелевой кислоте или её соли – безводному оксалату натрия, по оксиду мышьяка, металлическому железу, иодиду калия и т.д. Установку точной концентрации раствора перманганата калия по щавелевой кислоте проводят в сернокислой среде в соответствии с уравнением:

При комнатной температуре эта реакция идет медленно, она ускоряется по мере накопления катионов (катализатора). Поэтому исходный раствор щавелевой кислоты нагревают до температуры ~60÷80ºС (но не кипятят, что может привести к разложению кислоты). В начале титрования горячий раствор обесцвечивается медленно, при достижении определённой концентрации катионов- быстро.

Индикатором этой реакции служит сам титрант KMnO₄, при малейшем избытке которого титруемый раствор окрашивается в розовый цвет.

Реактивы: ~0,1 н. раствор KMnO₄, Н₂С₂О₄·2Н₂О –

кристаллическая, раствор H₂SO₄ (10%^ный).