Зачетная задача (3) (1114173), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Индикатором служит растворроданида аммония. Реакция восстановления протекает по уравнению:Fe3+ + Hg+ = Fe2+ + Hg2+.Определению железа по этому методу мешает присутствие ионов хлора,которые с солями ртути образуют малодиссоциирующие соединения. Присутствиесоляной кислоты в количестве даже 1% значительно завышает результатопределения железа.Недостатком метода является применение дорогого и ядовитого реактиванитрата ртути (I).К методам определения железа восстановлением относится также метод,основанныйнавосстановленииFe(III)аскорбиновойкислотой.Реакциявосстановления протекает по уравнению:2Fe3+ + C6H8O6 = 2Fe2+ + C6H6O6 + 2H+.Метод не имеет никакого преимущества по сравнению с хроматным методомопределения железа, а недостатком его является применение такого дорогогореактива, как аскорбиновая кислота.Такжебылопредложеноиспользоватьвкачествевосстановителятрехвалентного железа соль двухвалентного хрома. Реакция восстановления идетпо уравнению:Fe3+ + Cr2+ = Fe2+ + Cr3+.Затем железо (II) титруется раствором четырехвалентного церия или12раствором пятивалентного ванадия в присутствии фенилантраниловой кислоты вкачестве индикатора.
Преимущество восстановления двухвалентным хромомзаключается в том, что избыток его быстро восстанавливается кислородомвоздуха до трехвалентной формы (E0O/ OH= +0.40 B, E0Cr/Cr= -0.41 B).Образующийся при этом трехвалентный хром в кислой среде не окисляется дошестивалентной формы даже сильными окислителями, и, следовательно, немешает определению.2.3.1.3. Комплексонометрический метод определения железа.Метод основан на том, что трехвалентное железо образует с ЭДТА болеепрочный комплекс, чем с салициловой кислотой.
Поэтому по мере титрованияиндикатор вытесняется из комплекса; в точке эквивалентности комплекс железа синдикатором, который окрашивает раствор в лиловый цвет, полностьюразрушается и раствор принимает желтую окраску, свойственную комплексужелеза (III) с ЭДТА.
Титруемый раствор следует нагревать до 60-70єC, при болеенизкой температуре комплекс трехвалентного железа с ЭДТА образуется слишкоммедленно. Раствор должен иметь pH=1-1,5, так как при этом pH подавляющеебольшинство металлов не образует устойчивых комплексов с ЭДТА.Преимуществокомплексонометрическогометодапосравнениюсбихроматным и перманганатным состоит в том, что при нем не требуетсявосстановлениетрехвалентногожелеза,апосравнениюститрованиемтрехвалентного железа растворами трехвалентного титана или двухвалентногохрома - в исключительной устойчивости титрующего раствора.2.3.2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.Прямое определение железа гравиметрическим методом в виде оксида редкоприменяется,вследствиеодновременногоосаждениягидроксидовдругихкомпонентов.
Поэтому данный метод применяется в основном для анализа чистыхсортов железа (порошкообразное железо, восстановленное водородом и томуподобное).Сущность метода заключается в следующем. Навеску металлического железапереводят в раствор в виде Fe3+. Для этого ее растворяют либо в соляной кислоте,а затем в полученном растворе окисляют до трехвалентного состояния (например,пероксидом водорода), либо сразу в разбавленной азотной кислоте принагревании.13Из полученного раствора железо осаждают в виде гидроксида небольшимизбыткомаммиака.Полученныйосадокотделяютипрокаливают.Гравиметрической формой в данном методе является Fe2O3:Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O.Присильномпрокаливании(выше1000°C)илипридействиивосстановительного пламени горелки оксид железа (III) может восстанавливатьсяпо реакции:6Fe2O3 Ù 4(FeO×Fe2O3) + O2.Это влечет за собой уменьшение веса осадка и искажение результатованализа[4, c.38].Кроме того, для определения железа гравиметрическим методом широкоиспользуются органические реагенты.8-Оксихинолин осаждает железо из растворов, содержащих ацетат аммония.Осадок высушивается при 120-125 °C в виде осаждаемого соединения Fe(Ox)3, гдеOx-молекула оксихинолина.
Его производное-5,7-дибром-8-оксихинолин-являетсяболее избирательным реагентом для осаждения железа. Осаждению им не мешаетприсутствие ионов Al, Cd, Co, Hg, Mn, Ni и других.Купферрон осаждает железо из кислых растворов. Осадок либо прокаливают доFe2O3, либо высушивают при 98°C и взвешивают в форме Fe(C6H5N2O4)3.Для гравиметрического анализа можно применить также осаждениепиридином из растворов при pH 4.
Осаждению не мешают ионы Mn, Zn, Ni, Co иЩЗЭ. Однако, вместе с Fe(III) этот реагент осаждает Al3+, Ti, PO43-[5].143. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.3.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА ОБРАЗЦА [6].3.1.1. Предварительный анализ.Образец представлял собой металлические стружки серого цвета, из чего былсделан вывод, что данный образец – сплав.
