Зачетная задача (7) (1114179), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Согласно методике, Zn2+ титруюткомплексоном III (ЭДТА) в аммиачном буферном растворе с рН10 вприсутствии индикатора эриохрома чёрного Т, с очень резким изменениемокраски в точке эквивалентности.1 мл 0,05 М раствора комплексона III соответствует 3.269 мг Zn. Вкачестве металлоиндикаторов при комплексонометрическом определении Zn2+можно применять различные красители - производные эриохрома черного Т,также используемые как индикаторы на Mg2+. При титровании в щелочныхрастворах пригоден пирокатехиновый фиолетовый.Опредепение цинка с использованием маскирующих средств.Для маскирования посторонних ионов в настоящее время используюттакие вещества, как цианид и иодид калия, триэтаноламин, торон, 2,3димеркаптопропанол, тиосульфат, аскорбиновую кислоту, тартрат-ион и др.В качестве маскирующего реагента при определении Zn2+ частоприменяют Na2S2O3.
Возможно определение Zn2+ в присутствии Cu2+, маскируяпоследнюю определенным количеством тиосульфат-ионов. В противном случаемаскируется и сам цинк. В качестве индикатора в этом случае используют ПАН.Предложено определение ионов Zn2+ и Cu2+ в одной пробе при совместномприсутствии.Сначала определяют сумму ионов обратным титрованием первоначальновзятого избытка комплексона III раствором ZnSO4 по ксиленоловомуоранжевому, затем в оттитрованный раствор вводят определенное количествосухого Na2S2O3 и выделившийся комплексон III титруют раствором ZnSO4, прирН=5.7-6, определив тем самым содержание меди.Количество цинка находят по разности.
Ошибка определения составляет0.2-1.5%. Ионы Сu2+ можно также маскировать восстановлением аскорбиновойкислотой или KJ .Титрование оксихинолината цинка.Первоначально исследуемый раствор обрабатывают раствором 8оксихинолина до полного осаждения соли. Затем ее отфильтровывают иобрабатывают раствором бромата калия.Избыток бромат ионов оттитровывают стандартным раствором иода допоявления светло-желтой окраски. Метод не очень удобен так как в месте соксихинолинатом цинка осаждаются и оксихинолинаты других металлов (меди,алюминия, магния и др.).Титрование роданомеркурата цинка.СначалаполучаютнерастворимыйZnHg(CNS)4реакциейсроданомеркуратом аммония.
Затем осадок отфильтрорывают и титруютстандартным раствором иодата калия с добавлением хлороформа в качествеиндикатора. Титрование проходит в две стадии. На первой стадии выделяетсямолекулярный иод и окрашивает органический слой. При дальнейшемтитровании окраска исчезает, так как иод переходит в нерастворимый вхлороформеJСl.Такимобразом,поначалуисчезновенияокраскиорганического слоя определяется конечная точка титрования. Концентрациясоляной кислоты должна быть не ниже 12%, в противном случае хлористый иодбудет разлагаться до реакции иода с иодатом. Медь отделяют предварительно ввиде роданида.5ZnHg(CNS)4+24JO3-+14H++8H2O →5Zn2++5Hg2+ +20SO42- +12J2+20HCN12J2 + 6JO3- + 56H+ + 30Cl- = 30JCl + 18H2O3)Количественное определение медиа) Титриметрические методыИодометрический метод основан на реакции востановления иодидомкалия двухвалентной меди до одновалентной формы, при этом выпадаетпрактически нерастворимый иодид меди и элементарный иод:2Cu2++4I- →2CuI↓+I2Выделившийся иод титруют раствором тиосульфата натрия:I2+2S2O32-→2I-+S4O62Иодометрическому определению меди мешает присутствие окислителей,которые выделяют иод из иодида калия (например, соли трёхвалентногожелеза).
В нашем случае этим можно пренебречь, т.к. концентрация Fe3+ оченьмала. Никель, кобальт, кадмий, цинк, железо, и многие другие металлы,которые не осаждаются тиосульфатом в кислой среде также не мешаютопределению меди.Титрование CuSO4*(N2H4)2*H2SO4.Выделяют медь сернокислым гидразином в виде очень мало растворимойсоли CuSO4*(N2H4)2*H2SO4. Осадок титруют стандартным раствором бромата.3CuSO4*(N2H4)2*H2SO4 + 4BrO3- → 3Cu2+ + 6H+ + 6SO42- + 6N2 + 2Br- + 12H2OВ качестве индикатора применяют тропеолин 00, фуксин, или тимоловыйсиний. Переход окраски индикатора очень четкий.Комплексонометрический метод определения основан на способностимеди образовывать прочный комплекс с комплексоном III.Комплексонометрическое титрование меди можно проводить с разнымииндикаторами: ПАН; мурексид; 7-(2-пиридилазо)-8-оксихинолин, и другие .Комплекс меди с мурексидом окрашивает раствор в жёлтый или жёлтозелёный цвет.
