Химические методы анализа - 101 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

201
чем в одной степени окисления. Например, если сплав железа раство-
рить в кислоте, образуется смесь железа (II) и железа (III). Следова-
тельно, перед тем как титровать железо, необходимо добавить реа-
гент, который количественно переведет элемент либо в двухвалентное
состояние для титрования стандартным раствором окислителя, либо в
трехвалентное состояние для титрования стандартным раствором вос-
становителя. Такой вспомогательный реагент должен обладать опре-
деленными свойствами. Он должен быть достаточно сильным окисли-
телем или восстановителем, чтобы количественно перевести опреде-
ляемое вещество в нужное состояние окисления, но при этом он не
должен переводить другие компоненты раствора в состояние окисле-
ния, в котором они также реагируют с титрантом. Другое требование
состоит в том, чтобы избыток реагента можно было легко удалить из
раствора, так как он почти всегда мешает титрованию, реагируя со
стандартным раствором. Так, реагент, который должен количествен-
но перевести железо в двухвалентное состояние для титрования стан-
дартным раствором перманганата, должен быть хорошим восстанови-
телем. Если из раствора не удалить избыток реагента, оставшийся по-
сле восстановления, это неизбежно приведет к расходу перманганата.
Реагенты, наиболее часто применяющиеся для предварительной
обработки пробы, описываются в следующих разделах.
IV.4.2. Окислители
Висмутат натрия
Висмутат натрия - чрезвычайно сильный окислитель, способ-
ный количественно превратить марганец (II) в перманганат. Он суще-
ствует в виде малорастворимого твердого соединения неопределен-
ного состава. Его формулу обычно записывают в виде NaBiO
3
. При
взаимодействии висмут (V) переходит в более обычное трехвалентное
состояние. Обычно раствор, который необходимо окислить, кипятят с
избытком твердого окислителя, а затем избыток реагента отфильтро-
вывают.
Персульфат аммония
В кислых растворах реактив персульфат аммония (NH
4
)
2
S
2
O
8
яв-
ляется очень сильным окислителем, превращающим хром в бихро-
мат, церий (III) в церий (IV) и марганец (II) в перманганат по соответ-
ствующей полуреакции
202
S
2
O
8
2
+ 2e 2SO
4
2
, E
o
= 2.01 B.
Окисление катализируется следами иона серебра. Избыток реа-
гента легко разрушается при кипячении раствора в течение нескольких
минут:
2S
2
O
8
2
+ 2H
2
O 4SO
4
2
+ O
2
(газ) + 4H
+
.
Перекиси (пероксиды) натрия и водорода
Перекиси являются удобными окислителями. Используют и
твердую натриевую соль, и разбавленные растворы кислоты. Полуре-
акция для перекиси в кислом растворе записывается в виде:
H
2
O
2
+ 2H
+
+ 2e 2H
2
O, E
o
= 1.77 B.
Избыток реагента легко разлагается при непродолжительном
кипячении:
2H
2
O
2
2H
2
O + O
2
(газ).
IV.4.3. Восстановители. Металлы
Рассмотрение данных из таблиц стандартных окислительных
потенциалов (см. табл.4.2) позволяет обнаружить хорошие восстанови-
тели среди чистых металлов. Для проведения предварительного вос-
становления удобны цинк, кадмий, алюминий, свинец, никель, медь,
ртуть и серебро.
IV.4.4. Перманганатометрия
Перманганат калия - сильный окислитель, один из наиболее
применяемых стандартных окислителей. Окраска раствора перманга-
ната настолько интенсивна, что индикатор обычно не требуется. Су-
щественным недостатком реагента является его способность окислять
хлорид-ион, поскольку соляная кислота - часто применяемый раство-
ритель. Разнообразие возможных продуктов реакции может иногда
приводить к неопределенности стехиометрии окисления пермангана-
том. Наконец, растворы перманганата не очень устойчивы.
Титрование перманганатом является одним из самых распро-
страненных и доступных редокс-методов объемного анализа, широко
применяемых в химико-аналитической практике в заводских, научно-
исследовательских и учебных лабораториях. Методами перманганато-
метрии можно определять разнообразные неорганические и органиче-
ские вещества.
чем в одной степени окисления. Например, если сплав железа раство-                        S2O82− + 2e ↔ 2SO42− , Eo = 2.01 B.
рить в кислоте, образуется смесь железа (II) и железа (III). Следова-            Окисление катализируется следами иона серебра. Избыток реа-
тельно, перед тем как титровать железо, необходимо добавить реа-          гента легко разрушается при кипячении раствора в течение нескольких
гент, который количественно переведет элемент либо в двухвалентное        минут:
состояние для титрования стандартным раствором окислителя, либо в                       2S2O82− + 2H2O ↔ 4SO42− + O2 (газ) + 4H+.
трехвалентное состояние для титрования стандартным раствором вос-
становителя. Такой вспомогательный реагент должен обладать опре-                      Перекиси (пероксиды) натрия и водорода
деленными свойствами. Он должен быть достаточно сильным окисли-
телем или восстановителем, чтобы количественно перевести опреде-                Перекиси являются удобными окислителями. Используют и
ляемое вещество в нужное состояние окисления, но при этом он не           твердую натриевую соль, и разбавленные растворы кислоты. Полуре-
должен переводить другие компоненты раствора в состояние окисле-          акция для перекиси в кислом растворе записывается в виде:
ния, в котором они также реагируют с титрантом. Другое требование                        H2O2 + 2H+ + 2e ↔ 2H2O, Eo = 1.77 B.
состоит в том, чтобы избыток реагента можно было легко удалить из               Избыток реагента легко разлагается при непродолжительном
раствора, так как он почти всегда мешает титрованию, реагируя со          кипячении:
стандартным раствором. Так, реагент, который должен количествен-                               2H2O2 ↔ 2H2O + O2 (газ).
но перевести железо в двухвалентное состояние для титрования стан-
дартным раствором перманганата, должен быть хорошим восстанови-                           IV.4.3. Восстановители. Металлы
телем. Если из раствора не удалить избыток реагента, оставшийся по-
сле восстановления, это неизбежно приведет к расходу перманганата.              Рассмотрение данных из таблиц стандартных окислительных
       Реагенты, наиболее часто применяющиеся для предварительной         потенциалов (см. табл.4.2) позволяет обнаружить хорошие восстанови-
обработки пробы, описываются в следующих разделах.                        тели среди чистых металлов. Для проведения предварительного вос-
                                                                          становления удобны цинк, кадмий, алюминий, свинец, никель, медь,
                         IV.4.2. Окислители                               ртуть и серебро.

