Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Технический анализ Часть 3.doc
Скачиваний:
16
Добавлен:
23.08.2019
Размер:
356.35 Кб
Скачать

Определение железа (III) в водных растворах

1. Цель работы: получить общие сведения о фотоколориметрическом методе анализа; практически ознакомиться с фотоколориметрическим методом определения железа; определить содержание ионов железа в исследуемых водах; провести сравнение с ПДК.

2. Сущность метода

В подземных водах железо находится в форме гидрокарбоната железа (II). При попадании в открытые водоемы гидрокарбонаты теряют СО, а карбонат гидролизуется с образованием гидроксида железа (II), который, реагируя с О, растворенным в воде, образует гидроксид железа (III) и затем переходит в оксид железа  (III).

Fe(HCO3)2 = FeCO3 + H2O + CO2

FeCO3 + H2O = Fe(OH)2 + CO2

4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3 = 2Fe2O3 · 3H2O

Таким образом, в воде могут находиться соединения железа (II) и (III).

Большие количества растворенного в воде железа не оказывают вредного влияния на здоровье людей, но такая вода не пригодна для хозяйственно-бытовых целей.

Повышенное содержание железа вызывает окрашивание, помутнение воды, а также придает воде запах сероводорода и неприятный привкус. Вода с повышенным содержанием железа не пригодна для использования в ряде отраслей промышленности.

ГОСТ 2874-82 устанавливает для воды водопроводов ПДК железа, равную 0,3 мг/дм3, для воды местных источников водоснабжения допускается содержание железа 0,5-0,6 мг/дм3. Для водопроводов, подающих воду без специальной обработки, – по согласованию с СЭС до 1 мг/дм3.

Определение железа основано на получении комплексного соединения тиоцианата железа (III), интенсивность окраски которого находится в прямой зависимости от концентрации железа (III). Катион железа (III) с тиоцианат ионами NCS в зависимости от концентрации NCS образует ряд комплексов кроваво-красного цвета, обусловливающих различную интенсивность окрашенного раствора. Например. При концентрации NCS-ионов, равной 5.10-3 моль/дм3, образуется комплексный ион:

Fe+3 + NCS = [Fe(NCS)] 2+;

при концентрации NCS 1,2 . 10-2 моль/дм3

Fe+3 + 2NCS = [Fe(NCS)] +;

при концентрации NCS 4 . 10-2 моль/дм3

Fe+3 + 3NCS = [Fe(NCS)3];

при концентрации NCS 1,6 . 10-1 моль/дм3

Fe+3 + 4NCS = [Fe(NCS)4-;

при концентрации NCS 7 . 10-1 моль/дм3

Fe+3 + 6NCS = [Fe(NCS)] 2–.

Число координированных групп NCS в комплексе может достигать шести:

Fe+3 + 6NCS = [Fe(NCS)62–

Чтобы подавить гидролиз соли железа, растворы подкисляют разбавленной азотной кислотой; серная и особенно хлороводородная кислоты ослабляют окраску растворов и менее пригодны для подкисления.

Растворы тиоцианата железа при стоянии медленно обесцвечиваются, так как тиоцианат восстанавливает железо (III), поэтому рекомендуется прибавлять к раствору небольшое количество персульфата калия (аммония), что препятствует восстановлению железа (III) тиоцианатом. Поскольку окраска тиоцианата железа быстро изменяется, проводить анализ надо сразу и по возможности быстро.

3. Приборы и реактивы

1) Фотоколориметр ФК-120; 2) посуда стеклянная: бюретка вместимостью 25 см3, мерные колбы вместимостью 50 и 100 см3; пипетки Мора вместимостью 1 и 50 см3, градуированные пипетки вместимостью 1 и 10 см3, кюветы с толщиной поглощающего слоя 30 мм; 3) растворы: азотная кислота (1:1); серная кислота, концентрированная H2SO4 ( = 1,84 г/см3); тиоцианат аммония NH4NCS (или KNCS) с массовой долей растворенного вещества   (NH4NCS; KNCS) = 50 %; стандартный раствор железоаммонийных квасцов (раствор 1), рабочий раствор железоаммонийных квасцов (раствор 2), персульфат калия (аммония) кристаллический.