Когда вся медь оттитрована, раствор окрашен мурексидом ввишнёво-розовый или лиловый цвет. На оттенок окраски раствора влияет цветкомплексоната меди с комплексоном III, и тем сильнее, чем выше концентрациямеди. Переход окраски в эквивалентной точке очень чёткий.б) Гравиметрические методы.Метод определения меди в виде тетрароданомеркурата медиCu[Hg(SCN)4].Медь осаждают, из нагретого до кипения раствора содержащего сернуюили азотную кислоту, действием K2[Hg(SCN)4]. Осадок высушивают при 100110°C и взвешивают. Определению меди не мешают равные количества железа(III), алюминия, хрома (III), нитрат-, сульфат-, и фосфат- ионов. Методиспользуется для определения меди в медных рудах.K2[Hg(SCN)4] + Cu2+ → K+ + Cu[Hg(SCN)4]↓8-Оксихинолин осаждает медь в уксуснокислом, аммиачном ищелочном растворах при pH 5.33 - 14.55. Осадок, высушенный при 105-110°С,соответствует составу Cu(C9H6ON)2 (F=0.1808). Показано, что оксихинолинатмеди Cu(C9H6ON)2*2H2O разлагается выше 60°C, в то время как безводноесоединение устойчиво до 300°C.2Cu2++4C9H7ON+4OH- →2 Cu(C6H7ON)2*1,5Н2О↓+H2OОксихинолиновый метод даёт возможность определения меди вприсутствии многих металлов.
В уксуснокислом растворе можно определятьмедь в присутствии берилия, магния, кальция, кадмия, свинца, мышьяка имарганца. Осаждая медь оксихинолином из растворов, содержащих гидроксид итартрат натрия, можно проводить определения в присутствии алюминия,свинца, олова (IV), мышьяка (V), олова (V), висмута, хрома (III) и железа.Осаждение купфероном.Осаждение проводят в сильнокислых, охлажденных льдом растворах,содержащих свободную минеральную или органическую кислоту. Применяютхолодный раствор купферона. Выпадение происходит сразу же последобавленияреактива.Осадокотфильтровываютипромываютосадокразбавленной соляной или серной кислотой, содержащей немного купферона.После чего осадок прокаливают до весовой формы – оксида металла.Осаждение купфероном не дает полного осаждения, так как осаждаются многиедругие элементы.2C6H5N(NO)ONH4+Cu2+ → (C6H5N(NO)O)2Cu↓+2NH4+4)Вывод: На основании литературного обзора решено:1)Определять медь титриметрически, используя йодометрический метод,так как это наиболее простой, хорошо воспроизводимый и высокоточный методопределения содержания меди в исследуемом образце.2)Цинк было решено определять гравиметрически используя методосаждения в виде 8-оксихинолината цинка Zn(C6H7ON)2, так как это один изнаиболее надежных и удобных методов определения цинка.IV.Экспериментальная частьа)Определение содержания меди:1)Расчёт массы навескиВ образце ≈70% меди.
Для определения меди нужно получить 0,05Мраствор в колбе на 100 мл. Растворяем ≈ 0,45 г сплава.Формула для расчета массы навески:C * V (титр.) * Э * V (к )p=≈0,45 гV (ал.) * W * 10002)Взятие навески:Масса бюкса = 6,9441 гМасса бюкса с навеской = 7,3908 гМасса бюкса после перенесения навески в стакан = 6,9444 гМасса навески = 7,3908 – 6,9444 = 0,4464 г3)Растворение медной латуни и определение меди.Предварительнобылаустановленаконцентрациятиосульфатастандартизацией по бихромату калия ([K2Cr2O7] = 0.0502 М ) :Методика стандартизации раствора тиосульфата натрия.В бюретку вносят исследуемый раствор тиосульфата.
