О.Ф. Петрухина - Аналитическая химия (Физические и физико=химические методы анализа) (1110109), страница 92
Текст из файла (страница 92)
Отбирают пипеткой 10 мл раствора и пропускают через колонку с катионообменником со скоростью 1 капля/с. Затем промывают колонку 60 — 100 мл дистиллированной воды порциями по 10 — 15 мл, проверяя полноту вымывания кислот по индикатору метиловому оранжевому. Раствор, вытекающий из колонки с момента пропускания 10 мл анализируемого раствора до полного вымывания из нее смеси кислот (желтая окраска метилового оранжевого), собирают в стакан вместимостью 150 мл. Потенциометричеекое титрование. В стакан с элюатом, содержашим смесь НС1 и НзР04, опускают электроды (стеклянный — индикаторный, хлоридсеребряный — электрод сравнения), включают магнитную мешалку и приступают к титрованию.
Титрование проводят дважды, пропуская через колонку каждый раз по 10 мл анализируемого раствора. Результаты титрования записывают в таблицу: При проведении первого титрования стандартный раствор щелочи добавляют порциями по 0,5 мл. При повторном (более точном) титровании в области скачков тнтрования раствор ХаОН добавляют меньшими порциями — по 0,1 мл (2 — 3 капли). По результатом титрования строят график рН =/()'н,он). Получают кривую потенциометрического титрования, на которой первый скачок ()'н мл ХаОН) соответствует нейтрализации суммарного количества НС1 и первой ступени нейтрализации НзР04, второй скачок ()'~, мл НаОН) соответствует нейтрализации фосфорной кислоты по второй ступени ионизации.
Содержание солей ХаС1 и ХазР04 (в г) в анализируемом растворе рассчитывают по формулам: С(/',„, нкон) (2 1', — )гт) М(/;„н„ш) !г„ Ххаш 1000 и С(/ н) . 2( )г — Рз) М(/зке н~ нео~~ Яна2н РО4 1000 п где 1' и )г„— вместимость колбы и пипетки, соответственно. 417 Работа 3. Определение с/а бОг и с!а С/ в их смеси Анализ смеси Хаз804 и НаС) проводят по следующей схеме. Содержание НаС! ойределяют путем прямого потенцнометриче- ского измерения концентрации хлорид-ионов с помощью ионо- селективного электрода. Затем методом ионного обмена (катио- нообменник КУ-2) в сочетании с потенциометрическим титрова- нием в элюате определяют суммарное количество ! )аС! и Нз80м эквивалентное содержанию )КаС! и Хаз804.
Содержание )х)аз804 находят по разности результатов суммарного определения компо- нентов и отдельно НаС!. Приборы и реактивы Хроматографическая колонка длиной 300 мм, диаметром 15 мм, содержащая катионообменник КУ-2. Потенциометр. Хлорид-селективный электрод. Стеклянный индикаторный электрод. Хлоридсеребряный электрод сравнения. Магнитная мешалка. Пипетка вместимостью 10 мл, Бюретка вместимостью 25 мл. Мерные колбы вместимостью 100 мл. Стаканы вместимостью 50, 200 и 300 мл. Стандартный раствор НаОН, 0,1 М.
Стандартный раствор НаС1, 0,1 М. Анализируемый раствор: смесь солей, содержащая 7,00 мг/мл Маз804 10Нз0 и 3,0 мг/мл ХаС1. Выполнение работы Переведение катионита в Н-форму. См. работу 1. Построение ка тбровочного графика и определение с/аС!. Методом последовательного разбавления 0,1 М стандартного раствора НаС1 готовят серию растворов в интервале концентраций 10 з †5 М. Регистрируют зависимость эдс элемента, составленного из хло- рид-селективного электрода и электрода сравнения, от концен- трации хлорид-ионов и строят график зависимости Е =/( — 18С- маш) Методом прямой потенциометрии определяют содержание НаС) в анализируемом растворе, пользуясь калибровочным графиком. Подробная методика определения хлорид-ионов дана в разд.
