Анализ солянокислых растворов.
Определение Fe2O3 из солянокислых растворов.
Реактивы: 1. Кислота соляная HCl – 1н. раствор, 82мл конц. HCl разбавляют дистил. водой до 1л (918 мл).
- Раствор трилона с известным титром по железу.
- Сульфосалициловая кислота – 25% раствор. Раствор хранится долго, поэтому его готовят в большой бутыли (5-10 литров). Раствор фильтруют.
- Аммиак концентрированный.
- Азотная кислота HNO3 концентрированая.
Объёмный вариант. Из солянокислого раствора отбирают пипеткой аликвотную часть (25-50 мл в зависимости от содержания железа), помещают её в коническую колбу на 250 мл, добавляют 50-70 мл дистил. воды, 2-3 мл конц. HNO3 для более полного окисления железа и нагревают растворы до кипения (с крышками). После этого в растворы осторожно приливают по 2 мл (пипеткой) сульфосалициловой кислоты и нейтрализуют до красно-вишнёвого цвета конц. аммиаком. В растворы добавляют по 9-10 мл 1н. HCl, охлаждают раствор до температуры 56-56,50 С (измеряют температуру точно термометром), обмывают термометр небольшим количеством воды и титруют подготовленный таким образом раствор раствором трилона до перехода окраски из лилово-красной в зеленовато-жёлтую, характерную для комплексоната железа. Большое значение имеет скорость титрования и температура раствора. При более высокой температуре (>560) начинает титроваться алюминий и результат получается завышен, при более низкой – снижается скорость реакции трилона с железом.
Титровать следует быстрыми каплями, но не струёй, потому что так можно перетитровать. При слишком медленном титровании результат тоже получается искажённым. В конце титрования трилон следует добавлять медленнее, по каплям, т.к. скорость реакции замедляется. Обязательно использовать свидетель– оттитрованный раствор.
Вычисление результатов:
%Fe2O3(общ.) = , где
T – титр трилона по железу (г/мл),
А – количество трилона, пошедшего на титрование (мл),
250 – объем колбы, из которой берем аликвоту (мл),
100 – проценты,
нав. – навеска (г),
аликв. – аликвота (мл).
Колориметрический вариант. При небольшом содержании железа (0,5-10%) его можно определять колориметрически с сульфосалициловой кислотой. Сульфосалициловая кислота образует с железом комплексы разной окраски:
при рН=2-2,5 – красного цвета,
рН=4-8 – бурого цвета,
рН=8-11,5 – жёлтого цвета.
В кислой среде указанные комплексы образует только окисное железо, в щелочной – окисное и закисное, поскольку в этих условиях Fe2+ легко окисляется до Fe3+. В нашем случае мы всё железо окисляем азотной кислотой при кипячении заранее (кипячение фильтратов после кремниевой кислоты). Таким образом, аммиачным вариантом сульфосалицилового метода мы определяем общее содержание железа – сумму ионов Fe2+ и Fe3+.
Аликвотную часть солянокислого раствора помещают в мерную колбу на 100 мл, добавляют 20-30 мл дист. воды, 10 мл 25%-ного раствора сульфосалициловой кислоты и нейтрализуют концентрированным аммиаком до жёлтой окраски, затем дают избыток – 3 мл – конц. аммиака. Охладить! Доводят объём до метки дист. водой и через 10-15 минут колориметрируют растворы (КФК-3, l=10 мм, =430 нм или ФЭК-56, сф № 4, l=10 мм). Оптическая плотность растворов замеряется по отношению к холостой пробе (аликвоту берут из холостой солянокислой пробы). Процентное содержание определяется по калибровочному графику. Калибровочный график строится следующим образом: в мерные колбы вместимостью 100 мл отбирают аликвоты (1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10 мл) стандартного раствора с Т=0,0001 г/мл. Прибавляют все реактивы, как указано выше, доводят дист. водой до метки и перемешивают. Замеряют оптическую плотность растворов и строят график.
Содержание железа рассчитывают по формуле:
%Fe2O3(общ.) = , где
T – титр стандартного раствора (Т=0,0001 г/мл),
V – объём, найденный по графику (мл),
250 – объем колбы, из которой берем аликвоту (мл),
100 – проценты,
нав. – навеска (г),
аликв. – аликвота (мл).
Количество сульфосалициловой кислоты зависит не только от содержания железа, но и от содержания алюминия, т.к. часть реактива расходуется на связывание иона алюминия в бесцветный комплекс. При большом содержании алюминия и титана количество сульфосалициловой кислоты следует увеличить. Поэтому сульфосалициловую кислоту добавляют в избытке, чтобы после нейтрализации кислоты аммиаком не было помутнения раствора от выпавших гидроокисей. В случаи помутнения раствора при нейтрализации в него вносят ещё некоторое количество сульфосалициловой кислоты до полного просветления раствора, после чего прибавляют аммиак до появления сильного запаха.
%Fe2O3=%Fe2O3(общ.)-%FeO*1,11 ,
где 1,11 – коэффициент пересчета FeO в Fe2O3, равный