Нитритометрия

Цель изучения данной темы:

Освоить определение содержания веществ нитритометрическим методом.

Метод нитритометрии основан на использовании в качестве титранта раствора нитрита натрия при определении восстановителей.

Нитриты обладают свойствами окислителя и используются для количественного определения неорганических восстановителей, например, оксида мышьяка (III), соединений олова (II), соединений железа (II) и др. При этом нитрит-ионы восстанавливаются до оксида азота (II):

2NaNO₂ + 2FeSO₄ + 2H₂SO₄  Fe₂(SO₄)₃ + 2NO + Na₂SO₄ + 2H₂O.

Кроме того, нитрит натрия в кислой среде вступает в реакцию с первичными ароматическими аминами, образуя диазосоединения:

Ar-NH₂ + NaNO₂ + 2HCl  [Ar-NN]⁺Cl^ + NaCl + 2H₂O.

Реакция диазотирования органических соединений проходит количественно и широко используется в анализе органических соединений и лекарственных препаратов, имеющих аминогруппу, например, сульфаниламидные препараты (стрептоцид, сульфацил, норсульфазол и др), производные п-аминобензойной кислоты (анестезин, новокаин, новокаинамид и др.).

Вторичные ароматические амины (например, дикаин) с нитритом натрия в этих же условиях образуют N-нитрозосоединения:

+ NaNO2 + HCl 

+ NaCl + H2O

Молярные массы эквивалентов нитрита натрия и ароматических аминов соответственно равны молярным массам.

Нитрит натрия не отвечает требованиям, предъявляемым к первичным стандартам, поэтому приготовить раствор нитрита натрия с заданной концентрацией по навеске нельзя.

Первичным стандартом для определения молярной концентрации эквивалента раствора нитрита натрия является сульфаниловая кислота или титрованный раствор перманганата калия.

I. Стандартизация раствора нитрита натрия

Материальное обеспечение:

1. Мерные колбы, V_ном. = 200 или 250 мл.

2. Мерные пипетки, V_ном. = 10 мл.

3. Мерные пипетки, 35 мл.

4. Мерные бюретки, 0-25 мл.

5. Промывалки с дистиллированной водой.

6. Конические колбы для титрования.

7. Химические воронки  40-50 мм.

8. Стаканчики под слив.

9. Предметные стекла.

10. Фильтровальная бумага.

11. Раствор Na₂S₂O₃ известной концентрации.

12. Раствор йодида калия с С(KJ) = 2 моль/л.

13. Раствор серной кислоты с C (1/2 H₂SO₄) = 2 моль/л.

14. Раствор перманганата калия с С(1/5 KMnO₄) = 0,1 моль/л.

15. Раствор крахмала (0,1% масс.).

16. Раствор нитрита натрия неизвестной концентрации.

Для определения молярной концентрации эквивалента раствора нитрита натрия используют метод обратного титрования:

2KMnO₄ + 5NaNO₂ + 3H₂SO₄  5NaNO₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

Избыток непрореагировавшего перманганата калия определяют йодометрически, добавляя йодид калия, который окисляется до йода, последний оттитровывают раствором тиосульфата натрия известной концентрации:

2KMnO₄ + 10KJ + 8H₂SO₄  5J₂ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O

J₂ + 2Na₂S₂O₃  2NaJ + Na₂S₄O₆.

В колбу для титрования помещают 10 мл раствора нитрита натрия, добавляют 5 мл раствора серной кислоты (С(1/2 H₂SO₄) = 2 моль/л), 5 мл раствора перманганата калия (С(1/5 KMnO₄) = 0,1 моль/л), 5 мл раствора йодида калия (С(KJ) = 2 моль/л). Закрывают предметным стеклом, перемешивают и через 5 минут титруют выделившийся йод раствором тиосульфата натрия известной концентрации, используя в качестве индикатора раствор крахмала.

По результатам титрования рассчитывают молярную концентрацию эквивалента раствора нитрита натрия:

где: С (1/2 NaNO₂) – молярная концентрация эквивалента раствора нитрита натрия, моль/л;

V (NaNO₂) - объем раствора нитрита натрия, взятый для титрования, мл;

С (1/5 KMnO₄) - молярная концентрация эквивалента раствора перманганата калия, моль/л;

V (KMnO₄) - объем раствора перманганата калия, мл;

С (1/1 Na₂S₂O₃  5H₂O) - молярная концентрация эквивалента раствора тиосульфата натрия, моль/л;

V (Na₂S₂O₃) - эквивалентный объем раствора тиосульфата натрия, пошедший на титрование избытка раствора перманганата калия, мл.