Химические методы анализа - 112 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

223
калия) - объем в точке эквивалентности, мл; М
Эдихр
- молярная масса
эквивалента дихромата калия, равная 1/6 М
дихр
= 49.01; V
колбы
- объем
колбы, мл; V
пип
- объем пипетки с раствором дихромата калия для об-
ратного титрования, мл.
IV.4.4.7.4. Определение содержания MnO
2
в пиролюзите
Определение диоксида марганца в пиролюзите представляет со-
бой пример обратного титрования, основанного на восстановлении
двуокиси марганца стандартным (титрованным) раствором восстано-
вителя, отмеренное количество которого предварительно было прилито
к навеске исходного пиролюзита, и последующем оттитровывании
избытка восстановителя стандартным раствором перманганата калия.
В качестве восстановителя применяют щавелевую кислоту, ок-
салаты, соли железа (II) и др.:
MnO
2
+ C
2
O
4
2
+ 4H
+
Mn
2+
+ 2CO
2
+ 2H
2
O;
MnO
2
+ 2Fe
2+
+ 4H
+
Mn
2+
+ 2Fe
3+
+ 2H
2
O.
Методика определения
Сначала тщательно измельчают в агатовой ступке образец пиро-
люзита. При анализе природных веществ типа пиролюзита можно
получить близкие результаты нескольких определений лишь в том
случае, когда точно взята средняя проба анализируемого продукта.
Поэтому нужно обратить внимание на тщательную подготовку пробы,
добиваясь получения более или менее однородной массы после из-
мельчения и перемешивания образца пиролюзита.
а) "Холостое" титрование. В коническую колбу наливают 50
мл 0.05 н. раствора оксалата аммония или щавелевой кислоты, 10 мл
20% - ной серной кислоты, содержимое колбы нагревают до 70-80
о
С и
титруют стандартным раствором перманганата калия до слабо-
розовой окраски. При параллельных (2-3 раза) титрованиях получен
средний объем KMnO
4
, равный V'
п.к.
мл.
б) Определение пиролюзита. На аналитических весах взвеши-
вают несколько рассчитанных навесок измельченного пиролюзита.
Каждая навеска должна содержать такое количество пиролюзита,
чтобы на восстановление MnO
2
расходовалось около 25 мл 0.05н. рас-
твора восстановителя (М
Эпиролюзита
25/100020 г). Рассчитанные навески
помещают в конические колбы. Затем прибавляют избыток 0.05 н.
раствора оксалата аммония или щавелевой кислоты (50 мл), 10 мл
20%-ной серной кислоты и смесь нагревают на водяной бане до 80
о
С.
224
(Отметим, что вместо серной кислоты можно применять 60%-ную
хлорную кислоту. При этом не образуются сульфаты Ва
2+
и Pb
2+
,
обычно присутствующие в виде примесей и которые в случае приме-
нения серной кислоты выпадают в осадок и мешают определению).
Соотношение между содержанием MnO
2
и применяемым вос-
становителем должно быть таково, чтобы после окончания реакции в
конической колбе остался избыток восстановителя, для окисления
которого потребуется около 10-15 мл 0.05 н. раствора перманганата
калия. По окончании восстановления MnO
2
содержимое колбы разбав-
ляют водой и избыток восстановителя (например, С
2
О
4
2-
-ионы) оттит-
ровывают стандартным раствором перманганата калия:
2MnO
4
+5C
2
O
4
2
+16H
+
2Mn
2+
+10 CO
2
+ 8H
2
O.
Объем стандартного раствора KMnO
4
при обратном титрова-
нии равен V"
п.к.
мл.
Расчеты
1. Количество пиролюзита (g
пиролюзит
) в пробе (г):
g
пиролюзит
=[ С
эк
п.к.
(V'
п.к.
- V"
п.к.
)]М
Эпиролюзит
/1000.
2. Содержание пиролюзита (g
пиролюзит
) в пробе (%%):
g
пиролюзит
(%) = g
пиролюзит
100/а
пиролюзит
,
где С
эк
п.к.
- нормальность раствора (молярная концентрация эквивален-
та) перманганата калия; V'
п.к.
- объем титранта KMnO
4
, израсходован-
ного на "холостое" титрование, т.е. на титрование 50 мл раствора ок-
салата аммония или щавелевой кислоты, мл; V"
п.к.
- объем титранта
KMnO
4
, израсходованного на титрование избытка оксалата аммония
или щавелевой кислоты (после обработки пробы пиролюзита) - объем
в точке эквивалентности, мл; М
Эпиролюзит
- молярная масса эквивалента
пиролюзита, равная ½ М
пиролюзит
= 43.5; а
пиролюзит
- навеска пробы пи-
ролюзита, г.
IV.4.4.7.5. Определение ионов кальция
Определение катионов, осаждаемых в виде оксалатов, основано
на взаимодействии этих катионов с C
2
O
4
2
и последующем титровании
оксалат-ионов либо связанных с определяемым катионом, либо не про-
реагировавших с ними.
Покажем это на примере определения Ca
2+
ионов:
Ca
2+
+ C
2
O
4
2
CaC
2
O
4
;
5C
2
O
4
2
+2MnO
4
+16H
+
10CO
2
+ 2Mn
2+
+ 8H
2
O.
калия) - объем в точке эквивалентности, мл; МЭдихр - молярная масса      (Отметим, что вместо серной кислоты можно применять 60%-ную
эквивалента дихромата калия, равная 1/6 Мдихр = 49.01; Vколбы - объем    хлорную кислоту. При этом не образуются сульфаты Ва2+ и Pb2+,
колбы, мл; Vпип - объем пипетки с раствором дихромата калия для об-      обычно присутствующие в виде примесей и которые в случае приме-
ратного титрования, мл.                                                  нения серной кислоты выпадают в осадок и мешают определению).