                          Висмутат натрия                                                    IV.4.4. Перманганатометрия
      Висмутат натрия - чрезвычайно сильный окислитель, способ-                 Перманганат калия - сильный окислитель, один из наиболее
ный количественно превратить марганец (II) в перманганат. Он суще-        применяемых стандартных окислителей. Окраска раствора перманга-
ствует в виде малорастворимого твердого соединения неопределен-           ната настолько интенсивна, что индикатор обычно не требуется. Су-
ного состава. Его формулу обычно записывают в виде NaBiO3 . При           щественным недостатком реагента является его способность окислять
взаимодействии висмут (V) переходит в более обычное трехвалентное         хлорид-ион, поскольку соляная кислота - часто применяемый раство-
состояние. Обычно раствор, который необходимо окислить, кипятят с         ритель. Разнообразие возможных продуктов реакции может иногда
избытком твердого окислителя, а затем избыток реагента отфильтро-         приводить к неопределенности стехиометрии окисления пермангана-
вывают.                                                                   том. Наконец, растворы перманганата не очень устойчивы.
                                                                                Титрование перманганатом является одним из самых распро-
                        Персульфат аммония                                страненных и доступных редокс-методов объемного анализа, широко
                                                                          применяемых в химико-аналитической практике в заводских, научно-
      В кислых растворах реактив персульфат аммония (NH4)2S2O8 яв-        исследовательских и учебных лабораториях. Методами перманганато-
ляется очень сильным окислителем, превращающим хром в бихро-              метрии можно определять разнообразные неорганические и органиче-
мат, церий (III) в церий (IV) и марганец (II) в перманганат по соответ-   ские вещества.
ствующей полуреакции


                                 201                                                                     202