В.Н. Алексеев - Количественный анализ (1054949), страница 93
Текст из файла (страница 93)
После этого колбу ставят на водяную или песочную баню и дают осадку полностью отстояться. После охлаждения осадок переносят на фильтр и промывают холодной водой. Фильтровать лучше через стеклянный фильтрующнй тигель № 4, но можно пользоваться и бумажным фильтром (синяя лента). Стараться перенести весь осадок из колбы на фильтр не нужно: последующее растворение осадка удобнее проводить в колбе, поэтому чем меньше попадает на фильтр осадка, тем лучше. Если фильтрат мутный, необходимо некоторое время нагревать его, а затем, охладив, снова фильтровать через тот же фильтр. После окончания фильтрования осадок в колбе и на фильтре несколько раз промывают холодной дистиллированной водой для 2- удаления избытка введенных при осаждении СзОз -ионов. Ес.ти СзОг -ионы не будут полностью удалены, на их окисление потребуется некоторое количество пермангаиата, и результат анализа получится завышенным.
Однако нельзя промывать осадок слишком тщателыю, так как это вызовет заметную потерю от растворения осадка СаС,Оь Признаком конца промывании может служить получение отрицательной реакции на С1- при действии па порцию промывных вод, подкисленную НХОз, раствором Ад)к)Оз (или Н цз ( И Оз) з). Промытый осадок растворяют' в горячем 10'/о-ном (по объему) растворе НзЬОо Если фильтрование проводилось через бумажный фильтр, то фильтр сначала протыкают стеклянной палочкой и смывают осадок с фильтра в колбу минимальным количеством горячей воды из промывалки. Затем тщательно обмывают всю поверхность фильтра 80 — !00 мл горячей 10о/о-ной Нз50ы вливая ее тонкой струей по стеклянной палочке.
Под конец 2 — 3 раза промывают фильтр горячей водой. Содержимое колбы слегка нагревают до полного растворения осадка. Осадок СаСзОс растворяется в НзЬОс с образованием эквивалентного количества НзСзО.. Нагрев раствор до 70 — 80'С, оттитровывают щавелевую кислоту перманганатом. Вычисление. Предположим, что на титрование израсходовано 24,60 мл 0,02025 н. раствора КМпО,. Отсюда следует, что в осадке, полученном из 25,00 мл исследуемого раствора, содергкалосгя 0,02020 ° 24,60 г.зкв СвС,О, Грамм-эквивалент СаСзОз равен '/з грамм-,молекулы его, поскольку СзОг -ион при титровании перманганатом отдает 2 электрона: С О,' — 2е — ь 2СО, * Рзстворенгге СвС,О, в ВзЬО, происходит срввннтельно трудно.
Поэтому иногда рекомендуют прн тнтровзннп промытый фильтр вноснть в тнтруемыя раствор. Однако прн взбвлтывзннн раствора бумага некшорыз сортов легко рззделяется нв отдельные волокна н окнсляется КМпОь что арнводтгт к ошибке внвлнзв. 390 Глава !Х. Методы окисления — восстановления (редоксиметрия) Г/грманганатомгтрия. 8 98.
Олредглгниг марганца г стали (чугуне). ЗИ В '/, моль СаСзО» содержится '/з грамм-атома Са, т. е. 20,04 г. Отсюда количество Са"' в 25 мл исследуемого раствора равно: 0,02025 ° 24,60 ° 20.04 1000 0,009982 г В 250 мл это составляет 0,009982 10 = 0,9982 г Са, затем вычисляют процентное содержание кальция в навеске. 9 98. Определение марганца в стали (чугуне) Во всех рассмотренных выше примерах перманганатометрнческнх определений рабочим раствором являлся раствор КМпО,, которым н титровали те или иные восстановители. При описываемом ниже методе определения марганца в стали, чугуне и других веществах приходится после растворения навескн в кислотах Мп'+-ион окислять до МпО»-иона, после чего полученный малиново-фиолетовый раствор титровать раствором восстановителя до обесцвечивания.
В качестве окислителя применяют персульфат аммония, стандартный потенциал которого (+2,0 в) превышает стандартный потенциал пары МпО»/Мп~ в кислой среде (+1,51 в). Реакция протекает в присутствии катализатора Ап(»)О» и при нагревании: 2Мпз++ 55.0» + ВН,Π— >' 2МпО, + !050,' + 16Н+ В отсутствие катализатора вместо НМпО» образуется бурый осадок МпО (ОН ) з. Образовавшуюся марганцовую кислоту титруют обычно раствором арсенита натрия * )х(азА80». Эта реакция протекает сложно, так как наряду с Мп'+-ионами получаются соединения марганца в степени окисления +8 н +4, относительные количества которых зависят от условий опыта. На первый взгляд может показаться, что такое нестехиометрическое течение реакции, лежащей а основе расчета результатов анализа, должно сделать ее применение вообще невозможным.
В действительности это не так. Рассматриваемый метод широко применяется на практике н дает хорошие результаты. Однако условием его применения является строжайшее соблюдение одипаковь/х условий опыта, и притом точно таких, какие бь!ли при установке титра рабочего раствора арсепита натрия.
При одинаковых условиях количество (ч)азА80з, затраченного на титрование НМпО», должно быть пропорционально содержанию марганца в навеске стали, несмотря на указанную выше сложность * Для приготовления раствора ерсеиитв натрия 5,1 — 5,2 г !Че»СО» рвстворяют в 100 мл воды. К полученному раствору прнбввляют 1,70 г мышьяковистого ангидрида Аз,Оз (яд!) и нагревают раствор до кипения. После растворения всего Аз»0» раствор резбввляют водой до 5 л и перемешивают.