4.3. (Работа 7). Проведение ионного обмена и потенниометрического титрова- ния. Анализируемый раствор помещают в мерную колбу вмести- мостью 100 мл, доводят объем раствора до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Отбирают пипеткой 1О мл рас- твора и пропускают через колонку с катионообменником в Н-фор- 418 ме со скоростью ! капля/с. Вытекающий из колонки элюат собирают в стакан вместимостью 300 мл. Для вымывания выделившихся кислот через колонку пропускают 100 — 150 мл дистиллированной воды, тшательно собирая элюат в тот же стакан. Полноту вымывания кислот проверяют по индикатору метиловому оранжевому. В стакан с элюатом опускают стеклянный и хлоридсеребряный электроды, включают магнитную мешалку и проводят потенциометрическое титрование стандартным раствором ХаОН.
Строят кривую потенциометрического титрования и по ней определяют объем титранта (К мл НаОН), израсходованного на титрование суммарного количества 1чаС1 и Нть04. Содержание Ха!504 (в г) рассчитывают по формуле: ! С(Гэгов КвОН) ' ! !ЧЖОН еНлС! ) б1ча25О ! 1000 М((' )~ экв 1чл2зо4 ' ~/ б(1 г экв ХвС! и Работа 4. Определение ионов Гез~ и Си~~ в их смеси Вариант l Разделение катионов Гез+ и Сит+ методом ионообменной хроматографии основано на способности этих ионов образовывать в аммиачной среде в присутствии сульфосалициловой кислоты комплексные ионы противоположного знака — анионы трисульфосалицилата железа и катионы аммиаката меди: О— 501 ' С6НЗ С-О— 11 О !Са(! 1Нэ)4! При протекании через колонку с катионообменником в МН4- форме смеси комплексных ионов отрицательно заряженный ион трисульфосалицилата железа не сорбируется на колонке, а комплексные катионы меди поглощаются катионоообменником: 2К1ЧН4 + (Сп(ХНз)4)~+ ~ Кт[Сц()КНз)4! + 2Х Нл Применять ионообменник в Н-форме нельзя, так как в процессе ионного обмена создается кислая среда, в которой комплекс железа с сульфосалициловой кислотой разрушается, и ионы Гез~ будут сорбироваться вместе с ионами Сцз~.
Ионы Сот~ из катионообменника извлекают 2 М раствором НС!: Кт!Сп(МНз)4! + бНС1 — 2КН + СпС!т + 4ХН4С! 419 Содержание ионов Ге!+ определяют фотометрическим методом, основанным на образовании в щелочной среде при рН = 8 — 11 комплексных анионов трисульфосалицилата Гез+ желтого цвета ().„,„, = 416 нм). Для количественного определения ионов Сц~+ измеряют ин- тенсивность окраски растворов аммиаката меди (),„,„, = 620 нм) Приборы и реактивы Хроматографическая колонка длиной 300 мм, диаметром 15 мм содержащая 10 г катионообменника КУ-2 в Н-форме.
Фотоэлектроколориметр. Пипетки вместимостью 25 мл. Мерные колбы вместимостью 50 и 250 мл. Мерные цилиндры вместимостью 10, 25 и 100 мл. Стаканы вместимостью 100 и 200 мл. Раствор НС1, 2 М. Раствор аммиака концентрированный, 5 и 10%-ный.
Раствор сульфосалициловой кислоты, 10%-ный. Раствор Сц$04 5НзО, содержащий Сц~~ 2 мг/мл. Раствор ГеС!з. 6НзО, содержащий Ге~+ 0,1 мг/мл. Анализируемый о1аствор: смесь солей железа (0,1 мг/мл Гез+) и меди (0,3 мг/мл Сц ~) Выполнение работы Переведение катионообменника в !УН-грорму. Через катионооб- менник в Н-форме пропускают 100 мл 5%-ного раствора аммиа- ка. Жидкость в колонке спускают до верхнего слоя катионооб- менника. Разделение смеси катионов.