Для выбора способа растворениясплаваисхемыпоследующегообнаружениякатионовнеобходимопредварительно определить тип сплава.Предварительная схема анализа образца.Таблица 1№Реагент130%-ный раствор23НаблюденияВыводВыделение пузырьков образец не являетсяNaOHгаза не наблюдаетсясплавом алюминия3%-ный растворне наблюдается нианализируемыйFe2(SO4)3,выделение газа, ниобразец сплавомподкисленный сернойпоявление бурогомагния не являетсякислотойосадкапри нагреванииполученный растворанализируемыйконц.HCl, затем 6Мокрашивается всплав являетсяHNO3 и после этого, кроваво-красный цвет10%-ный растворсталью иличугуномNH4NCS3.1.2. Качественный анализ образца сплава железа.Сплав растворяли в серной кислоте (1:5) при нагревании на песчаной бане.Нерастворившийся черный осадок (графит, кремний, карбиды) отфильтровали идалее не использовали.
После полного прекращения выделения водородаприбавляли концентрированную азотную кислоту и нагревали. После всехописанных операций был получен прозрачный раствор без нерастворившегосяосадка, что указывает на отсутствие в анализируемом сплаве вольфрама.Качественный анализ образца был проведен по следующей схеме.Схема анализа образца стали.Таблица 2.№ ОбъектРеагентНаблюденияВыводанализа123исходныйраствор Na2Sвыпадает черныйв составраствор(среда кислая),осадоксплава входятосадок 1осадок 2полученный раствормолибден илинагреваютмедь6М HNO3часть осадкаот осадкарастворяетсяотделена серавыпаривание с 4М осадок растворяетсяH2SO44раствор 3 большой избытокне наблюдаетсясплав неконц.
раствора NH3 образование темно- содержит медисинего раствора5раствор 3 конц. раствор HCl+спиртовой слойв состав сталираствор NH4NCS+окрашивается ввходитраствор SnCl2,красный цветмолибденизоамиловый спирт6раствор 1 избыток 30%-ногообразуетсяраствора NaOHокрашенныйаморфный осадок7раствор 6 4М раствор HCl +3% раствор H2O2не наблюдаетсяв объекте некрасно-коричневоесодержитсяокрашиваниеванадий168осадок 6избыток раствораNaOH + 3%-ныйраствор H2O2,раствор нагреть9раствор 93%-ный растворне наблюдаетсяобразец неH2O2 + растворокрашиваниесодержит хромH2SO4 (1:4), эфирэфирного слоя всиний цвет1осадок 64М раствор H2SO4осадок полностьюрастворяется1раствор 8раствор H3PO4,не наблюдаетсясталь не1М раствор H2SO4+желтогосодержит3% раствор H2O2окрашиваниятитанраствора12. раствор 8 конц.
раствор HNO3растворв состав сталиокрашивается ввходиткрасный цветмарганецтверд. NH4NCS +не происходитсплав нетверд. NaF,окрашиваниясодержит+ тверд. NaBiO31Раствор 8изоамиловый спирт спиртового слоя вкобальтсиний цвет1Раствор 8 1%-ный этанольный образуется красныйраствораморфный осадокодним изкомпонентовдиметилглиоксима+стали является2М раствор NH3никельВ результате проведенного анализа можно сделать следующие выводы:образец представляет собой сплав на основе железа (сталь), в образце17присутствуеют молибден, никель и марганец.3.2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА [4,c.153].Реагенты: 0,05 н. раствор K2Cr2O7, полученный растворением точно взвешеннойнавески дважды перекристаллизованного дихромата калия;HCl, пл. 1,19; 4М и 0,05М растворы;H2SO4, пл.
1,84;H3PO4, пл. 1,70;HNO3, пл. 1,40;Zn, металлический;Расчет массы навески. Требуется, чтобы на титрование аликвоты исследуемогораствора пошло около 10 мл титранта. В этом случае концентрация титруемогораствора железа должна составить (учитывая, что фактор эквивалентности железадля протекающей реакции равен единице):CFe = (0,05×10)/(10×1) = 0,05MОтсюда, предполагая, что содержание железа в стали, как основного компонента,будет составлять величину порядка 95% от общей массы навески, находится массанавески:m(навески) = (0,05×0,1×56)/0,95 = 0,2947 гРеальная масса навески образца стали, взятая для титриметрического определенияжелеза, составила m (навески) = 0,2907 г.Выполнение определения.
Точную навеску анализируемого материала помещают ввысокий стакан емкостью 300 мл, прибавляют 40 мл 4М HCl, закрывают часовымстеклом и растворяют при нагревании на песочной бане. Затем добавляют 2-5 млHNO3 и нагревают далее.Раствор выпаривают досуха. Остаток обрабатывают 10 мл HCl (пл. 1,19).Операция выпаривания с HCl повторяют два раза, после чего добавляют 4 мл HCl(пл. 1,19) и разбавляют горячей водой примерно до 50 мл.
Затем растворотфильтровывают от нерастворившегося осадка через фильтр (белая лента) вмерную колбу емкостью 100 мл. Фильтр хорошо промывают горячей 0,05М HCl,охлаждают, доводят до метки и перемешивается. Фильтр с осадком выбрасывают.Пипеткой отбирают аликвота 10 мл исследуемого раствора, переносят вконическую колбу емкостью 100 мл, добавляют 5 мл HCl (пл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
