Работа №7. Определение хрома в виде комплекса с дифенилкарбазоном
Дифенилкарбазид в кислой среде взаимодействует с хромом (VI) с образованием растворимого соединения красно-фиолетового цвета. В спектре поглощения продукта реакции наблюдается интенсивная полоса с λmax = 546 нм и εmax = 4,2.104. Эту фотометрическую реакцию изучали неоднократно, однако механизм её до конца не выяснен. Предполагают, что сначала дихромат-ион окисляет дифенилкарбазид до дифенилкарбазона:
Образующиеся в результате этой окислительно-восстановительной реакции продукты Cr(III) и дифенилкарбазон далее взаимодействуют друг с другом с образованием хелата неустановленного состава. В ряде исследований высказывается точка зрения, что соотношение Cr(III) : дифенилкарбазон в хелате равно 1:1. В пользу такого механизма свидетельствует тот факт, что спектр поглощения соединения, образующегося из Cr(VI) и дифенилкарбазида, совпадает со спектром поглощения соединения Cr(III) с дифенилкарбазоном. Однако раствор Cr(III) нельзя использовать для анализа, так как его кинетически инертные аква- и галогенаквакомплексы взаимодействую с дифенилкарбазоном крайне медленно. В то же время при реакции с хромат- или дихромат-ионом хелат образуется мгновенно. Установлено, что на интенсивность окраски образующегося хелата существенное влияние оказывают чистота реагента и кислотность раствора. Оптимальной является кислотность 0,05 – 0,1 М по серной кислоте. Не следует использовать для подкисления соляную кислоту. Реакция Cr(VI) и дифенилкарбазидом очень чувствительна и достаточно селективна. Подобно Cr(VI) и дифенилкарбазидом реагирует Mo(VI), но реакция менее чувствительна. Окрашенные соединения с реагентом способны давать Fe(III) и V(V).
Реагенты и аппаратура
Стандартный раствор дихромата калия с содержанием хрома 0,01 мг/мл
Дифенилкарбазид, 0,25%-ный водно-ацетоновый (1:1) раствор
Серная кислота, 3 М раствор
Спектрофотометр Leki SS1207
Выполнение определения
В мерную колбу ёмкостью 50,0 мл вводят стандартный раствор дихромата калия с содержанием хрома 0,03 мг, 20 мл воды, 2 мл раствора серной кислоты, 1 мл раствора дифенилкарбазида. Содержимое колбы разбавляют водой до метки. Раствор фотометрируют в интервале длин волн от 500 до 600 нм с шагом 10 нм. Полученный массив данных используют для построения спектра поглощения в координатах A(λ) и T(λ). Полученные спектры используют для экспериментального нахождения максимума полосы поглощения.
Затем, используя процедуру, описанную выше, готовят 5 стандартных растворов дихромата калия с содержанием хрома 0,01; 0,02; 0,03; 0,04 и 0,05 мг соответственно. Растворы фотометрируют на выбранной длине волны относительно воды и строят градуировочный график. Для определения хрома в анализируемом растворе аликвоту этого раствора помещают в мерную колбу ёмкостью 50,0 мл. С раствором проводят те же операции и в той же последовательности, что и приготовлении растворов, используемых для градуировки, а затем фотометрируют относительно воды. Содержание хрома находят по градуировочному графику.