Титрование соли мора бихроматом калия

1.3.3. Бихроматная окисляемость (ускоренный метод)

Определение бихроматной окисляемости может проводить­ся арбитражным и ускоренным методами. Оба метода являются титриметрическими. Ввиду сложности арбитражного метода оп­ределения ХПК ниже мы приводим только ускоренный метод, который можно считать упрощенной модификацией арбитражно­го. Приводимый метод вполне может быть реализован в полевых условиях или при отсутствии лабораторной базы (например, в производственных условиях) и пригоден для анализа сточных и загрязненных природных вод. Он нашел применение для постоян­ных ежедневных анализов, проводимых для контроля работы очи­стных сооружений, состояния воды в водоемах и др. Результаты определений, получаемые ускоренным методом, обычно несколь­ко ниже, чем при анализах арбитражным методом, однако они хорошо воспроизводимы и коррелируют с его результатами. Вос­производимость результатов, получаемых ускоренным методом, объясняется тем, что в одном и том же водоеме (сточной воде, технологической пробе и т.п.) присутствует практически один и тот же «букет» окисляемых органических соединений. Расхожде­ния между результатами ускоренного и арбитражного методов могут быть значительными в тех случаях, когда в пробах присут­ствуют трудно окисляемые вещества – например, уксусная кис­лота, аланин, бензол и др. Практически же вводят коэффициент пересчета для корректировки результатов ускоренного метода и их приведения (с некоторой погрешностью) к арбитражному.

Главная особенность ускоренного метода определения ХПК – повышенная концентрация используемого раствора сер­ной кислоты (применяется неразбавленная концентрированная серная кислота). В таких условиях не требуется специального нагревания пробы, т.к. ее температура повышается до необходи­мых значений за счет тепла, выделяемого при разбавлении серной кислоты. Именно в этом состоит основное отличие ускоренного метода от арбитражного, т.к. в последнем пробу необходимо ки­пятить более часа в сернокислотном растворе бихромата калия. Это создает ряд преимуществ ускоренного метода перед арбит­ражным, расширяет область его применения. Следует отметить, что при определении ХПК ускоренным методом окисление проводят без добавления катализатора – сульфата серебра. При этом несколько снижается точность анализа за счет неполного окисле­ния части трудно окисляющихся органических веществ.

Ускоренный метод применяется при значениях ХПК не менее 50 мгО/л и не более 4000 мгО/л, при больших значениях пробу необходимо разбавить.

Оборудование и реактивы

Колба коническая плоскодонная из термостойкого стекла на 150-200 мл, пипетка-капельница, пипетки мерные, цилиндр мерный на 100 мл.

Вода дистиллированная или бидистиллированная, раствор бихромата калия (0,25 н.), раствор соли Мора титрованный, сер­ная кислота концентрированная, сульфат ртути (II) кристалли­ческий в капсулах по 0,2 г, раствор индикатора ферроина.

Примечание. Воду дистиллированную необходимо проверить на отсутствие органичес­ких веществ в холостой пробе.

О приготовлении растворов см. приложение 3.

Отбор и хранение проб

Количество пробы, отбираемой на анализ ускоренным ме­тодом, зависит от ожидаемого значения ХПК исследуемой воды. Соответствующие данные приведены в табл. 20.

Количество пробы для анализа

Источник

Лабораторная работа №2 Определение миллиграммового содержания железа (II) в солях, рудах и технических материалах

Ионы железа (II) легко окисляются перманганатом калия в кислой среде до иона железа (III) по реакции:

MnO₄ — + Fe 2+ + 8H + = Mn 2+ + 5Fe 3+ + 4H₂O

Если для анализа дан твердый образец, то его предварительно надо измель­чить и растворить в соответствующем растворителе (чаще всего в кислоте). Если исследуемый раствор содержит примеси железа (III) и если нужно оп­ределить железо (III) перманганатометрически, то его предварительно необ­ходимо восстановить до железа Fe 2+ , для чего используют хлорид олова (II) в солянокислой среде.

1. Заполнить бюретку раствором KMnO₄ известной нормальности и установить уровень жидкости на нуле по верхнему мениску.
2. В мерную колбу на 100 мл получить неизвестный объем раствора соли железа (II), довести до метки дистилированной водой и тщательно перемешать.
3. В две колбы для титрования на 200-250 мл прилить пипеткой на 15 или 20 мл аликвоту анализируемого раствора из мерной колбы.
4. В эти же колбы прилить цилиндром по 15 мл 2н H₂SO₄.
5. Титровать содержимое колбы раствором перманганата при комнатной температуре до появления неисчезающей в течение 30 с бледно-розовой окраски. Раствор титранта KMnO₄ приливать с такой скоростью, чтобы капли можно было сосчитать.
6. Записать объемы по бюретке (V₁ и V₂) соответственно титрованию первой и второй колб и рассчитать средний арифметический объем:

(V₁+V₂)/2 =V_ср.

