Ход работы

Отмеряют пипеткой 100,00 cм³ анализируемой воды, переносят в коническую колбу для титрования, добавляют 5 cм³ аммиачной буферной смеси, 2 см³ раствора сульфида натрия, 5 – 10 капель раствора гидроксиламина солянокислого, от 0,05 до 0,1 г сухого индикатора и титруют рабочим раствором трилона Б до изменения окраски в эквивалентной точке от винно-красной (красно-фиолетовой) до синей (с зеленоватым оттенком). Раствор трилона Б в начале титрования добавляют довольно быстро при постоянном перемешивании. Затем, когда цвет раствора начинает меняться, раствор трилона Б добавляют медленно. Конечной точки титрования достигают при изменении окрашивания, когда цвет раствора перестает меняться при добавлении капель раствора трилона Б. Титрование проводят не менее 3-х раз, до сходящихся результатов. Результаты титрования заносят в таблицу:

Vал, см3	V(ЭДТА), см3
100,00	…
100,00	…
100,00	…

Титрант – раствор трилона Б (указывают точную молярную концентрацию эквивалента), определяемый показатель – жесткость.

По результатам титрования рассчитывают жесткость в полученной для анализа пробе по формуле:

где Ж – жесткость, °Ж; 50 – коэффициент пересчета; К – поправочный коэффициент к концентрации раствора трилона Б; V(ЭДТА) – объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см³; V_ал – объем аликвоты, см³.

Контрольные вопросы

1. Какие органические вещества называются комплексонами? В чем их особенность как лигандов?

3. Какие органические вещества используют в качестве индикаторов в методе комплексонометрического титрования? Каков принцип их действия?

4. Перечислите требования, предъявляемые к металлохромным индикаторам.

5. В каком случае при проведении комплексонометрического титрования используют метод обратного титрования и титрования по заместителю?

6. Катионы каких металлов можно определить методом комплексонометрического титрования?

Лабораторная работа № 3 Определение содержания Fe (II) в анализируемом растворе методом прямого окислительно-восстановительного титрования

Метод перманганатометрии основан на реакциях окисления восстановителей перманганат-ионом. Окисление может проводиться в кислой, щелочной и нейтральной среде.

Кислая среда:

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e^-  Mn²⁺ + 4H₂O

Щелочная среда:

MnO₄^- + e^-  MnO₄^2-

Слабощелочная или нейтральная среда:

MnO₄^- + 2H₂O + 3e^-  MnO₂↓ + 4ОН^-

В то время как при титровании в кислой среде образуются почти бесцветные ионы Mn²⁺, в слабощелочной или нейтральной среде выпадает темно-бурый осадок MnO₂, что сильно затрудняет фиксирование точки эквивалентности.

Кроме того, окислительная способность перманганата калия в кислой среде гораздо выше, чем в щелочной. Поэтому в перманганатометрии используют чаще всего реакции окисления перманганатом в кислой среде. Титрование перманганатом проводят без индикатора. Приготовить титрованный раствор перманганата по точной навеске нельзя, так как твердый KMnO₄ всегда в какой-то степени загрязнен диоксидом марганца MnO₂. Кроме того, он легко разлагается под влиянием восстановителей – аммиака, органических веществ, попадающих в воду. Вследствие этого концентрация раствора KMnO₄ в первое время после приготовления несколько уменьшается. Перманганат окисляет саму воду:

4MnO₄^- + 2H₂O  4MnO₂↓ + 3O₂ + 4 OH^-

Процесс окисления воды медленный, но ускоряется при нагревании, освещении, под действием кислот, оснований, ионов Mn⁺² и MnO₂ (автокатализ). Необходимо свести влияние всех этих факторов к минимуму. Для этого нужно соблюдать следующие правила работы с раствором перманганата калия:

1) титр раствора перманганата калия устанавливают не ранее, чем через 7-10 дней после его приготовления;

2) периодически удаляют осадок MnO₂, содержащийся в растворе перманганата, т.к. он каталитически ускоряет разложение KMnO₄ (удаляют фильтрованием через стеклянный фильтр;

3) не допускают соприкосновения раствора перманганата калия с резиной, бумагой, т.к. KMnO₄ окисляет эти вещества;

4) хранят раствор перманганата в темноте или в склянке из темного стекла;

5) стандартизируют раствор через каждые 1-2 недели.

В качестве первичного стандарта при стандартизации раствора перманганата калия используют раствор оксалата натрия (Na₂C₂O₄) или щавелевой кислоты (Н₂С₂О₄). В кислом растворе перманганат окисляет щавелевую кислоту до углекислого газа и воды. При этом суммарная реакция выражается уравнением:

2КMnO₄ + 5H₂C₂O₄ + 3H₂SO₄  2MnSO₄ + 10CO₂↑ + 8H₂O + K₂SO₄

Окисление оксалат–ионов происходит по схеме:

С₂О₄^2- - 2е^-  2СО₂

Используя перманганатометрию, можно определять содержание в растворе различных восстановителей, например, ионов Fe²⁺, Sn²⁺. Данное определение основано на реакции:

MnO₄^- + 5Fe²⁺ + 8H⁺  Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O

Титрование ведут в кислой среде (для этого раствор подкисляют серной кислотой).