протекания реакции. Конечно, титр рабочего раствора приходится устанавливать по стандартному образцу стали с точно известным содержанием марганца н выражать его по марганцу. Допустим, например, что была взята навеска с( граммов стали, содержащей ро/з марганца. Проведя анализ ее, как описано ниже, нашли, что на титрование образовавшейся при действии ((ч(Н»)зЬзОз марганцовой кислоты затрачено 1' мл рабочего раствора арсеннта. Титр раствора )Х)азА80з по марганцу Тн.,А»оз/мл вычисляют, определяя прежде всего количество марганца в навеске: оно равно (йр; 100) г.
Чтобы узнать, сколько граммов марганца соответствует 1 мл рабочего раствора, нужно найденное количество марганца разделить на объем раствора арсенита. Следовательно, титр раствора )х(азА80» по марганцу составляет: Тн»ЗА»ОЗ/мл 1001, (1) Уравнение (1) может, конечно, служить и для вычисления результатов анализов по рассматриваемому методу, с той лишь разницей, что неизвестной величиной в этом случае является р, тогда как титр рабочего раствора по марганцу известен. Следовательно, Т (т Р= Н»»А»О»/Мл (2) Для растворения навески стали употребляют смесь серной, азотной н фосфорной кислот *.
Азотная кислота окнсляет Рея+-ионы до Раз+-ионов и разрушает карбиды (в частности, карбид марганца), а фосфорная кислота связывает окрашенные Ре"-ионы в бесцветный комплекс (Ре(РО»)з) . Кроме того, ее присутствие повышает устойчивость НМпО», в значительной мере предупреждая ее разложение с образованием осадка МпО(ОН)з н выделением кислорода. Определению мешает присутствие в стали кобальта, а также больших количеств (~ 2вг/)хрома.
В первом случае фиксирование точки эквивалентности при тнтрованнн становится невозможным нз-за наличия имеющих розовую окраску Сов+-ионов, а во втором— сильно затрудняется образованием Сг,О, '-ионов прн действии ((х)Н»)з8зОе. Поэтому в конце титроваиия переход окраски (из розовой в желтую) труднее заметить. Ход определения.
Точную навеску (0,2 — 0,3 г) стали (чугуна) помещают в коническую колбу емкостью 250 мл и растворяют при осторожном нагревании под тягой в !2 — 15 мл смеси кислот. * Для приготовления этой смеси к 500 мл воды осторожно приливают тонкой струей при перемешиввнии 125 мл Н»50, (пл. 1,84 г/см'). После охлвждення прпливвют 100 мл Н»РО» (пл. 1,70 г/см') н 275 мл НМО» (пл. 1,40 г/см'1. 399 Глава 1Х. Методы окисления — восстановления (рсдаксиметрия) Когда прекратится выделение бурых окислов азота (обычно после нагревания в течение 1Π— 15 мин), разбавляют раствор 50 жд горячей воды, прибавляют 5 жл ! %-ного раствора Ад)Ч(Оз и 5 — 7 мя 20%-ного раствора (ХНс)з5зОз. Далее нагревают раствор до слабого кипения и кипятят его в течение 30 — 40 сек (не больше, так как иначе часть НМпО, может разложиться с выделением осадка МпО(ОН)з).
Для завершения реакции раствор оставляют на 3 — 4 жин, после чего сейчас же возможно сильнее охлаждают струей водопроводной воды. Холодный раствор оттитровывают рабочим раствором арсенита до обесцвечивания или до перехода розовой окраски в желтую " (если в стали присутствует хром). Титровать нужно возжожно быстрее, так как имеющийся в растворе персульфат хотя и медленно (вследствие низкой температуры), но все же продолжает окислять марганец, восстановленный при титровании, обратно до НМпОо Если тнтрование было проведено недостаточно точно или слишком медленно, его нужно повторить. Для этого к оттитрованному раствору прибавляют 3 — 5 мл раствора ()Х!Нс)збзОз, снова нагревают до начала кипения и ведут определение, как в первый раз. Вычисление. Установив затрачиваемый на титрование объем рабочего раствора арсенита (К), по формуле (2) вычисляют содержание марганца в стали.
БИХРОМАТОМЕТРИЯ 9 99. Общая характеристика метода В основе бихроматометрии лежат реакции окисления бихроматионом. Окисляющее действие его обусловлено переходом анионов Сг,От,содержащих хром в степени окисления +6, в катионы Сг"; Ст,О,' + ! 4Н + бв — ь 2Сгзе + 7Н,О Из этого уравнения видно, что если для окисления применяют бихромат калия, то грамм-эквивалент КзСгзОт равен '/е моль, т. е. 294,2: 6 = 49,03 г. Поскольку восстановление СгзОт -ионов до Сгз' происходит с участием Н'-ионов, бихроматометрическое титрование проводится в кислой среде. Стандартный потенциал пары Сг;Оет /Сгзе равен +1,33 в, поэтому бихроматом в отличие от перманганата можно титровать в солянокислой среде, при этом С1--ионы не окисляются, так как стандартный потенциал пары С!з/С! (+ 1,36 в) практически равен потенциалу пары СгзОтз /Сг~'.
Однако при концентрациях НС1, * Раствор может быть окрашен н желтый цвет н вследствие обрззонзннн соединений мзргзнцз промежуточных степеней окисления. Бикроматометрия. 4 100. Определение содержания железа в руде 393 болыпе 2 н., а также прн кипячении бихромат окисляет С1--ионы до С!з. Бихромат калия в сравнении с перманганатом имеет еще следующие достоинства. 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
