 |
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.
|
|
|
Лабораторная работа № 8
Определение содержания уксусной кислоты в уксусе
Способ основан на нейтрализации уксусной кислоты раствором гидроксида натрия. Для обоснованного выбора индикатора и учёта ошибок титрования необходимо построить кривую титрования, например, 0,1 моль/л уксусной кислоты раствором NaOH, т.е. вычислить рН в некоторых важных точках процесса титрования:
Оттитровано уксусной
кислоты, % 90 99 99,9 100 100,1 101
рН раствора 5,70 6,74 7,74 8,87 10 11
Для упрощения вычислений принимают, что объём пробы в процессе титрования практически не изменяется, и коэффициенты активности ионов приближаются к единице.
В стадиях процесса, соответствующих 90 – 99 % оттитрованной кислоты, в растворе присутствует некоторое количество ещё не оттитрованной кислоты и часть её, превращённая в соответствующую соль (ацетат натрия), т.е. титруемая жидкость представляет собой буферную систему, в которой рН изменяется относительно медленно несмотря на значительное уменьшение концентрации свободной кислоты. Для таких растворов рН вычисляют по формуле
рН = рКа - lg (скислоты/ссоли), (7)
рКа уксусной кислоты = 4,76.
Для точки, соответствующей например, 90 % оттитрованной кислоты (т.е. 90 % кислоты, превращается в ацетат натрия), имеют
|
|
|
рН = 4,76 - lg (0,01/0,09) = 5,70.
В точке стехиометричности, т.е. в момент, когда всё количество (100 %) кислоты, превращается в соль, вычисления проводят по формуле (8) для расчёта рН раствора соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием:
рН = 7 + 0,5рКа + 0,5 lgссоли (8)
в данном случае рН = 7 + 4,76/2 + 0,5 lg0,1 = 8,87.
По полученным значениями рН строят кривую титрования. Для выбора индикатора достаточно вычислить значение рН раствора в точке стехиометричности, т.е. при 100% оттитрованной (нейтрализованной) уксусной кислоты.
Точке стехиометричности соответствует рН раствора, равный 8,87. Отсюда можно заключить, что при титровании уксусной кислоты следует применять в качестве индикатора фенолфталеин, резкое изменение окраски которого наблюдается при рН ≈ 9.
Если считать, что ошибка титрования 0,1 моль/л растворов не должна превышать 0,1 % от определяемой концентрации, то в соответствии с приведёнными выше значениями рН в процессе титрования уксусной кислоты раствором NaOH при данном титровании можно пользоваться индикаторами, рТ которых находится в пределе 7,7 – 10.
Необходимые реактивы и оборудование
1. Гидроксид натрия, 0,1 моль/л раствор.
2. Фенолфталеин, 1 мас. % -ный спиртовой раствор; 1 г фенолфталеина растворяют в 70 мл 95 мас. %-ного эталона и добавляют 30 мл воды.
3. Бюретка вместимостью 25 мл.
4. Пипетка вместимостью 10 мл.
5. Колба мерная вместимостью 100 мл.
6. Колба для титрования вместимостью 250 мл.
Ход определения.
В мерную колбу емкостью 100 мл с помощью пипетки переносят 10,0 мл анализируемого уксуса, разбавляют дистиллированной водой до метки и перемешивают. Отбирают пипеткой 10,0 мл полученного раствора и помещают в колбу для титрования. Добавляют 1 – 2 капли фенолфталеина и титруют гидроксидом натрия до появления розовой окраски, не исчезающей при перемешивании титруемой жидкости.
1 мл 0,1 моль/л раствора NaOH соответствует 0,0060 г уксусной кислоты. Содержание уксусной кислоты (m, г/100 мл уксуса) рассчитывают по формуле
m = (V(NaOH)·С(NaOH)∙0,06∙100∙100)/V1V2= V(NaOH) ·С(NaOH)·600/ V1V2,
где V (NaOH) – объём раствора NaOH, израсходованный на титрование, мл; С (NaOH) – концентрация раствора NaOH, моль/л; V2 – объём разбавленного раствора уксуса, взятый для анализа, мл; V1 – объём разбавленного раствора уксуса, взятый для титрования, мл.
|
|
|
Содержание уксусной кислоты в уксусе выражают массой её, содержащейся в 100 мл уксуса (ώ (CH3COOH)).
Уксус должен содержать около 6 мас. % уксусной кислоты, тогда на титрование в указанных условиях расходуется приблизительно 10 мл 0,1 моль/л раствора гидроксида натрия.
Лабораторная работа № 9
|
|
|
