2.3.Электроды сравнения.

При измерении э. д. с. обратимых гальванических элементов необходим полуэлемент, потенциал которого был бы известен, постоянен и не зависел бы от состава изучаемого раствора. Электрод, удовлетворяющий этим требованиям, называют электродом сравнения. Электрод сравнения должен быть прост в изготовлении и сохранять практически постоянный и воспроизводимый потенциал при прохождении небольших токов. Постоянство потенциала электрода сравнения достигается поддержанием в контактирующем внутреннем растворе постоянной концентрации веществ, на которые реагирует электрод. Наиболее распространен хлорсеребряный электрод сравнения (Ag, AgCl/KCl), который изготавливают путем электролитического нанесения хлорида серебра на серебряную проволочку. Электрод погружают в раствор хлорида калия, который находится в сосудах, связанных солевым мостиком с анализируемым раствором. Так как в концентрированных хлоридных растворах хлорид серебра растворяется с образованием хлорсеребряных комплексов, растворы хлорида калия перед погружением в них электродов обычно насыщают хлоридом серебра. При работе с хлорсеребряным электродом необходимо следить затем, чтобы внутренний сосуд был заполнен насыщенным раствором КС 1.

Хлорсеребряные электроды выпускает отечественная промышленность (ЭВЛ-1МЗ, ЭВЛ-1М 1).

Кроме хлорсеребряного электрода в качестве электродов сравнения применяют каломельный и таламидный электроды.

Схема установки для потенциометрических измерений с индикаторным электродом и электродом сравнения приведена на рис. 3.

2.4. Измерение потенциала.

Измерительное устройство, применяемое для измерения потенциала - потенциометр, показан на рис. 4. Такие приборы заводского типа называют рН-метрами, поскольку они предназначены для измерения потенциалов ячеек, содержащих рН-чувствительный стеклянный электрод с высоким сопротивлением. Шкала этих приборов калибруется как в милливольтах, так и в единицах рН. Такие приборы удобны при измерении потенциалов ячеек с низким и высоким сопротивлением.

3. Экспериментальная часть.

Метод основан на восстановлении ионов Fe³⁺ раствором SnCI₂ в среде НСI с последующим титрованием смеси ионов Fe³⁺ и Sn²⁺ стандартным раствором бихромата калия.

2FeCI₃ + SnCI₂ + 2HCI 2FeCI₂ + H₂[SnCl₆]

2SnCI₂ + K₂ Cr₂O₇ + 20HC1 3H₂ [SnCl₆] + 2CrCl₃ + KC1 + 7H₂ O

6FeCl₂ + K₂ Cr₂O₇ +14HCI 6FeCI₃ + 2СгСI₃ + 2KCI + 7H2O

Исходя из значений стандартных окислительно-восстановительных потенциалов систем E°_Fe³⁺_/Fe²⁺ = 0,771 В и E⁰_Sn⁴⁺_/Sn²⁺ = 0.15 В, первый скачок соответствует окислению ионов Sn²⁺, второй - ионов Fe²⁺.

Выполнение работы:

1. Анализируемый раствор объемом 20 мл поместить в мерную колбу вместимостью 100 мл, долить до метки дистиллированную воду и тщательно перемешать.

2. В стеклянный стакан для титрования ввести пипеткой аликвоту 10 мл раствора, полученного в п .1 и приливать 50 мл разбавленного раствора (1:1) НСI. Нагреть раствор почти до кипения. Прибавить по капле при перемешивании раствор SnCl₂ до полного обесцвечивания, затем еще 1-2 капли.

3. Погрузить электроды в горячий раствор, дать установиться потенциалу. Включить магнитную мешалку и титровать анализируемую смесь раствором К₂Сг₂O₇ до получения двух последовательных скачков титрования. Титрование повторять не менее З-х раз. ВНИМАНИЕ!: После каждого приливания записывают объем титранта и показания прибора. Когда олово будет оттитровано (первый скачок титрования), раствор К₂Сг₂O₇ приливают более крупными порциями ( по 0,2 мл), а вблизи второго скачка титроваиия добавляют титрант снова по каплям

4. Строят дифференциальную и интегральную кривые титрования (рис.4) и находят объемы титранта, соответствующие первой (V₁) и второй (V₂) точкам эквивалентности.

Рис. 4. Интегральная (1) и дифференциальная (2) кривые потенциометрического титрования

.

5. Пользуясь формулой титрометрического анализа, рассчитывают содержание железа:

6. Находят среднее значение из трех сходящихся результатов