Определение ионов NaCl, MgSO4

Cl^-+Ag⁺=AgCl. Стабилизатором суспензии служит раствор желатина.

Посуда и реактивы:- NaCl, стандартный раствор с содержанием Cl^- 0,5 мг/м

-HNO3-0,1М раствор, AgNO3,0,005М раствор,  желатин 0,5%-й раствор,                   мерные колбы-50 и 100 мл, пипетка-2 мл, бюретка -25мл.

Аппаратура: абсорбциометр-нефелометр  ЛМФ-69 или фотометр ЛМФ-72.М.1

Выполнение работы:1)построение градуировочного графика. Для этого приготовляют серию разбавленных стандартных растворов NaCl в воде.

Для этого в  мерную колбу на 100 мл пипеткой помещают 20 мл стандартного раствора NaCl, доводят до метки водой и тщательно перемешивают (раствор 1). Приготовленный раствор наливают в бюретку. В мерные колбы на 50 мл вносят по 10 мл HNO3,добавляют по 2 мл раствора желатина и разбавляют примерно до 25 мл водой. Затем добавляют по 10 мл AgNO3,вводят в каждую колбу последовательно при перемешивании точно отмеренные объемы раствора 1(из бюретки)=10,8,6,4,2 мл. Каждый из стандартных растворов рекомендуется готовить не раньше, чем за 5минут до начала измерений. Содержимое колб доводят до метки водой, тщательно перемешивают, оставляют стоять в темноте(AgCl на свету разлагается),затем переносят в кювету прибора(l=5 см) и ровно через 5 минут после приготовления измеряют кажущуюся оптическую плотность раствора при зеленом светофильтре.

Измерения начинают с раствора, имеющего наиболее высокую  концентрацию хлорид-ионов(10 мл раствора 1).Помещают раствор в кювету прибора и измеряют кажущуюся оптическую плотность раствора. Таким же образом измеряют АКАЖ остальных приготовленных растворов. Строят градуировачный график в координатах АКАЖ-lg c(Cl-).

2)анализ исследуемого  раствора. В  мерную колбу вместимостью 100 мл пипеткой помещают 2 мл анализируемого  раствора, доводят до метки дистиллированной  водой. В мерную колбу на 50 мл  вносят 10 мл HNO3,добавляют по 2 мл раствора  желатина и разбавляют примерно  до 25 мл водой. Затем добавляют  по 10 мл AgNO3 и 5 мл разбавленного  анализируемого раствора, доводят до метки водой и перемешивают. Ровно через 5 минут измеряют кажущуюся оптическую плотность раствора.

По графику  находят концентрацию хлорид-ионов в анализируемом растворе. Вычисляют массовую концентрацию хлорида натрия в исходном растворе электролита. 

2.2. Кондуктометрическое  титрование хлороводородной и уксусной кислот.

Определение основано на последовательном взаимодействии с  раствором сильного основания NaOH кислот, отличающихся друг от друга степенью ионизации. В первую очередь взаимодействует сильная кислота, что вызывает понижение электрической проводимости раствора вследствие связывания высокоподвижных водородных ионов. При титровании слабой кислоты, проводимость обычно возрастает, так как вместо слабого электролита образуется хорошо диссоциирующая соль. И наконец, после точки эквивалентности проводимость резко возрастает благодаря появлению в растворе гидроксильных ионов, обладающих высокой подвижностью. Объем щелочи V1 соответствует оттитровыванию HCl, а объем V2-оттитровыванию суммы HCl и СН3COOH.

Посуда  и реактивы:- NaOH-0,1М раствор, HCl-0,5М титрованный раствор                   HNO3-разбавленный раствор 1:1, колбы мерные -50 мл и пипетки-10 мл

Аппаратура:- установка для кондуктометрического титрования  в комплексе с кондуктометром КЭЛ-1М.

Выполнение работы:1)подготовка прибора к работе. Собирают установку  для кондуктометрического титрования . Получают у лаборанта электролитическую ячейку и промывают платиновые электроды. Для этого наливают в ячейку азотную кислоту(1:1) до полного погружения электродов и выдерживают их в растворе 2-3 минуты. Затем кислоту сливают в склянку, в которой она хранится, а электроды и ячейку промывают под струей водопроводной воды, после чего дважды ополаскивают дистиллированной водой. Прибор включают в сеть и подготавливают его к работе. Бюретку моют и заполняют раствором NaOH.

2)стандартизация  раствора NaOH по HCl. В мерную колбу вместимостью 50 мл помещают 10 мл титрованного раствора  HCl, доводят до метки водой и тщательно перемешивают. Отбирают 10 мл полученного раствора в электролитическую ячейку, добавляют дистиллированную воду до полного погружения электродов, включают магнитную мешалку и начинают титрование, приливая по 0,5 мл раствора NaOH. После приливания каждой порции титранта измеряют электрическую проводимость в растворе, титрование продолжают до тех пор, пока не обнаружат излом на кривой титрования, после чего снимают показания еще в 4-5 точках. По полученным данным строят кривую титрования в координатах показания прибора - объем титранта. Находят объем титранта в точке эквивалентности и рассчитывают концентрацию раствора NaOH.

