7 Лабораторная работа № 6 Дихроматометрия

В дихроматометрии стандартным раствором является дихромат калия. Его можно приготовить по точной навеске, так как он легко очищается перекристаллизацией из водного раствора и долго сохраняет концентрацию постоянной. В кислой среде дихромат является сильным окислителем и применяется для определения восстановлением до хрома (III):

Cr₂O₇^2- +14H⁺ +6e = 2Cr³⁺ +7H₂O

E⁰ (Cr₂O₇^2-/2Cr²⁺) = 1,33 В

При титровании дихроматом калия применяют окислительно – восстановительные индикаторы – дифениламин, дифенилбензидин и т.п.

7.1 Определение железа

Титрование железа (II) основано на реакции:

6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺= 6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O

В процессе титрования повышается концентрация ионов железа (III), и потенциал системы Fe³⁺/ Fe²⁺ возрастает, что приводит к преждевременному окислению индикатора дифениламина. Если прибавить к титруемому раствору фосфорную кислоту, то окраска индикатора резко изменяется в конечной точке титрования. Фосфорная кислота понижает окислительно – восстановительный потенциал системы Fe³⁺/ Fe²⁺, образуя устойчивый комплекс с ионами железа (III).

Растворы солей железа (II) часто содержат ионы железа (III), поэтому перед титрованием ионы железа (III) необходимо восстановить. Для восстановления применяют металлы (цинк, кадмий и др.), SnCl₂, H₂S, SO₂ и другие восстановители.

Реагенты:

Дихромат калия, К₂Cr₂О₇, 0,0500 М стандартный

раствор.

Соляная кислота, НCl, концентрированная с пл. 1,17.

Серная кислота, Н₂SО₄, концентрированная с пл. 1,84.

Фосфорная кислота, Н₃РО₄, концентрированная с пл. 1,7.

Цинк металлический, гранулированный.

Индикатор дифениламин, 1%-ный раствор в конц. Н₂SО₄.

Ход определения.

Аликвотную часть анализируемого раствора 10,00 мл пипеткой переносят в коническую колбу для титрования вместимостью 100 мл, добавляют 5 мл конц. НCl. Закрывают колбу маленькой воронкой, вносят 3 – 4 гранулы металлического цинка и нагревают на песочной бане (реакция должна идти не очень бурно) до обесцвечивания раствора и полного осаждения цинка. Охлаждают под струёй холодной воды, добавляют 3 – 4 мл Н₂SО₄, охлаждают, добавляют 5 мл Н₃РО₄, 15 – 20 мл дистиллированной воды, 2 капли раствора дифениламина и тируют раствором дихромата калия до появления синей окраски.

8 Лабораторная работа № 7 Определение железа с трилоном б

В сильнокислой среде при рН<0,9 комплексы железа (III) с трилоном Б (ЭДТА) образуются в соответствии с уравнением:

Fe³⁺+H₅Y⁺=FeHY+4H⁺

При рН>1,3 преобладает комплекс FeY^- с константой устойчивости 1,26·10²⁵ (ионная сила 0,1; 20 ⁰С).

Комплексонат железа (II) значительно менее устойчив (константа устойчивости 2,0·10¹⁴ в тех же условиях) и крайне неустойчив по отношению к окислителям. Уже кислородом воздуха он окисляется до комплексоната железа (III). Поэтому комплексонометрически определяют только железо (III). В качестве металлоиндикаторов используют тайрон, салициловую или сульфосалициловую кислоты, гидроксамовые кислоты. Эти индикаторы в растворах бесцветны, но образуют с железом (III) интенсивно окрашиваемые комплексы: красного цвета с тайроном, фиолетового цвета с салициловой или сульфосалициловой кислотами, сине-фиолетового – с гидроксамовой кислотой.

Реагенты:

ЭДТА, 0,0500 М стандартный раствор.

Металлоиндикатор: сульфасалициловая кислота, 25%-ный водный раствор.

Соляная кислота, НCl, 1 М, 2 М растворы и концентрированная с пл. 1,17.

Азотная кислота, HNO₃, концентрированная с пл. 1,4.

Аммиак, NH₃, 10%-ный раствор.

Ход определения.

Анализируемый раствор в мерной колбе вместимостью 100 мл и содержащий 100 – 200 мг Fe₂O₃, разбавляют до метки дистиллированной водой и хорошо перемешивают. Аликвотную часть 10,00 мл пипеткой переносят в коническую колбу для титрования вместимостью 100 мл, вводят 5 мл конц. HCl и 2 мл конц. HNO₃ для окисления железа (II), накрывают колбу часовым стеклом, помещают на песочную баню и нагревают до кипения. Раствор нагревают 3 – 5 мин, не допускают бурного кипения, до оранжево-жёлтой окраски раствора. Колбу снимают с бани, ополаскивают над колбой часовое стекло водой и охлаждают под струёй холодной воды. Осторожно нейтрализуют раствором аммиака по каплям до изменения окраски из лимонно-жёлтой в жёлтую (появляется слабая неисчезающая муть). После этого вводят 1 – 2 капли 2 М HCl, 1 мл 1 М HCl, разбавляют дистиллированной водой до 50 мл и нагревают почти до кипения. В горячий раствор добавляют 4–5 капель раствора сульфосалициловой кислоты и титруют раствором ЭДТА до изменения окраски раствора из фиолетовой в чисто-жёлтую или лимонно-жёлтую. Вблизи конечной точки титрования раствор ЭДТА прибавляют медленно и следят, чтобы раствор во время титрования был горячим.