Лабораторна робота 4.4 Аргентометричне і роданометричне визначення хлоридів

Мета роботи – на прикладі практично важливого кількісного визначення хлоридів оволодіти різновидом титриметрії – об’ємними методами осадження. Застосувати для цього метод зворотнього титрування роданідами.

Основні теоретичні відомості

Пряме титрування хлорид- та деяких інших аніонів робочим розчином нітрату срібла (аргентометрія, метод Мора) має обмежене застосування. Більш широко використовують метод зворотнього титрування (Фольгарда), хімізм якого можна представити у вигляді наступних рівнянь реакцій:

Ag⁺(екв+надл.) + Cl^- = AgCl↓ + Ag⁺ (надл.),

Ag⁺(надл.) + SCN^- = AgSCN↓.

Кінець титрування визначається за допомогою індикатора, який містить іони заліза (III):

Fe³⁺ + SCN^- = FeSCN²⁺.

Стандартним розчином методу є спеціально приготовлений розчин хлориду натрію. Окрім визначення хлорид- та деяких інших аніонів цей метод використовують для аналізу руд і сплавів на вміст срібла.

Альтернативою аргенто- та роданометрії є інший метод осадження – меркурометрія.

Порядок і рекомендації щодо виконання роботи

1. Встановлення нормальності розчину нітрату срібла

Хлорид натрію попередньо перекристалізуйте у присутності соляної кислоти. Одержаний хлорид натрію промийте, висушіть при температурі 500–600^оС. З цієї солі, шляхом взяття точної наважки, приготуйте 0,05 н розчин.

2. Приготування і встановлення нормальності розчину роданіду амонію

Враховуючи, що молярна маса еквівалента роданіду амонію дорівнює його молярній масі, розрахуйте наважку, необхідну для приготування 250 см³ 0,05 н розчину цієї солі, зважте її на технічних терезах, розчиніть у невеликій кількості води. Розчин перенесіть у колбу на 250 см³ і, довівши його об’єм до позначки, перемішайте.

У конічну колбу відберіть 10,0 см³ 0,05 н розчину нітрату срібла, долийте 1 см³ розчину залізо-амонійного галуна, а також 2–3 см³ 6 н розчину азотної кислоти. Розчин титруйте розчином роданіду амонію при постійному перемішуванні. Титрування припиніть з появою коричнево-рожевого забарвлення розчину, що не зникає при збовтуванні. Це забарвлення свідчить про досягнення у процесі титрування точки еквівалентності, оскільки надлишкова крапля роданіду викликає утворення комплексу його із залізом.

За результатами двох титрувань, відомим об’ємом і нормальністю розчину нітрату срібла визначте нормальність розчину роданіду амонію.

3. Визначення хлоридів

Одержаний розчин хлориду перенесіть у мірну колбу місткістю 100 см³ (V_колби), додайте дистильовану воду до позначки, перемішайте і відберіть 20,0 см³ у колбу для титрування. Додайте 2–3 краплини розчину галуна. За допомогою піпетки прилийте 10,0 см³ 0,05 н розчину нітрату срібла. Надлишок срібла титруйте розчином роданіду амонію до появи коричнево-рожевого забарвлення, яке не зникає при інтенсивному збовтуванні.

Виміри і розрахунки

Розрахунок точної наважки хлориду натрію, записи вимірів об’ємів розчинів AgNО₃ при встановленні нормальності роданіду амонію та її розрахунок проведіть аналогічно описаному у розділі 3 лабораторної роботи 3.1.

Обчислення маси хлорид-іонів у пробі проведіть за формулою:

,

де: E_Cl- = 35,5 г/моль.

Контрольні питання, запитання та завдання

1. поясніть на прикладі об’ємних методів осадження різницю між прямим і зворотним титруванням.

2. поясніть, чому осад хромату срібла утворюється тільки після зв’язування хлорид-іонів у AgCl при титруванні хлоридів нітратом срібла? Чи можна замінити у методі Мора хромат калію йодидом калію або сульфідом натрію, які теж утворюють з іонами срібла осад?

3. Що є у методі Фольгарда первинним і вторинним стандартами?

4. Які хімічні реакції перебігають при визначенні хлорид-іонів за методом Мора? У чому переваги методу Фольгарда перед методом Мора?

5. Чим пояснити той факт, що коричнево-рожеве забарвлення, яке з’являється в кінці титрування за Фольгардом, з часом зникає? Як можна зарадити цьому?

6. Сплав срібла розчинили в азотній кислоті. Чи можна його зразу ж титрувати розчином хлориду натрію за Мором? Яким повинен бути подальший хід аналізу?

7. Чому розчини нітрату срібла і роданіду підлягають обов’язковій стандартизації?

8. Наважку 1,5675 г технічного хлориду натрію розчинили у мірній колбі на 250 см³. На титрування 25,0 см³ цього розчину пішло 27,1 см³ 0,0980 н розчину нітрату срібла. Визначте масову частку NaCl у взятій пробі.

9. Наважку хлориду натрію масою 3,3845 г розчинили у воді і довели об’єм розчину до 200 см³. До 25,0 см³ одержаного розчину додали 25,0 см³ 0,1 н розчину нітрату срібла. Визначте нормальність розчину роданіду амонію, якщо на титрування надлишку нітрату срібла пішло 25,0 см³ розчину NH₄SCN.

10. Базуючись на наведених нижче даних, розрахуйте відсотковий вміст хлорид-іонів у зразку:

маса зразка 303 мг; об’єм 0,1234 н розчину AgNO₃ 40,0 см³; об’єм 0,0930 н розчину NH₄SCN, який пішов на зворотне титрування, 12,2 см³.

Лабораторна робота 4.5

Комплексонометричне визначення магнію

і загальної твердості води

Мета роботи – на прикладах визначення вмісту магнію і загальної твердості води оволодіти об’ємним методом комплексонометрії.

Основні теоретичні відомості

Комплексні сполуки широко застосовуються як в якісному, так і кількісному аналізі для розділення, маскування і визначення іонів. Проте, для кількісного визначення речовин реакції комплексоутворення не завжди придатні, зважаючи, головним чином, на ступінчастість процесів комплексоутворення. Цих вад позбавлені комплексони – похідні імінодиоцтової кислоти, які в кількісному аналізі займають виняткове місце. Унікальність цих сполук полягає в тому, що з іонами будь-яких 2-х, 3-х і 4-х валентних металів вони утворюють стехіометричні комплекси у співвідношенні метал : ліганд = 1:1.

Найбільш відомим з комплексонів є динатрієва сіль етилендиамінотетраацетатної кислоти (ЕДТА), яка в аналізі називається комплексоном III або трилоном Б. Брутто-формула цього реактиву C₁₀H₁₄O₈N₂Na₂∙2H₂O, молярна маса еквіваленту дорівнює половині молярної маси цієї сполуки.

Найбільшого значення в комплексонометрії набули метало-хромні індикатори, механізм дії яких може бути показаний на прикладі еріохрому чорного Т:

HR^2- + Me²⁺ = MeHR ,

синій безбарвний червоний

MeHR + ЕДТА = MeЕДТА + HR^2- + 2H⁺ .

червоний безбарвний безбарвний синій

Зважаючи на те, що загальна твердість води зумовлена присутністю в ній суми катіонів кальцію і магнію, комплексонометрія є найбільш придатним методом хімічного аналізу для її визначення.