Глава 3. Количественный анализ

3.1 Методы определения Cr ³⁺

 

Хром (III) титруют одним из методов, описанных далее. Анализируемая проба содержит хром (III), и его надо сначала окислить до хрома (VI),что можно сделать следующими способами.

Окисление хрома (III) до хрома (VI).

Окисление висмутатом. Окисление можно провести висмутатом натрия и избыток висмутата отфильтровать.

Ход окисления. К анализируемому раствору, содержащему свободную серную кислоту в 5 н концентрации, прибавляют несколько граммов висмутата натрия, кипятят некоторое время, охлаждают раствор и фильтруют через стеклянный фильтрующий тигель №4. Перед фильтрованием прибавляют немного асбеста, чтобы очень мелкие частички висмутата не прошли сквозь пористое стекло.

Окисление персульфатом в кислой среде. Персульфат в присутствии кислоты (лучше всего в 2,3-2,4 н концентрации) и ионов серебра окисляет при нагревании хром (III) до хрома (VI). Избыток окислителя надо затем разрушить. Хлориды в большом количестве мешают, осаждая ионы серебра.

Ход окисления. К 50 мл анализируемого раствора прибавляют 15 мл 0,1 М раствора нитрата серебра и 50 мл 10% раствора персульфата аммония, после чего кипятят 15 минут.

Окисление окисью серебра AgO. Окись серебра окисляет хром (III) до хрома (VI) на холоду в среде азотной, хлорной или серной кислоты. Избыток окислителя можно разрушить кипячением в течение нескольких минут.

Окисление хлорной кислотой. Хлорная кислота при температуре кипения её азеотропной смеси с водой (200˚С) окисляет хром (III) до хрома (VI). Ход окисления. К 25 мл анализируемого раствора прибавляют 10 мл концентрированной хлорной кислоты и 1 мл концентрированной фосфорной кислоты. Смесь осторожно нагревают в колбе с длинным горлышком. По удалении воды хлорная кислота начинает кипеть. Нагревание регулируют так, чтобы пары хлорной кислоты конденсировались в колбе. После окрашивания раствора в оранжевый цвет (образование хромовой кислоты) продолжают слабое кипячение только 3 мин и охлаждают, возможно, быстрее. Затем жидкость в колбе разбавляют водой и кипятят несколько минут для удаления хлора. При разбавлении водой хлорная кислота перестаёт быть окислителем.

Окисление хрома происходит на 99,5%, но результат определения может получиться более низким из-за потери хрома в виде CrO₂Cl₂. Если раствор с самого начала содержал ионы Cl^-, то надо отогнать HCl в начале выпаривания, нагревая раствор очень осторожно.

Окисление перманганатом. Продолжительное кипячение с перманганатом в кислой среде приводит к окислению хрома (III) до хрома (VI). Избыток перманганата можно удалить с помощью азида натрия в умеренно кислой среде.

Титрование хрома(VI).

Титрование солью железа (II).

Реактивы:

· Соль Мора, 0,1 н раствор в 1 н серной кислоте

· Дифениламинсульфонат, 0,5% раствор

· Фосфорная кислота, концентрированная

Ход определения. К анализируемому раствору бихромата, содержащему свободную серную, хлорную или соляную кислоту, приливают воду до объёма 200 мл, затем 10 мл 6 н серной кислоты, 5 мл концентрированной фосфорной кислоты и 6-8 капель раствора индикатора. Затем титруют раствором соли Мора до тех пор, пока фиолетовая окраска, появляющаяся к концу титрования, не исчезнет сразу.

Титрование тиосульфатом натрия

Реактивы:

· Тиосульфат натрия, 0,05 М

· Иодид калия, 20% раствор

· Крахмал

Ход определения. К раствору бихромата приливают KI, выделившийся йод титруют тиосульфатом с индикатором крахмалом до обесцвечивания раствора.

 

Выбор методики

Для анализа была выбрана методика окисления хрома (III) до хрома (VI) персульфатом и титрование полученного бихромата тиосульфатом натрия как наиболее точный и требующий меньших временных затрат.

 

Экспериментальная часть

Титриметрический метод

Реактивы:

· Na₂S₂O₃, 0,05 М раствор

· AgNO₃, 0,01 М раствор

· крахмал

· KI, 20%-й раствор

· H₂SO₄, 1М

· персульфат аммония

Навеску пробы растворили в 100 мл дистиллированной воды. Отобрали по 10 мл полученного раствора в три термоустойчивые колбы для титрования. В каждую добавили по 10 мл серной кислоты, 5 мл раствора AgNO₃ и 1г персульфата аммония, взвешенного на технических весах. Перемешали и нагрели на плитке до кипения. Кипятили 20 мин до появления ярко-жёлтой окраски раствора. Затем остудили, добавили по 5 мл раствора KI. Выделившийся йод оттитровали тиосульфатом натрия с индикатором крахмалом, 5 капель которого добавили в конце титрования. Титровали до исчезновения синей окраски и превращения цвета раствора в молочно-зелёный.

 

Расчётная формула

Обработка результатов

Провели три титрования:

 

V₁ = 11,9 мл

V₂ = 11,8 мл        V_ср = 11,9 мл

V₃ = 12,0 мл

m_теор(Cr) = 0,1027 мг

 

Ошибка: ε = *100% = 0,38%

 

Электрохимический метод