Файл: Шептала, Н. Е. Руководство по физико-химическому анализу глинистых растворов, глин, утяжелителей и реагентов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 76
Скачиваний: 0
Проверка дистиллированной воды на содержание Са
В коническую колбу емкостью 250 мл наливают 50—100 мл дистиллированной воды, столько же разбавленного фильтрата находится в другой колбе. В обе колбы добавляют по 10 мл 1 н. раствора NaOH и по 5 капель насыщенного раствора мурекспда. Затем тируют 0,01 и. раствор трилоиа Б от розовой окра ски до сиреневой. Расчет при наличии Са в дистиллированной воде ведут по формуле в мг-экв
д _(а — ах) н 100
V ’
где а — количество трилоиа Б, пошедшего на титрование фильт
рата, в мл; а1— количество трилоиа |
Б, пошедшего на титрова |
ние воды, в мл; н — нормальность |
трилоиа Б; V — количество |
взятого фильтрата в мл. |
|
Откуда в процентах |
|
С = Э-0,020, |
|
где 0,020 — значение мг-экв Са2+ в г.
Если вода, взятая для холостого опыта, при добавлении мурекснда окрашивается не в розовый, а в сиреневый цвет, то это значит, что Са в дистиллированной воде нет. В этом случае рас чет анализа ведут по формулам
п ая 100
о = ------ ;
V
С = 3-0,020.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ МАГНИЯ КОМПЛЕКСОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Метод основан на комплексометрическом титровании смеси Ca2++M g2+ в присутствии индикатора — хромогена черного. Вычитая из смеси содержание Са2+, по разности узнают содер жание Mg2+. Уравнение реакции можно выразить следующим образом:
Mglnd- + НгІ2- = Mgl2- + 2Н+ 4- Ind- .
(винно-красная) (бесцветная) (бесцветная) |
(сине-голубая) |
Указанное изменение окраски комплекса хромогена черного с Са2+ и Mg2+ происходит в слабощелочной среде (pH = 10), поэтому в раствор вводят хлоридно-аммиачный буфер (смесь NH4CI и NH4OH), обеспечивающий требуемую величину pH титруемого раствора.
Содержание ионов магния определяют следующим образом. Пробу фильтрата 5, 10, 25, 50 мл помещают в коническую кол бу, добавляют дистиллированной воды до 100 мл, проверенной
114
на содержание Са2+, прибавляют 5—7 мл хлорндно-аммиачного буфера и вносят индикатор — хромоген черный (пять — семь ка пель), чтобы окраска стала винно-красной. Окрашенный раствор медленно титруют трилопом Б, постоянно и энергично переме шивая содержимое колбы до перехода окраски через лиловую в сине-голубую. При 'фиолетово-синей окраске титрование сле дует вести особенно осторожно, чтобы не перетитровать раствор. Количество трилона Б, пошедшее на титрование с хромогеном черным, соответствует содержанию в пробе кальция и магния.
Результаты вычисляют по формуле в мг-экв.
д(аг — а) н 100
“ V ’
где а,\ — количество трилона Б, пошедшее на титрование суммы Са2+ и Mg2+, в мл; а — количество трилона Б, пошедшее на титрование Са2+, в мл; н — нормальность трилона; К— объем взятого фильтрата в мл; а в процентах
С3-0,012,
где 0,012 — значение мг-экв Mg2+ в г.
Ре а к т и в ы
1)дистиллированная вода, проверенная на содержание Са2+,
Mg2+;
2) 1 и. раствор NaOH;
3) хлоридно-аммиачный буфер;
4) насыщенный водный раствор мурексида;
5)хромоген черный;
6)титрованный раствор трилона Б.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ НАТРИЯ ПО РАЗНОСТИ |
|
Определение ионов Na+ производят по |
разности следую |
щим образом: количества мг-экв анионов |
СО2 -, HCOj", С1_ и |
SOJ~, определяемых по выше приведенным методикам, сумми руют и из этой суммы вычитают сумму мг-экв. катионов Са2+ и
Mg2+. Разность между двумя указанными |
величинами |
равна |
|||||
содержанию в фильтрате калия и натрия. |
|
|
|
||||
П р и м е р . |
В фильтрате |
содержится: |
С О |~ — 0,52 мг-экв; |
НСО^~— |
|||
0,77 мг-экв; С1_—12,40 |
мг-экв; |
SOj- — 3,60 мг-экв. |
Сумма |
всех указанных |
|||
анионов равна |
17,35 |
мг-экв. |
Содержание |
Са2+ |
равно |
5,40 |
мг-экв; |
Mg2+—2,55 мг-экв, что составляет в сумме 7,95 мг-экв катионов. |
|
||||||
Содержание суммы щелочных катионов, выраженное в мг-экв Na+, |
|||||||
|
|
17,35 — 7,95 = 9,40, |
|
|
|
||
а в процентах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9,40-0,023 = 0,2162 |
0,216, |
|
|
|
|
где 0,023— значение мг-экв. иона натрия в г.
115
Индикаторы метода нейтрализации
Кметоду нейтрализации относят все объемные определения,
боснове которых лежит реакция нейтрализации
H + + O H - ^ H SO ,
т. е. реакция, протекающая между кислотой и щелочью или между некоторыми солями, подобно Na2C03 или Na2B.(07 (бу ра), имеющими в водном растворе снльнощелочную реакцию, и кислотами. Основными рабочими растворами метода нейтрали зации являются растворы кислоты (НС1 или H2SO/,) и щелочи (обычно NaOH или КОН). Титрование заканчивается при раз личных значениях pH, зависящих от природы реагирующих между собой кислоты и основания, а также от их концентрации.
