Зачетная задача (2) (1114171), страница 2
Текст из файла (страница 2)
При сушке при 105-115°С осадок остается в формедиметилглиоксимата никеля (М=288,94) поэтому F=0,20319, что дает большуюточность (около 0,5% никеля). При рядовых анализах осадок на фильтре сушат,затем фильтр осторожно сжигают в тигле и прокаливают осадок при 800-825°С.При такой температуре получается оксид никеля(II), который и взвешивают.Гравиметрический фактор в этом случае равен 0,78584).93.3 Методы определения железа3.3.1 Методы титриметрического определения железа3.3.1.1 Методы восстановления железа (III).[2]1) Восстановление хлоридом олова (II).
В раствор вводят небольшой избытокSnCl2. Введенный в избытке хлорид затем окисляют хлоридом ртути (II).При этом выпадает хлорид ртути (I). При значительном избытке SnCl2выпадает черный осадок металлической ртути, и анализ следует считатьиспорченным.2FeCl3+SnCl2 2FeCl2+SnCl4SnCl2+2HgCl2 SnCl4+Hg2Cl22) Восстановление металлическим цинком. К раствору трехвалентного железадобавляютконцентрированнуюсолянуюкислотуи3-4гранулыметаллического цинка. Восстановление ведут до тех, пор пока растворполностью не обесцветится и весь цинк не растворится.3.3.1.2 Иодометрический метод.[2]Данный метод основан на восстановлении трехвалентного железа избыткомйодид иона и последующем титровании образовавшегося йода растворомтиосульфата в присутствии крахмала в качестве индикатора.Fe3++I- Fe2++I2I2+2S2O32- 2I-+S4O62При титровании данным методом необходимо соблюдать следующие условия:1. Раствор должен быть сильнокислым, т.
к. трехвалентное железо образуетустойчивые гидроксокомплексы, что уменьшает константу равновесияпроцесса восстановления железа.2. Необходимо исключить возможность присутствия анионов образующихустойчивые комплексы с трехвалентным железом (PO43-, P2O74-, F-)3. Необходим избыток иодид ионов для полноты протекания реакции, а такжедля связывания образующегося йода104. В сильнокислом растворе иодид ион окисляется кислородом воздуха,поэтому перед добавлением иодида калия необходимо вытеснить из колбывоздух путем добавления карбоната натрия.5. Скорость реакции восстановления не велика, поэтому, прежде чем титроватьраствор тиосульфатом, необходимо дать ему постоять около пятнадцатиминут.3.3.1.3 Цериметрический метод.[2]Данный метод основан на титровании раствора двухвалентного железастандартным раствором Ce(IV) в сернокислой среде, но также возможнотитрование и в солянокислой среде.
Реакция протекает следующим образом:Ce4++Fe2+ Ce3++Fe3+Раствор титруют в присутствии 1,10-фенантролина до перехода от розовойокраски к почти бесцветной.3.3.1.4 Ванадатометрический метод.[2]Данный метод основан на окислении железа ванадатом аммония в кислойсреде:4H++Fe2++VO3- VO2++Fe3++2H2OТитрование ведут в шестинормальном по серной кислоте растворе. Вкачестве индикатора используют фенилантраниловую кислоту. Об окончаниититрования судят по появлению розово-фиолетового окрашивания.3.3.1.5 Перманганатометрический метод.[1]Данный метод основан на восстановлении Fe3+ до Fe2+ и последующемтитрованиирастворадвухвалентногожелезапростандартизированнымраствором перманганата калия.5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H20Титрование ведут в присутствии защитной смеси Рейнгарда-Цимермана(раствор сульфата марганца(II) и H3PO4 в разбавленной серной кислоте) допоявления устойчивой в течении 30 секунд розовой окраски.Примечание.
Основное назначение отдельных компонентов защитной смеситаково:11Как известно, реакция между KMnO4 и двухвалентным железом индуцируетодновременное окисление соляной кислоты перманганатом.2MnO4-+10HCl+6H+ ⇔ 5Cl2+2Mn2++8H2OИндуцированная реакция проходит через стадии образования Mn(III).
