Курсовая работа: Перганатометричне визначення заліза в магнітному залізняку

Сумарна реакція, що перебігає при титруванні цих речовин перманганату, відповідає рівнянню:

5C₂ O₄ ^2- + 2MnO^- ₄ + 16H⁺ ® 2Mn²⁺ +8H₂ O + 10CO₂ ↑

Окиснення C₂ O₄ ^2- - іонів відбувається за схемою:

C₂ O₄ ^2- - 2e ↔ 2 CO₂

Відповідно, молярні маси еквіваленту Na₂ C₂ O₄ та H₂ C₂ O₄ *2H₂ O дорівнюють :

Е (Na₂ C₂ O₄ ) = 134.00/2 = 66.00 г

Е (H₂ C₂ O₄ *2H₂ O) = 126.06/2 = 63.03 г

Приготування розчину стандартної речовини. На аналітичних терезах беруть точну наважку біля 0.02 *67.0*0.25 = 0.335 г Na₂ C₂ O₄ чи 0.02*63.03*0.25 = 0.315 г H₂ C₂ O₄ *2H₂ O , переносять її без втрат в мірний циліндр ємністю 250 мл , розводять в холодній дистильованій воді, розбавляють розчин до мітки водою та ретельно перемішують. Потім вираховують та записують нормальність розчину.

Титрування. Поміщають колбу для титрування 15 - 20 мл 2 н. розчину сірчаної кислоти та нагрівають до 80 – 85 ⁰ С.

Піпеткою беруть аліквотну частину (25.00 мл) отриманого розчину вихідної речовини та вносять в нагрітий розчин сірчаної кислоти (нагрівати та кип’ятити кислі розчини щавлевої кислоти не рекомендується, так як вона розкладається).

Розчин KMnO₄ поміщають в бюретку та встановлюють рівень рідини на нулі. Якщо нижній край меніску в бюретці погано видно, то можна всі розрахунки робити по верхньому краю меніска.

Далі розчин KMnO₄ приливають краплями до гарячого розчину вихідної речовини. Кожну наступну краплю додають тільки після того, як зникне забарвлення від попередньої краплі. Перші краплі розчину KMnO₄ обезбарвлюються доволі повільно. Але як тільки утворюється не багато Mn²⁺ , що є каталізатором для даної реакції, подальше обезбарвлення відбувається практично миттєво. Потрібно вловити момент, коли одна крапля перманганату забарвить весь розчин в не зникаюче протягом 30 хв блідо-рожеве забарвлення.

Точне титрування проводять не менше трьох разів та з вихідних розрахунків (різниця між ними повинна бути не більше 0.1 мл) беруть середнє.

Розрахунок. За використаними на титрування об’ємами розчинів KMnO₄ та вихідної речовини й нормальності його розчину звичайним способом находять нормальність розчину перманганату.

3.3. Перманганатометричне визначення заліза.

Одним з найважливіших в перманганатометрії є визначення заліза (II). При титруванні KMnO₄ заліза (II) воно окиснюється до заліза (III):

5Fe²⁺ + MnO₄ ^- + 8H⁺ ®5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H₂ O

Якщо в розчині присутнє залізо (II), то його титрування проводиться просто. Розчин підкислюють сірчаною кислотою і титрують перманганатом до появи в розчині блідо-рожевого забарвлення. Воно проявляється більш чітко при додаванні до розчину, що титрується, декількох мілілітрів концентрованої ортофосфорної кислоти, яка утворює з Fe³⁺ безбарвне комплексне з’єднання, і тому забарвлення розчина в кінці титрування переходить з безбарвного в рожевий. При відсутності ортофосфорної кислоти в розчині забарвлення його в кінцевій крапці змінюється від жовтого до рожевого, що ускладнює спостерігання рожевого забарвлення.

Якщо досліджений розчин містить домішки Fe³⁺ чи якщо необхідно визначати залізо в розчині, що містить Fe³⁺ , то залізо попередньо відновлюють до Fe²⁺ . Для цього застосовують декілька способів. Можна залізо відновити сірководнем, різноманітними металами та амальгамами, розчином хлориду олова (II) та ін.

3.3.1. Схема методу.

До кислого розчину солі тривалентного заліза (III) підливають невеликий надлишок розчину хлориду олова (II)

2FeCl₃ + SnСl₂ = 2FeСl₂ + SnCl₄

Надлишок SnCl₂ необхідно перед титруванням окиснити, оскільки інакше перманганат калію витрачатиметься на окиснення не тільки двовалентного заліза, але і двовалентного олова. Хлористе олово окиснюють розчином двохлористої ртуті (сулеми)

SnCl₂ + 2HgCl₂ = SnCl₄ + Hg₂ Gl₂

При цьому випадає осад каломелі (Hg₂ Cl₂ ), який лише дуже поволі реагує з перманганатом. Підготовлений таким чином холодний розчин хлориду заліза (III) титрують робочим розчином КМnО₄ до появи рожевого забарвлення.

При відновленні тривалентного заліза хлоридом олова (II) необхідно звертати увагу на те, щоб надлишок SnCl₂ був дуже малий — не більше 2—3 крапель. При великому надлишку хлорид олова (II) відновлює сулему, а також каломель до металевої ртуті:

SnCl₂ + HgCl₂ = SnCl₄ + Hg SnCl₂ + Hg₂ Cl₂ = SnCl₄ + 2Hg

Ртуть виділяється у вигляді дуже дрібно роздроблених крапель і у такому вигляді легко окиснюється перманганатом калію.

Щоб можна було встановити той момент, коли додана достатня кількість хлориду олова (II), розчин хлориду заліза (III) перед відновленням нагрівають майже до кипіння. Це приводить до значного посилення інтенсивності жовтого забарвлення унаслідок зменшення дисоціації хлоридного комплексу заліза. Ознакою повноти відновлення заліза є зникнення жовтого забарвлення розчину; обезбарвлення гарячого розчину від збільшення надлишку 1—2 крапель розчину хлориду олова (II) добре помітно.