Оборудование и реактивы
Иономер.
Индикаторный электрод, платиновый.
Электрод сравнения хлоридсеребряный
Гексацианоферрат(III)калия, 0,05000 н раствор.
Хлорид аммония, 20%-ный раствор.
Аммиак, 25%-ный раствор.
Описание определения
Иономер после включения в сеть и прогревания в течение 30 минут устанавливают в режим измерения потенциала.
Предварительно подготавливают платиновый электрод к работе
(Индикаторный платиновый электрод предварительно обрабатывают горячим раствором азотной кислоты (1:1), а затем после многократного промывания его дистиллированной водой обрабатывают горячей концентрированной соляной кислотой и снова промывают дистиллированной водой. Промывание электрода проводят толь-ко после его охлаждения.)
Бюретку заполняют титрантом – рабочим раствором K3[Fe(CN)6] и подготавливают к работе.
В стакан для титрования помещают аликвотную часть 10,00 мл анализируемого, раствора, прибавляют 10 мл раствора NH4Cl и 10 мл раствора аммиака. Полученный раствор разбавляют до 60 –70 мл дистиллированной водой, тщательно перемешивают. Затем погружают в стакан платиновый и хлоридсеребряный электроды. После окончания работы электроды промывают и оставляют погруженными в воду или буферный раствор.
Выполняют ориентировочное титрование, прибавляя из бюретки по 1 –2 мл титранта. Оценив объем (V) K3[Fe(CN)6], пошедший на титрование до точки эквивалентности, приступают к повторному более точному титрованию (в тех же условиях), прибавляя в области точки эквивалентности титрант минимальными порциями(по 0,1 – 0,2 мл). Заполняют форму табл. 15.2.
Содержание кобальта(II) находят по формуле:
m(Со2+),
г =
·Э(Со2+)·n·10–3,
где – объем и нормальная концентрация раствора K3[Fe(CN)6];
Э(Со2+) – эквивалент кобальта, равный 58,9;
n – число аликвотных частей анализируемого раствора.
Лабораторная работа № 32 Определение концентрации хлорида железа (III)
Солянокислые растворы хлорида железа широко используются для химического травления различных металлов, сплавов и полупроводников, например, при производстве печатных плат для травления меди, в тонкопленочной технологии для растворения тонких пленок меди, алюминия, хрома, нихрома и других, в полупроводниковой технике для травления антимонида индия и т.д. Непрерывное определение концентрации хлорида железа в травильных растворах имеет большое практическое значение для корректировки состава этих растворов. Быстрое и надежное определение концентрации Fe3+ в присутствии ионов Cu2+, образующихся в процессе травления медных покрытий, можно приводить потенциометрическим титрованием.
Определение проводят титрованием слабого солянокислого испытуемого раствора (рН ~ 2) стандартным раствором аскорбиновой кислоты. За изменением потенциала индикаторного платинового электрода следят, измеряя ЭДС гальванического элемента и используя в качестве электрода сравнения насыщенный хлоридсеребряный электрод. Аскорбиновая кислота С6Н8О6,. стандартные растворы которой характеризуются высокой устойчивостью, является достаточно сильным восстановителем. В процессе титрования раствора железа аскорбиновой кислотой протекает химическая реакция, которая описывается уравнением:
2Fe3+ + C6H8O6 = 2Fe2+ + C6H6O6 + 2H+
В то же время медь (П) не восстанавливается аскорбиновой кислотой в условиях титрования железа (Ш). Титрование целесообразно проводить при нагревании, так как основная реакция характеризуется малой скоростью.
Электрохимическими реакциями при титровании являются следующие.
1) до точки эквивалентности:
Fe3+ + ē = Fe2+
;
2) после точки эквивалентности:
С6Н6О6 + 2Н+ + 2ē С6Н8О6
.
Из-за достаточной разности величин стандартных потенциалов (φ1º=+ 0.77 В и φ2º= + 0.18 В) в конечной точке титрования наблюдается довольно резкий скачок потенциала.