Далеепротекают следующие реакции:MnCl2++Cl- ⇔ Mn2++•Cl22+•Cl2+Fe•Cl2+Mn⇔ Fe3++2Cl-2+⇔ Mn2++Cl2Поэтому в защитной смеси используется Mn2+ для понижения потенциалапары Mn3+ /Mn2+, что предотвращает окисление трехвалентным марганцемхлорид ионов. Также в защитной смеси используется фосфорная кислота длясвязывания трехвалентного марганца в устойчивые комплексы, что такжепонижает потенциал пары Mn3+ /Mn2+.Фосфорная кислота применяется также для связывания железа в бесцветныефосфатные комплексы, что предотвращает окрашивание раствора в желтыйцвет для более точной фиксации конечной точки титрования, а также дляпониженияокислительно-восстановительногопотенциаласистемыприблизительно на 0,2в.3.3.1.6 Бихроматометрический метод.[1]Данный метод основан на титровании восстановленного железа Fe2+ растворомбихромата калия с применением дифениламина в качестве редоксиндикатора.6Fe2++Cr2O72-+14H+6Fe3++2Cr3++7H2OТитрование необходимо вести в кислой среде в присутствии фосфорнойкислоты.
Фосфорная кислота применяется для понижения потенциала парыFe3+/Fe2+. Трехвалентное железо (III) связывается в фосфатный комплекс[Fe(H2PO4)4]-, что приводит к понижению концентрации Fe3+, а соответственнои к понижению потенциала пары Fe3+/Fe2+, что делает возможным применятдифениламин в качестве индикатора.123.3.2 Методы гравиметрического определения железа3.3.2.1 Определение железа осаждением аммиаком.[2]Данный метод основан на осаждении железа аммиаком из раствора в видегидроксида железа за счет смещения протолитического равновесия вправоаммиаком.NH3 + H3O+ NH4+ + H2O[Fe(H2O)6]3+ + 2H2O [Fe(H2O)5OH]2+ + H3O+[Fe(H2O)5OH]2+ + 2H2O [Fe(H2O)4(OH)2]+ + H3O+[Fe(H2O)4(OH)2]+ + 2H2O [Fe(H2O)3(OH)3]↓ + H3O+После осаждения содержимое стакана разбавляют горячей водой.
Затемосадок отфильтровывают, промывают горячей водой, сушат, прокаливают допостоянной массы при 8000С, и взвешивают полученный оксид Fe2O3.Прокаливание при более высокой температуре может вызвать разложениеоксида трехвалентного железа с образованием Fe3O4, что может привести кошибкам определения количества железа.3.3.2.2 Определение железа купфероновым методом.[2]Осаждение купфероном (C6H5N(NO)ONH4) производят из охлажденногораствора железа при помощи 4%-го раствора купферона, который приливают визбытке (до появления на поверхности раствора белой, растворимой припомешивании мути).Fe3+ + 3C6H5N2O2- = Fe(C6H5N2O2)3↓Осадок отфильтровывают, промывают холодной водой и разбавленнымраствором аммиака, высушивают , прокаливают в муфельной печи притемпературе 900°С и взвешивают образовавшийся оксид трехвалентногожелеза.3.3.2.3 Определение железа осаждением 8-оксихинолином.[2]8-Оксихинолин осаждает железо из растворов, содержащих ацетат аммония.Осадок высушивается при 120-125 °C в виде осаждаемого соединения Fe(Ox)3.Осаждение 8-оксихинолином не является селективной реакцией, т.
