ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЯ Часть 12

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
Работа /. Определение железа(П)
В сернокислом растворе реакция окисления
5Fe2+ + Mn04- + 8Н+ = 5Fe3+ + Мп2+ + 4Н20
протекает быстро и количественно. Обычно железосодержащие руды, минералы, сплавы растворяют в концентрированной НС1. При тит¬ровании Fe2+ раствором КМп04 в присутствии ионов С1~ возникают осложнения, связанные с тем, что реакция окисления ионов Fe2+ ионами МпОГ индуцирует окисление хлорида. Для устранения этого явления титрование проводят после добавления «защитного раство¬ра» Циммермана — Рейнгардта, в состав которого входят MnS04, H2S04 и НзР04. Для его приготовления смешивают 67 г MnS04-4H20, растворенного в 500 мл Н20, 133 мл концентриро¬ванной H2S04, разбавленной водой до 1000 мл, и 160 мл 85%-й НзР04. Назначение отдельных компонентов смеси состоит в сле-дующем: 1) в присутствии Мп2+ сопряженное окисление С1~ не наблюдается (см. разд. 14.1.8); 2) H2S04 препятствует образованию продуктов гидролитического разложения солей железа и создает необходимую кислотность раствора для перманганатометрического титрования; 3) Н3Р04 вводят для обесцвечивания раствора Fe3 + , имеющего желтую окраску и затрудняющего фиксирование конеч¬ной точки титрования по окраске перманганата,— образуется бесцветный комплекс Fe(HP04) + , одновременно улучшаются усло¬вия титрования, так как понижается реальный потенциал пары Fe3+/Fe2+.
Выполнение работы. К исследуемому раствору соли железа(П) в мерной колбе прибавляют 1 (моль-экв)/л раствора H2S04 при¬мерно до половины емкости колбы, доводят объем дистиллирован¬ной водой до метки и тщательно перемешивают. В коническую колбу для титрования переносят пипеткой полученный раствор, добавляют 10 мл 2 (моль-экв)/л раствора H2S04 и 2—3 мл 6 (моль-экв)/л раствора Н2Р04 (в отсутствие С1~) или же 2—3 мл смеси Циммермана — Рейнгардта (в присутствии С1~). Холодный раствор медленно, при тщательном перемешивании титруют раство¬ром КМп04 до появления не исчезающей в течение 1 мин розовой окраски. Используя средний объем титранта, израсходованного на титрование, рассчитывают содержание железа (II):
В ТЭ «('/,FeS04)=«(75KMn04).
Содержание FeS04 (в г) вычисляют по формулам:
gFeSO, = C(I/5KMnO4)VKMnOM(7lFeSO4)VK/(1000Vn),
gFeSO, = 7'KMnO<1/KMnO('M(7iFeS04)VK/[M(75KMn04)Vn],
где VK, VN — вместимость колбы и пипетки соответственно.
Работа 2. Определение железа(Ш)
Для прямого перманганатометрического определения ионов Fe3+ необходимо их предварительно количественно восстановить до Fe2+, используя один из восстановителей: SnCl2, Zn, N2H4.
Выполнение работы. Исследуемый раствор соли железа пере¬носят в колбу с клапаном Бунзена. Клапан представляет собой короткую резиновую трубку с продольным разрезом посредине, верхний конец трубки закрыт стеклянной-палочкой. Благодаря тако¬му устройству газы выходят из колбы, а воздух в колбу не попадает. Затем добавляют 20 мл 2 (моль-экв)/л раствора H2S04, 2—3 гра¬нулы металлического цинка, закрывают колбу пробкой с клапаном Бунзена и нагревают на водяной бане до полного восстановле¬ния Fe3+. Полноту восстановления проверяют, поместив на часовое стекло каплю анализируемого раствора и 1—2 кристалла NH4SCN, окрашивающегося в присутствии ионов Fe3+ в кроваво-красный цвет. Восстановленный раствор охлаждают, фильтруют, количествен¬но переносят в мерную колбу и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. Техника титрования и расчет аналогичны описанным при определении Fe2+ (см. выше):
«(7,Fe3+)=«(7iFe2+)=«(75KMn04). .
Содержание Fe3+ (в г) вычисляют по формулам:
gFe3+ = C(75KMnO4)l/KMnO^(Fe3+)l/K/(10001/n),
8F^ = Ттп0УтпоА (Fe3+) 1/к/ [Af (VeKMnO*) l/„].

Работа 3. Анализ растворов, содержащих железо(П) и железо(Ш)
В отдельной пробе исходного раствора смеси ионов Fe2+ и Fe3+ прямым титрованием раствором КМп04 определяют содержание Fe2+. Параллельно в такой же пробе анализируемой смеси восстанавли¬вают Fe3+ до Fe2+ (методику восстановления см. выше) и титруют раствором КМп04 суммарное количество ионов Fe2+. Из резуль¬татов определения общего содержания железа, полученных титро¬ванием восстановленного раствора, вычитают результат определения содержания Fe2+ до восстановления и вычисляют содержание в анализируемой смеси ионов Fe3+.
Работа 4. Определение кальция
Ионы Са2+ определяют косвенно, используя реакцию осаждения их в виде СаС204. При последующем титровании можно исполь¬зовать способ обратного титрования (1) или по замещению (2).
1. Осаждают ионы Са2+ фиксированным объемом стандартного раствора оксалата аммония, взятого в избытке:
Са2+ +С20!" = \ СаС204