В связи с тем что реакции нейтрализации не сопровождаются видимыми изменениями, например переменой окраски раствора, для фиксирования точки эквивалентности приходится прибав лять к титруемому раствору подходящий индикатор.
В качестве индикаторов метода нейтрализации служат ве щества, окраска которых меняется в зависимости от изменения величины pH. К ним относятся лакмус, метилоранж, фенолфта леин и др. Окраска каждого из них изменяется внутри опреде ленного узкого интервала значения pH, причем этот интервал зависит только от свойств данного индикатора и совершенно не зависит от природы реагирующих между собой кислоты и осно вания. Окраска индикатора меняется, как правило, не строго в точке эквивалентности, а с известным отклонением от нее. Та кое отклонение влечет за собой некоторую ошибку, называемую индикаторной ошибкой титрования. Величина этой ошибки мо жет колебаться в широких пределах в зависимости от взятых индикатора, основания и кислоты. При правильном выборе ин дикатора ошибка во внимание не принимается. Если индикатор взят неподходящий, ошибка окажется весьма значительной. Например, если титровать с метилоранжем 0,1 и. раствор уксус ной кислоты 0,1 н. раствором щелочи NaOH, розовая окраска индикатора переходит в оранжевую, когда нейтрализовано всего 1-5% уксусной кислоты (СН3СООН). Индикаторная ошибка в этом случае достигает 85%, поэтому необходимо брать фенол фталеин.
Выбор индикатора в объемном анализе очень важен. В связи
сэтим необходимо знать следующее.
1.Индикаторы метода нейтрализации представляют собой слабые органические кислоты или основания, у которых недиссоциированы молекулы и ионы имеют различную окраску.
2. Индикаторы метода нейтрализации, в зависимости от форм окраски, делятся на двуцветные и одноцветные. Индика торы, у которых окрашена одна форма, т. е. молекулярная или
не
ионная, называются одноцветными, а у которых окрашены обе формы — двуцветными (см. таблицу).
|
Окраска моле |
Окраска ион |
Индикатор |
ной формы |
|
кулярной фор |
H++Jnd~ |
|
|
мы (HJnd) |
|
Фенолфталеин.................................................................. |
Бесцветная |
Красная |
Метилоранж...................................................................... |
Красная |
Желтая |
Л а к м у с .............................................................................. |
Красная |
Фиолетовая |
Лакмус — двуцветный |
индикатор, содержит изолитминовую |
|
кислоту, недиссоциированные молекулы которой красного цве та, а анионы — синего.
Диссоциацию лакмуса можно представить уравнением
H Ind^H + 4 -Ind -.
(красная) (бес- (синяя) цветная)
При растворении лакмуса в воде недиссоциированные моле кулы совместно с ионами придают раствору промежуточную—■ фиолетовую окраску. Если к этому водному раствору лакмуса прибавить каплю кислоты, например НС1, то равновесие сме стится влево и раствор покраснеет. А если к раствору лакмуса прибавить щелочь, то равновесие диссоциации сместится вправо и раствор посинеет.
Показатель титрования лакмуса pH = 7. Показателем титро вания называется то значение pH, при котором заканчивается титрование с данным индикатором.
Фенолфталеин — одноцветный индикатор, представляющий слабую кислоту. В кислых растворах — бесцветный, а в щелоч ных— имеет красную окраску.
Диссоциация фенолфталеина представляется так
Hind |
Н+ + Ind- . |
(бесцветная) |
(красная) |
Если добавить к раствору щелочи, уравнение диссоциации индикатора сместится вправо, т. е. в сторону накопления анио нов и раствор приобретет красную окраску. Если к раствору прибавить кислоту, то приведенное выше равновесие сместится влево. Введенные ионы Н+ свяжут большую часть анионов Ind- в недиссоциированные молекулы Hind и раствор обесцве тится.
Изменение окраски фенолфталеина, так же как и других индикаторов, зависит не только от смещения равновесия урав нения диссоциации, но и от внутримолекулярной перегруппиров ки в зависимости от pH среды. Для фенолфталеина она выгля дит следующим образом:
117
<z> //\
он
+ 2NaOH
I |
- 0 / |
< |
S |
OH |
|
c |
X------/ |
^ |
^ _ | |
||
IJ |
(бесцветная) |
У |
|||
Na |
< _ |
> - |
' \ |
|
+ 2H20 |
|
< |
|
|||
Na |
|
|
, / |
|
|
(красная)
Фенолфталеина следует брать не более двух-трех капель, так как большие количества ведут к искажению результатов титрования, что характерно для всех одноцветных индикаторов.
Метиловый оранжевый (или метилоранж) относится к амфо терным индикаторам, так как молекулы его содержат одновре менно кислый и основной радикалы. При диссоциации молекулы метилового оранжевого образуют амфотерные ионы, несущие одновременно положительные и отрицательные заряды:
НзС\ |
N + _ / |
\ — N - NH - <f |
- SO? |
HjC/ |
44------ |
' |
' |
Эти ионы накапливаются при подкислении раствора и придают ему розовую окраску. При подщелачивании раствора происхо дит взаимодействие указанных амфотерных ионов с ионами ОН, сопровождающееся изменением строения индикатора и перехо дом окраски его из розовой в желтую
сн‘3 >4 |
= N = NH — 4 |
—so;+OH-^r |
N+ = |
||
сн. |
|
|
(розобая) |
4 |
~ я05 + н2о |
(желтая)
Показатель титрования метилоранжа pH = 4.
Комбинированные индикаторы
Изменение окраски некоторых индикаторов не всегда хоро шо заметно, особенно при искусственном освещении обычными лампами.
Применение комбинированных индикаторов устраняет этот недостаток. Для этого подбирают определенную смесь двух ин дикаторов или смешивают индикатор с подходящим красите лем, окраска которого не зависит от pH раствора. Например,
.118