Гравиметрическое определение железа, основные этапы анализа, реакции, лежащие в основе метода, осаждаемая и весовая формы (требования). Расчетная формула результатов анализа

Сущность метода. Основано на осаждении гидроокисью аммония железа(3) в виде , получении весовой формы прокаливанием , взвешивании весовой формы и пересчете на массу железа.

Условия: 1) осаждение ведут из кислого раствора при рН 2-3 и при 75-80С

2) Катионы железа(2) должны быть предварительно окислены до

3) Для предупреждения образования коллоидной системы и для быстрой коагуляции образующегося аморфного осадка в анализируемый раствор предварительно добавляют коагулянт – нитрат аммония.

Выполнение определения. К раствору хлорида железа добавляют 3-5мл 2М раствора азотной кислоты и нагревают раствор. Затем приливают 10% раствор аммиака до ощущения слабого запаха аммиака. Содержимое перемешивают и добавляют 100мл горячей дистиллированной воды. Дают отстояться и фильтруют через фильтр средней плотности.

Осадок на фильтре подсушивают в сушильном шкафу и чуть влажным вместе с фильтром переносят в тигель. Тигель предварительно прокаливаю до постоянной массы и взвешивают. Тигель с содержимым помещают в муфельную печь и обугливают фильтр с осадком. После чего прокаливают до постоянной массы при температуре 1000-1100С. Прокаливание производят до тех пор, пока масса тигля с осадком после последнего прокаливания и предпоследнего будет различаться не более. Чем на 0,0002 г.

Расчет

Расчет массы железа проводят по формуле:

= m*2М(Fe)/М )

Где m – масса весовой формы, г

М(Fe) – молярная масса железа

М( - молярная масса весовой формы определяемого вещества, г.

Осадительное титрование. Определение содержания хлоридов в растворе методом Фольгарда. Условия проведения титрования. Реакции, лежащие в основе метода, индикаторы, расчетные формулы.

Титрование – процесс, в котором к определяемому веществу по каплям добавляют раствор титранта, точно до того момента, при котором количество добавляемого титранта строго эквивалентно количеству определяемого вещества.

Осадительное титрование основано на реакциях, сопровождающихся образованием малорастворимых соединений. Для этого необходимо соблюдение ряда условий:

1. Осадок должен быть практически нерастворимым.
2. Выпадение осадка должно происходить достаточно быстро (т.е. не должно сказываться явление образования пересыщенных растворов).
3. Результаты титрования не должны в заметной степени искажаться явлениями адсорбции (соосаждения).
4. Должна иметься возможность фиксировать точку эквивалентности при титровании.

Определение Cl- по методу Фольгарда основано на применении метода обратного титрования. Хлорид – ион сначала осаждают точно отмеренным объемом стандартного раствора AgNO3, взятого с избытком. Затем оттитровывают не вступивший в реакцию с хлоридом избыток AgNO3 стандартным раствором NH4SCN в присутствии железо – аммонийных квасцов в качестве индикатора. Таким образом, последовательно протекают реакции:

Ag+ + Cl- = AgCl (осадок)

Ag+ + SCN- = AgSCN (осадок)

SCN- + Fe3+ = Fe(SCN)2+ кроваво – красное окрашивание.

Хлорид серебра в отличие от других галогенидов серебра более растворим, чем роданид серебра. Поэтому реакция AgCl (тв) + SCN- = AgSCN (тв) + Cl- затрудняет обнаружение конечной точки титрования по Фольгарду; в результате наблюдается перерасход роданид – ионов и возникает отрицательная ошибка. Чтобы избежать ошибки, связанной с реакцией между роданидом и хлоридом серебра, в раствор после осаждения хлорида серебра добавляют органический растворитель (толуол или нитробензол), который предохраняет осадок AgCl от контакта с раствором.

К.Т.Т. – конечная точка титрования.

К.Т.Т. фиксируется с помощью ионов Fe3+ (это индикатор), который с роданидом дает комплекс

Fe3+ + nSCN- = [Fe(SCN)_n]^3-n кранный цвет.

В то же время с Ag+ - ионом SCN- - ион образует малорастворимую соль AgSCN.

Это дает возможность титровать растворы солей серебра стандартным раствором NH4SCN (или KSCN) в присутствии индикатора – раствора соли железа (III), например железо – аммонийных квасцов NH4Fe (SO4)2 * 12H2O. Пока не достигнута точка эквивалентности, концентрация остающихся в растворе SCN – ионов настолько мала, что образования комплексов железа, в частности Fe (SCN)2+ , не происходит. Но первая же избыточная капля раствора NH4SCN повысит эту концентрацию настолько, что указанная реакция произойдет и раствор приобретет оранжево – красную окраску.

Применяя способ обратного титрования (титрование по остатку), этот метод можно использовать также и для определения хлоридов и бромидов.

В случае определения хлоридов красная окраска титруемого раствора через некоторое время исчезает при перемешивании. Это объясняется тем, что осадок AgCl (ПР = 10^-10 ) более растворим, чем AgSCN (ПР = 10^-12). Следовательно, концентрация Ag+ - ионов в насыщенном растворе AgCl оказывается достаточной для того, чтобы ПР _AgSCN было превышено, т.е. чтобы происходила реакция: Fe(SCN)²⁺ + AgCl = Fe³⁺ +Cl^- + AgSCN (осадок). В результате реакции, сопровождающейся исчезновением из раствора Fe (SCN)₃ , раствор обесцвечивается. Обесцвечивание прекратится, очевидно, только тогда, когда установится равновесие между обеими твердыми фазами (т.е. AgCl и AgSCN) и раствором.

На практике в качестве индикатора применяют насыщенный раствор железо – аммонийных квасцов NH₄Fe(SO₄)₂ * 12H₂O с небольшим количеством концентрированной HNO₃ для подавления гидролиза, вследствие которого раствор приобретает бурую окраску.

Присутствие кислоты не только не вредит титрованию, но, наоборот, способствует получению более точных результатов.

Содержание хлорид – иона в пробе рассчитывают по формуле:

m_Cl = (V_AgNO3 * C _AgNO3 – V _NH4SCN * C _NH4SCN) * M_Cl / 1000, г.