3)анализ исследуемого  раствора: Исследуемый раствор, содержащий  смесь  HCl и СН3COOH,помещают в мерную колбу вместимостью 50 мл и доводят до метки водой. Пипеткой отбирают 10 мл раствора в электролитическую ячейку, добавляют дистиллированную воду до полного погружения электродов и включают магнитную мешалку. Титруют раствором NaOH, приливая его порциями по 0,5 мл и в каждой точке записывая значения электрической проводимости раствора. Титрование прекращают после того, как будут обнаружены 2 излома на кривой титрования-то резкого падения показаний к плавному, а затем резкому росту значений. Строят кривую титрования, по которой находят V1 и V2-объемы титранта в первой и второй точках эквивалентности: V1-нейтрализация HCl,а V2- V1- нейтрализация СН3COOH.рассчитывают массу HCl и СН3COOH во взятом на анализ образце. 

2.3. Потенциометрическое  определение иодид- и хлорид-ионов в их смеси.

Определение основано на последовательном осаждении I- и  Cl-  нитратом серебра AgNO3. Вследствие различия в растворимости ПР(AgCl)=1,78*10-10 , ПР(Agl)=8,3*10-17,в первую очередь оттитровываются иодид-ионы, а затем хлорид-ионы:в моменты завершения первой и второй реакций наблюдается резкое изменение потенциала серебрянного  электрода. электродом сравнения служит насыщенный каломельный электрод.Так как ЕН.К.Э>ЕAgI/I-,Ag,при титровании иодид-ионов индикаторный электрод подключают к клемме со знаком(-),а н.к.э.-клемме со знаком(+). Когда иодид-ионы оттитрованы и начинается реакция между ионами серебра и хлорида, потенциал индикаторного электрода становится больше потенциала  н.к.э., поэтому необходимо переключить электроды к соответствующим клеммам: индикаторный электрод подключают к (+),а н.к.э-к (-),что следует учитывать при записи результатов.

Необходимо помнить, что  равновесный потенциал индикаторного  электрода устанавливается во времени. Поэтому показания потенциометра, особенно вблизи точки эквивалентности, следует фиксировать только после  того, как ЭДС примет постоянное значение в пределах 0,1 мВ, после  этого можно добавлять следующую  порцию титранта.

Для уменьшения адсобции иодид-ионов осадком Agl титрование ведут в присутствии постороннего электролита(обычно нитрата или ацетата бария). Соединительный мостик заполняют раствором сульфата калия, но не

хлорида, во избежания диффундирования  Cl^-  из соединительного мостика в титруемый раствор.

Посуда и реактивы:- AgNO3,0,02М титрованный раствор, Ва(NO3)2,10%-й раствор, Na2S2O3*5H2O насыщенный раствор, мерные колбы-50 мл, пипетка-10 мл, мерный цилиндр-25 мл

Аппаратура: установка  для потенциометрического титрования в комплексе с рН-метром в режиме милливольтметра,  индикаторный электрод-серебрянный, электрод сравнения- н.к.э.

Выполнение работы: приготавливают к работе серебрянный электрод. Очищают его от пленки галогенидов серебра,  для чего опускают электрод в раствор Na2S2O3*5H2O на 10-15  минут, а затем тщательно промывают дистиллированной водой. Высушивают поверхность электрода фильтровальной бумагой.

После этого  собирают установку для титрования. Настраивают потенциометр в соответствии с инструкцией к прибору данного  типа.

Анализируемый раствор смеси иодид- и хлорид-ионов доводят до метки водой в мерной колбе на 50 мл и тщательно перемешивают. Берут пипеткой 10 мл в стакан для титрования и прибавляют цилиндром 10 мл раствора Ва(NO3)2. Бюретку заполняют раствором AgNO3. Включают магнитную мешалку и начинают ориентировочное титрование галогенидов, приливая из бюретки в стакан по 0,2 мл раствора AgNO3.После каждой порции за значение ЭДС цепи (Е,мВ). При этом не следует забывать о переключении электродов в тио момент, когда ЭДС начнет изменяться в противоположном направлении.

Обнаружив два  скачка потенциала, выполняют с новой  порцией анализируемого раствора точное титрование, прибавляя раствор AgNO3 по 0,1 мл, а около точки эквивалентности  –по 2 капли. По данным, полученным в результате второго титрования, строят две кривые: в координатах Е-V(AgNO3) и дифференциальную в координатах ∆Е/∆V- V(AgNO3). Находят объемы в точках  эквивалентности, V1 соответствует объему AgNO3,затраченному на титрование I-, а V2- объему AgNO3,затраченному на титрование суммы I- и Cl^-∆ . Разность  V2- V1 дает объем раствора AgNO3,затраченному на титрование Cl^- . Рассчитывают массу иодид- и хлорид-ионов в исходной смеси. 
 