к.8-оксихинолин дает осадок со многими тяжелыми металлами, но егопроизводное — 5,7-дибром-8-оксихинолин-является избирательным реагентом13для осаждения железа. Осаждению им не мешает присутствие ионов Al, Cd, Co,Hg, Mn, Ni.144. Экспериментальная частьКоличественный анализ вели по следующим схемам:Навеска длягравиметрииНавеска длятитриметрииHCl(к)HCl(к)РастворРастворФильтрование,аликвотная частьФильтрованиеГравиметрическоеопределениеТитриметрическоеопределениеРасчет содержанияникеляРасчет содержанияжелеза4.1 Гравиметрический анализ4.1.1 Расчет массы навески для гравиметрииМассу навески расчитывали исходя из того, что никеля в сплавеприблизительно 4%.m( навески ) =100 ⋅ m( грав.формы) ⋅ Fω ( Ni )%=100 ⋅ 0,2 ⋅ 0,2032= 1,0160г.4m(нав) — искомая масса навескиm(грав.формы) — масса гравиметрической формыF — гравиметрический факторω(Ni)% — массовая доля никеля в сплаве4.1.2 Взятие навескиm(тигля) = 6,3748г.m(тигля)+m(навески) =7,4320 г.m(навески)=1,0572г.154.1.3 Подготовка тигля.Через тигель предварительно пропустили 20 мл HCl(1:1), а затем промылибольшим количеством воды.
Далее тигель был высушен и доведен допостоянной массы при 130°С. При этом получили следующие значения егомассы:m1=13,5136 гm2=13,5121 гm3=11,5120 гКонечная масса тигля равна 11,5120 грамма.4.1.4 Определение никеля диметилглиоксиматным методом.Ni2++2C4O2N2H8Ni(C8O4N4H14)↓+2Н+(pH>10)Реагенты:1) HNO3(к) 5мл2) HCl(к) 30мл3) Раствор аммиака 25%4) Раствор диметилглиоксима 1%5) Исследуемый раствор, содержащий никельХод определения1.Навеску сплава массой 1,0572 грамма растворили при нагревании в смеси30 мл соляной кислоты и 5 мл концентрированной азотной кислоты.Раствор грели до тех пор, пока весь диоксид азота не улетучился.2.Полученный раствор отфильтровали в стакан объемом 500 мл черезфильтр (белая лента) и обмыли последний горячей водой.3.К раствору добавили пять грамм винной кислоты и растворили ее приперемешивании.4.Раствор нейтрализовали аммиаком до появления слабого запаха.5.К раствору прилили 35 мл 1% раствора диметилглиоксима.6.Стакангрелина водянойбане в течение сорока минутдлякоагулирования осадка.7.Раствор остудили, отфильтровали на тигле с фильтрующим дном,предварительно доведенном до постоянной массы, и промыли 200 мл 1%раствора аммиака.168.Осадок высушили при 130°С, доведя до постоянной массы, взвесили иопределили массовую долю никеля в сплаве.При сушке тигля были получены следующие значения его массыm1 = 14,0785 гm2 = 14,0026 гm3 = 13,7222 гm4 = 13,7222 гЗначит масса осадка равна m(осадка)= 0,2102 г.ω ( Ni )% =100 ⋅ m( осадка ) ⋅ Fm( навески )=100 ⋅ 0,2102 ⋅ 0,2032= 4,04 г.1,0572Массовая доля никеля в сплаве составляет 4,04%.4.2 Титриметрический анализ4.2.1 Расчет массы навески для титриметрии.Массу навески расчитывали исходя из того, что железа в сплавеприблизительно 90 процентов.m(нав) =n( аликвот ) ⋅ V( аликвоты ) ⋅ C М ( железа ) ⋅ M Fe ⋅ 100ω ( Fe)%=10 ⋅ 0,02 ⋅ 0,05 ⋅ 55,847= 0,6206( г )90m(нав) — искомая масса навескиn(аликвот) — количество аликвотVл(аликвоты) — объем одной аликвотыCM — приблизительная концентрация железа в исследуемом растворе, взятая сучетом того, что титрование будет вестись 0,05М раствором 1/6 K2Cr2O7MFe — молярная масса железаω(Fe)% — массовая доля никеля в сплаве4.2.2 Взятие навескиm(тары) = 6,3764г.m(тары+навески) = 6,9570 гm(навески) = 0,5824 г174.2.3 Приготовление раствора первичного стандарта бихроматакалия.Cr2O72-+14H++6e- 2[Cr(H2O)6]3++H2OРеактивы:1) К2Cr2O7 — кристаллический, х.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