В коническуюколбу для титрования на 200-250 мл помещают 10 мл H2SO4, 10 мл 5% р-ра KJ,и пипеткой – 10 мл стандартного раствора K2Cr2O7. Оставляют смесь на 5 мин. втемномместе,накрывчасовымстеклом.Затемприбавляют100млдистиллированной воды и быстро титруют раствором Na2S2O3 до бледножелтой окраски, добавляют 1-2 капли крахмала и продолжают титровать приэнергичном перемешивании до исчезновения синей окраски раствора.Cr2O72-+9I-+14H+=2[Cr(H2O)6]3++3I3-+H2OI3-+ 2S2O32- = 3I- + S4O62Результаты титрования:V1 (Na2S2O3) = 9,90 млV2 (Na2S2O3) = 9,85 млV3 (Na2S2O3) = 9,83 млVср(Na2S2O3) = 9,86 млC(Na2S2O3) = 10 * 0,0502 / 9,86 ≈ 0,0509 МЙодометрическое определение меди основано на реакциях:2Cu2+ + 5I- = 2CuI↓ + I3-,I3-+ 2S2O32- = 3I- + S4O62-Eо(Cu2+/CuI) = 0.86 B.Для протекания первой реакции надо создавать кислую среду дляпредотвращения гидролиза Cu2+ (а тем самым повысить потенциал системыCu2+/CuI) и брать большой избыток иодида (для понижения потенциала системыI3-/3I- и растворения йода).Реагенты:Na2S2O3*5H2O, 0,0509 М раствор.KI, 5%-ный раствор.Н2SO4 , 1 М раствор.Н2SO4 , ρ=1.84.НNO3, ρ=1.40.Крахмал, 1%-ный раствор.Выполнение определения.Точную навеску сплава переносят во влажный стакан ёмкостью 300 мл,добавляют 20 мл HNO3, накрывают стакан часовым стеклом и нагревают стаканна песочной бане до полного растворения навески, Промывают стеклодистиллированной водой и выпаривают раствор до влажных солей.
Стаканснимают с песочной бани и охлаждают на воздухе. Добавляют 5 мл 2М H2SO4 и5 мл конц. H2SO4 и упаривают на песочной бане до окончания выделения белыхпаров. Остаток растворяют в воде (около 25 мл). Нерастворимый остаток(преимущественно PbSO4) отфильтровывают. Раствор количественно переносятв мерную колбу ёмкостью 200 мл, доводят объём раствора до меткидистиллированной водой и хорошо перемешивают. Заполняют бюреткутитрованным раствором тиосульфата натрия. В колбу для титрования ёмкостью100 мл вносят пипеткой 10 мл исследуемого раствора меди, 2мл 1М H2SO4, 30мл раствора йодида калия и титруют тиосульфатом до светло-жёлтой окраскисуспензии.
Затем добавляют 1-2 мл раствора крахмала и продолжаюттитрование медленно, при перемешивании, до тех пор, пока суспензия не станетсовершенно белой. Рассчитывают процентное содержание меди.Результаты титрования:V1 (Na2S2O3) = 9,68 млV2 (Na2S2O3) = 9,72 млV3 (Na2S2O3) = 9,65 млVср(Na2S2O3) = 9,68 млmCu = 9,68 * 0,0509 * 63.54 / 100 = 0,3128 гПроцентное содержание меди = 0,3128 * 100 / 0,4464 ≈ 70,07%.б)Определение содержания цинка:1)Расчет массы навески;В образце ≈30% цинка.p=F × m(ос.)≈0,13 гW2)3)Маскирование ионов меди, гравиметрическое определение цинка.В стакан емкостью 300 мл с помощью бюретки вносят 25 мл 0,05М помеди раствора образца. Вносится 30 мл KJ и 20 мл Na2S2O3 для полногоосаждения меди и превращения J2 в J-.Далее действуют по следующейметодике:Осаждение в щелочном растворе:4)5)Расчёт количества осадителя:V=m( Zn) × 2M (ox)≈12 мл (144 - молекулярная масса C9H7ON), берётсяM ( Zn) × W (ox)полуторный избыток.6)Результаты взвешивания:а) Доведение тигля до постоянной массы:mI = 12,1854 гmII = 12,1683гmIII = 12,1681гmIV = 12,1679 гМасса тигля доведённого до постоянной массы = 12,1679 гб)Доведение тигля с осадком до постоянной массы:mI = 12,3498 гmII = 12,3495 гmIII = 12,3491 гmIV = 12,3490 гМасса тигля с осадком доведённого до постоянной массы = 12,3490 гМасса оксихинолината цинка =12,3490 – 12,1679 = 0,1811 гМасса цинка = 0,1811 * 0.1850 = 0,0335 гПроцентное содержание цинка в образце = 0,0335 * 100 / 0,1116 = 30,02%V.Выводы:1)Проведён качественный анализ образца.2)Проведено количественное определение в образце меди и цинка.Содержание меди – 70.07%Содержание цинка – 30.02%VI.
Список литературы:1)Подчайнова И. Г., Симонова Э. Н. Аналитическая химия меди. М.: Наука,1990.2)Файнберг О. А. Анализ руд цветных металлов. М.: Металлургиздат, 1953.3)Живописцев В. П., Селезнёва Е. Н. Аналитическая химия цинка. М.: Наука,1975.4)Белявская Т. А. Практическое руководство по гравиметрии и титриметрии.М.: Ньюдиамед, 1996.5) Гиллебранд В.Ф., Лендель Г.Э., Браит, Практическое руководство понеорганическому анализу. М.: Госхимиздат,1981..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