2.4. Фотометрическое  определение по  окраске роданоферрата(III).

Используется  реакция обмена между роданидом  ртути (II) и хлорид ионами, приводящая к образованию комплексного хлорида  ртути (II) и вытеснению роданид ионов. Последние определяют колориметрически в виде роданноферрата. Так можно определить до 0,05мг/л хлорид ионов. Число мешающих ионов очень велико: мешают все ионы, образующие комплексы с ртутью (II); их можно определить этим же способом.

Реактивы: -Hg(SCN)2 ,насыщенный 0,07% -ный раствор, Fe(ClO4)3, 6% -ный раствор в 4н хлорной кислоте. Этот раствор может быть приготовлен следующим образом: растворяют 14,0 г Fe в разбавленной HNO₃, прибавляют 120 мл HClO₄ и выпаривают до появления белых паров последней. Продолжают нагревать, пока раствор не станет пурпурный, и тогда разбавляют водой до 1000 мл.

 -Мерные колбы на 50 мл, мерная колба на 1000 мл, пипетки градуированные на 10,5 и 2 мл.

Аппаратура: фотоэлекроколориметр.

Выполнение работы: В мерную колбу на 50 мл помещают 10 мл анализируемого раствора, содержащего 5 мг/л Cl^-, прибавляют 5 мл 60%-й HClO4,1 мл раствора Hg(SCN)2  и 2 мл раствора Fe(ClO4)3.Разбавляют водой до 50 мл, перемешивают, дают постоять 10 минут и определяют оптическую плотность при λ =480нм.

     2.5. Фотометрическое  определение по  цвету хлорферрата(III).

Бесцветные ионы Fe3+ образуют с хлорид ионами жёлтые комплексные соединения FeCl2+, поглощающие  ультрафиолетовое излучение. Оптимальная  концентрация – 5мг/л хлорид ионов.

 Мешают все  ионы, образующие комплексы с  хлорид ионами, также многочисленные  анионы, дающие окрашенные комплексы  с ионами Fe3+: сульфат-ионы, роданид-ионы и т.п. Не мешают те анионы, которые дают с Fe3+ ,бесцветные комплексы: фторид-ионы.

Приборы и реактивы: -Fe(ClO4)3.Твёрдую соль очищают взбалтыванием с концентрированной хлорной кислотой, отфильтровывают перхлорат железа (III) и растворяют, обрабатывая 120 г его смесью 540 мл 60% -хлорной кислоты и 460 мл воды.

 Мерные колбы на 50 мл и 100 мл, пипетки градуированные-10 мл

Аппаратура: фотоэлекроколориметр.

Выполнение  работы: К 4,9 мл реактива приливают 5мл анализируемого раствора, содержащего не   более 100 мг/л хлорид  ионов, и разбавляют до 10 мл. Определяют оптическую плотность полученного раствора при λ =348 нм. Проводят «холостой» опыт. Учитывают влияние температуры. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3.Определение   ионов - Mg²⁺ 

3.1 Определение фотометрическими методами.  

Все методы фотометрического определения магния можно разделить  на три группы: методы, основанные на образовании окрашенных комплексов магния; методы, основанные на образовании  адсорбционных окрашенных соединений и экстракционно-фотометрические  методы.

Реагенты первой группы обладают высокой чувствительностью, при их использовании окраски  растворов развиваются быстро и  получаются хорошо воспроизводимые  результаты. В этом отношении они  превосходят реагенты, образующие с  магнием адсорбционные окрашенные соединения, но имеют серьезный недостаток-малую  селективность. Реагенты, образующие с  гидроокисью магния адсорбционные  окрашенные соединения, более селективны; однако для получения воспроизводимых результатов требуют строгого соблюдения среды, концентрации защитного коллоида, температуры и других условий. 

3.1.1Фотометрические  методы, основанные  на образовании  адсорбционных окрашенных  соединений с гидроокисью  магния.

Для фотометрического определения магния чаще всего применяют  реагенты, образующие адсорбционные  окрашенные соединения. Эти реагенты не образуют с магнием химических соединений определенного состава. Механизм цветных реакций их с  магнием заключается в адсорбции  молекул красителя на поверхности  частиц Mg (ОН)₂.при этом окраска адсорбционного соединения отличается от окраски самого красителя.

Определение с титановым желтым

Титановый желтый (тиазоловый желтый, ацидиновый желтый, мимоза и др.) -наиболее широко применяемый для фотометрического определения магния реагент.

Соотношение магния и реагента в окрашенном продукте реакции колеблется от 50:1 до 4:1.Применяют  спиртовый раствор реагента, который устойчив продолжительное время; щелочные растворы реагента менее устойчивы. Оксалаты несколько усиливают окраску. Титранты не влияют на окраску соединения магния, но если в анализируемом растворе имеется железо, то окрашенное соединение магния в присутствии титрантов не образуется.