В стакан вместимостью 100 мл, со- держащий анализируемый раствор смеси ионов Еез~ и Сц~", до- бавляют 30 мл 10%-ного раствора сульфосалициловой кислоты, перемешивают и приливают 20 мл концентрированного раствора аммиака. Полученную смесь пропускают через колонку с катио- нообменником в !чН4-форме со скоростью 1 — 2 капли/с. Для полного вымывания ионов Гез~ через колонку порциями по 10 — ! 5 мл пропускают около 200 мл элюента (смесь 20 мл рас- твора сульфосалициловой кислоты, 20 мл концентрированного раствора аммиака и 160 мл дистиллированной воды).
Стакан, в котором находился анализируемый раствор, дважды ополаскива- ют элюентом и выливают его в колонку. Вытекающий из колонки элюат с момента внесения в нее анализируемой смеси собирают в мерную колбу вместимостью 250 мл до метки и тщательно пере- мешивают (раствор 1).
После извлечения анионов трисульфо- салицилата железа катионообменник промывают 100 мл дистил- лированной воды, Для извлечения Сц~+ через колонку пропускают около 250 мл 2 М раствора НС! (или Нз504) порциями по 10 — !5 мл. Раствор, 420 вытекающий из колонки, собирают в мерную колбу вместимостью 250 мл до метки и перемешивают (раствор 2). Катионообменник в ходе извлечения ионов Си1+ переходит в Н-форму и после отмывания от кислоты может быть снова использован для работы.
Определение железа. Предварительно строят градуировочный график. Для этого в мерные колбы вместимостью 50 мл вводят 0,10; 0,15; 0,20„0,25; 0,30 чг ионов Без' (отбирают соответственно 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 3,0 мл раствора соли железа, содержащего Гез+ 0,1 мг/мл), в каждую колбу добавляют 5 мл 10%-ного раствора сульфосалициловой кислоты, 5 мл !0%-ного раствора аммиака, разбавляют объем раствора в каждой колбе до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Измеряют оптическую плотность А растворов на фотоэлектроколориметре с синим светофильтром (Х = 400 нм) в кюветах с толщиной поглощающего слоя ( = 30 мм. При этом в качестве раствора сравнения используют дистиллированную воду. Строят график зависимости А =/(С „).
Ге" Для определения ионов Гез+ в анализируемом растворе из мерной колбы, содержащей раствор трисульфосалицилата железа (раствор!), отбирают пипеткой 25 мл и переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл, доливают до метки дистиллированную воду и тщательно перемешивают. Измеряют оптическую плотность в условиях, указанных при построении градуировочного графика (Л = 400 нм, I = 30 мм). Пользуясь графиком зависимости А =/'(С „), по измеренной оптической плотности находят Ге содержание ионов в анализируемой смеси. Определение меди.
Предварительно строят градуировочный график. Для этого в мерных колбах вместимостью 50 мл готовят пять растворов, содержащих 4, 6, 8, 10 и !2 мг ионов Си~+ (отбирают соответственно 2, 3, 4, 5 и 6 мл раствора, содержащего Сцз+ 2 мг/мл), приливают по 15 мл концентрированного раствора аммиака, доводят объем раствора в каждой колбе до четки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Измеряют оптическую плотность А растворов на фотоэлектроколориметре с красным светофильтром (Х = 610 — 620 нм), в кюветах с толщиной поглошающего слоя ! = 10 мм.
Раствором сравнения служит дистиллированная вода. Строят график зависимости А =/(С „). Си Для определения содержания меди из мерной колбы вместимостью 250 мл отбирают пипеткой 25 мл раствора 2 и переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл, приливают 15 мл концентрированного раствора аммиака и разбавляют до метки дистиллированной водой. Измеряют оптическую плотность в условиях, указанных выше. Пользуясь графиком зависимости А =/(С „), находят содержание ионов Си~+ в анализируемом растворе.с" 421 Вариант 2 Строят выходную кривую, показывающую зависимость концентрации ионов Сц4~ в отдельных фракциях элюата от объема раствора кислоты НС1, пропущенного через колонку. Для оценки эффективности ионообменного разделения рассчитывают число теоретических тарелок )х' и ВЭТТ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
