Аналитическая химия
Методическое пособие - Химия
Другие методички по предмету Химия
единений ароматического ряда, например салициловой кислоты, крезолов, динитрофенолов, резорцина, Р-нафтола, анилина, антипирина и др.
Для косвенного определения металлов большое значение имеет реакция бромата калия с 8-гидроксихинолином. В кислой среде 8-гидроксихинолин реагирует с бромид-броматной смесью по уравнению:
8-Гидроксихинолин образует с многими металлами (алюминием, железом, титаном, медью, кадмием, цинком, кобальтом, никелем, магнием и др.) нерастворимые осадки гидроксихинолинатов. Селективность осаждения достигается регулированием рН раствора. Так, полное осаждение гидроксихинолинатов алюминия, железа, титана, меди, магния, свинца достигается при рН 4,4; 2,8; 4,8; 3,3; 8,2 и 8,4 соответственно. Поэтому можно, например, осаждать алюминий в присутствии магния, железо - в присутствии свинца и т. д. Другой путь повышения селективности - введение маскирующих веществ. Описанные приемы позволяют определять один металл в присутствии ряда других.
Хроматометрия.
Хроматометрия - метод титрования раствором бихромата калия. Электронно-ионная реакция восстановления K2G12O7 протекает в соответствии со следующим уравнением:
Сг2О72' + 14FT + бе' = 2Сг3+ + 7Н2О.
Стандартный потенциал этой системы Ео = 1,36 В.
Из уравнения видно, что эквивалент бихромата калия равен 1/6 молекулярной массы (фактор эквивалентности равен 1/6).
Стандартный потенциал бихромата калия ниже, чем у перманганата, но все же достаточно высок. Это позволяет титровать почти все те вещества, которые определяют методом перманганатометрии. Однако преимуществом К2Сг207 является то, что при титровании в растворе НС1 не наблюдается окисления хлорид-ионов до свободного хлора, как в перманганатометрии. Другое преимущество состоит в устойчивости растворов бихромата - концентрация рабочего раствора при длительном хранении в закрытых сосудах остается практически неизменной. Бихромат калия легко очистить перекристаллизацией; полученный препарат высушивают при 130 - 150 С. Рабочий раствор нужной концентрации можно приготовить непосредственно из навески высушенного препарата.
Бихромат калия восстанавливается до хрома (III); ионы последнего окрашены в зеленый цвет. Поэтому для установления конечной точки титрования необходимо применять специальные индикаторы.
Самое большое распространение получил метод хроматометрического определения железа(П)
Сг2О72" + 6Fe2+ + 14Н+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7Н2О. (22.14)
Титровать можно в растворах хлороводородной кислоты, причем никаких побочных реакций не происходит.
Некоторым недостатком по сравнению с перманганатометрическим определением является необходимость использования специальных индикаторов. Обычно применяют обратимые окислительно-восстановительные индикаторы - дифениламин, фенилантраниловую кислоту и др.
Методы предварительного восстановления.
Методами окисления - восстановления можно определять любые окислители или восстановители. Описано применение для этой цели растворов перманганата, бихромата, бромата калия, иода. Используют и другие окислители, например Ce(SO4)2, NH4VO3. Известны и методы титрования окислителей восстановителями, например растворами FeSO-ь TiCl3 (титанометрия), SnCl2, CrCl2 (хромометрия). Эти методы распространены мало, так как рабочие растворы сильных восстановителей необходимо защищать от окисления кислородом воздуха, сохраняя их и проводя титрование в атмосфере инертного газа, что требует применения специальных приспособлений. Кроме того, для фиксации конечной точки титрования нужны окислительно-восстановительные индикаторы, что не всегда удобно или доступно.
При титровании некоторыми окислителями нельзя обходиться без индикаторов, например при использовании рабочих растворов сульфата церия, ванадата аммония, бихрсмата калия. Поэтому наибольшее распространение в практике получили методы титрования окислителями, в частности растворами перманганата и иода; в первом случае индикатором служит сам рабочий раствор, во втором - специфический по отношению к иоду индикатор - крахмал. Высокая устойчивость растворов бихромата калия и возможность непосредственного использования его в качестве исходного вещества нередко делают применение К2С12О7 более удобным по сравнению с другими окислителями. Кроме того, потенциал бихромата калия ниже, чем у перманганата, вследствие чего титрование первым проходит без побочных реакций, мешающих определению. Бромат калия лучше всего применять в качестве титрднта для определения ряда органических веществ, с которыми он реагирует стехиометрически с образованием различных бромзамещенных соединений.
Несмотря на перечисленные достоинства, применение окислителей связано со следующими недостатками. Обычно предварительная подготовка пробы к анализу состоит в переведении анализируемого материала в раствор посредством обработки различными кислотами; чаще всего применяют азотную кислоту или ее смесь с хлороводородной или серной кислотой. Так, медные сплавы растворяют в азотной кислоте, причем содержащиеся в них элементы - железо, олово и другие - превращаются в соединения высших степеней окисления. При анализе различных чугунов и сталей необходимо определять ванадий, молибден, вольфрам, титан и некоторые другие легирующие элементы, которые вследствие обработки пробы окислительными агентами также содержатся в полученном растворе в высших степенях окисления. Железные руды содержат оксиды железа; растворяя их в хлороводородной кислоте с добавками р