                                                                               Соотношение между содержанием MnO2 и применяемым вос-
       IV.4.4.7.4. Определение содержания MnO2 в пиролюзите              становителем должно быть таково, чтобы после окончания реакции в
                                                                         конической колбе остался избыток восстановителя, для окисления
      Определение диоксида марганца в пиролюзите представляет со-        которого потребуется около 10-15 мл 0.05 н. раствора перманганата
бой пример обратного титрования, основанного на восстановлении           калия. По окончании восстановления MnO2 содержимое колбы разбав-
двуокиси марганца стандартным (титрованным) раствором восстано-          ляют водой и избыток восстановителя (например, С2О42- -ионы) оттит-
вителя, отмеренное количество которого предварительно было прилито       ровывают стандартным раствором перманганата калия:
к навеске исходного пиролюзита, и последующем оттитровывании                       2MnO4−+5C2O42− +16H+ ↔ 2Mn2+ +10 CO2 + 8H2O.
избытка восстановителя стандартным раствором перманганата калия.                Объем стандартного раствора KMnO4 при обратном титрова-
      В качестве восстановителя применяют щавелевую кислоту, ок-         нии равен V"п.к. мл.
салаты, соли железа (II) и др.:                                                                       Расчеты
            MnO2 + C2O42− + 4H+ → Mn2+ + 2CO2 + 2H2O;
             MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ → Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O.                          1. Количество пиролюзита (gпиролюзит ) в пробе (г):
                                                                                        gпиролюзит=[ Сэк п.к. (V'п.к. - V"п.к. )]МЭпиролюзит /1000.
                       Методика определения                                     2. Содержание пиролюзита (gпиролюзит) в пробе (%%):
                                                                                               gпиролюзит (%) = gпиролюзит ⋅100/апиролюзит ,
      Сначала тщательно измельчают в агатовой ступке образец пиро-       где Сэк п.к. - нормальность раствора (молярная концентрация эквивален-
люзита. При анализе природных веществ типа пиролюзита можно              та) перманганата калия; V'п.к. - объем титранта KMnO4, израсходован-
получить близкие результаты нескольких определений лишь в том            ного на "холостое" титрование, т.е. на титрование 50 мл раствора ок-
случае, когда точно взята средняя проба анализируемого продукта.         салата аммония или щавелевой кислоты, мл; V"п.к. - объем титранта
Поэтому нужно обратить внимание на тщательную подготовку пробы,          KMnO4, израсходованного на титрование избытка оксалата аммония
добиваясь получения более или менее однородной массы после из-           или щавелевой кислоты (после обработки пробы пиролюзита) - объем
мельчения и перемешивания образца пиролюзита.                            в точке эквивалентности, мл; МЭпиролюзит - молярная масса эквивалента
      а) "Холостое" титрование. В коническую колбу наливают 50           пиролюзита, равная ½ Мпиролюзит = 43.5; апиролюзит - навеска пробы пи-
мл 0.05 н. раствора оксалата аммония или щавелевой кислоты, 10 мл        ролюзита, г.
20% - ной серной кислоты, содержимое колбы нагревают до 70-80оС и
титруют     стандартным раствором перманганата калия до слабо-                          IV.4.4.7.5. Определение ионов кальция
розовой окраски. При параллельных (2-3 раза) титрованиях получен
средний объем KMnO4, равный V' п.к. мл.                                        Определение катионов, осаждаемых в виде оксалатов, основано
      б) Определение пиролюзита. На аналитических весах взвеши-          на взаимодействии этих катионов с C2O42− и последующем титровании
вают несколько рассчитанных навесок измельченного пиролюзита.            оксалат-ионов либо связанных с определяемым катионом, либо не про-
Каждая навеска должна содержать такое количество пиролюзита,             реагировавших с ними.
чтобы на восстановление MnO2 расходовалось около 25 мл 0.05н. рас-             Покажем это на примере определения Ca2+ ионов:
твора восстановителя (МЭпиролюзита⋅25/1000⋅20 г). Рассчитанные навески                        Ca2+ + C2O42− → ↓ CaC2O4;
помещают в конические колбы. Затем прибавляют избыток 0.05 н.                      5C2O4 +2MnO4− +16H+ → 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O.
                                                                                        2−

раствора оксалата аммония или щавелевой кислоты (50 мл), 10 мл
20%-ной серной кислоты и смесь нагревают на водяной бане до 80оС.


                                 223                                                                        224