1. Вычислить с точностью до четырех значащих цифр массу железа (II) в миллиграммах по формуле:

, мг где: С(1/5KMnO₄) – концентрация перманганата калия; М(Fe) – молярная масса эквивалента железа (Fe 2+ + 1e=Fe 3+ ), M(Fe)=55,84 г/моль; V_ср.– среднеарифметический объем КМnO₄, пошедший на титрование аликвоты, мл; V_м.к. – объем мерной колбы, мл; V_пип.– объем пипетки, мл.

1. Показать преподавателю выполненную работу, получить у него правильный результат и вычислить процент относительной ошибки:

% отн. ошибки = Ошибка не должна превышать ±2%. Если она превышает два процента, то необходимо проанализировать выполнение работы и по указанию преподавателя повторить ее. В ходе всей работы необходимо аккуратно вести записи в лабораторном журнале, включая все рассчеты.

Лабораторная работа №3 Определение миллиграммового содержания хрома в бихромате калия методом обратного титрования

Бихромат калия (K₂Cr₂O₇) не вступает в прямое взаимодействие с перманганатом калия, так как сам является сильным окислителем (φ 0 = 1,36 В). Поэтому для определения хрома в бихромате методом перманганатометрии прибегают к обратному титрованию. В качестве промежуточного вещества-восстановителя используется раствор соли Мора, где железо имеет окислительное число, равное двум.

План работы

1. В мерную колбу на 100,00 мл получить контрольный объем бихромата калия, довести до метки дистилированной водой, перемешать.
2. В две колбы для титрования на 250 мл прилить пипеткой на 15 или 20 мл аликвоту из мерной колбы.
3. В эти же колбы прилить цилиндром по 20 мл 2н раствора серной кислоты.
4. Из бюретки на 50,00 мл прилить в каждую колбу по 30,00 мл соли Мора (заведомый избыток). Оставить смесь на 5 минут для завершения реакции.

K₂Cr₂O₇ + 6FeSO₄ + 7H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O(7)

1	Cr2O7 2- + 14H + + 6e = 2Cr 3+ + 7H2O
3	2Fe 2+ — 2e = 2Fe 3+

1. Заполнить бюретку титрованным раствором перманганата калия и довести уровень жидкости до нуля по верхнему мениску.
2. По истечении 5 минут разбавить содержимое колбы дистилированной водой приблизительно вдвое для ослабления зеленой окраски соли сульфата хрома (III).
3. Титровать остаток соли Мора, не вошедший в реакцию с бихроматом калия, раствором перманганата до почти бесцветной (серой) окраски (такая окраска получается в результате наложения зеленого и розового цветов).
4. Записать объемы KMnO₄по бюреткеV₁иV₂, пошедшие на титрование остатка соли Мора в колбах 1 и 2 и вычислить среднеарифметический объем:

(V₁+V₂)/2 =V_ср.(KMnSO₄)

1. Железо (II) в растворе соли Мора при хранении окисляется кислородом воздуха, поэтому точную нормальность этого раствора обычно не устанавливают, а проводят контрольное титрование. Цель такого титрования – определить объем перманаганатаV_контр., необходимый для титрования всего объема соли Мора (30 мл).
2. Контрольное титрование. В две колбы для тирования прилить из большой бюретки на 50,00 мл по 15,00 мл соли Мора, сюда же цилиндром прилить по 15 мл 2н раствора серной кислоты и титровать перманганатом до слаборозо­вого цвета, записать полученные объемы V₁иV₂, вычислить среднее значение объемаV_ср.и умножить его на два: 2V_ср.=V_контр(KMnSO₄)_.
3. Объем KMnO₄, пошедший на реакцию с аликвотой бихромата калия, найти по разнице (V_контр. -V_ср.).
4. Вычислить с точностью до четырех значащих цифр содержание хрома в бихромате калия в миллиграммах:

, мг Молярная масса эквивалента равна 1/3М(Cr), так как на один ионCr 3+ приходится три электрона (см. уравнение реакции (7)). Показать преподавателю выполненную работу, получить у него правиль­ный результат и рассчитать процент относительной ошибки.

Источник