Реактивы и их приготовление.
· Дистиллированная вода и проверка ее качества. Рекомендуется пользоваться водой, полученной в стеклянном дистилляторе, или Н-катионированной. Качество дистиллированной воды испытывают следующим образом: к 100 мл дистиллята добавляют 1 мл аммиачного буферного, раствора и 5-7 капель индикатора кислотного хром темно-синего (хромоген черного). Голубая с сиреневым оттенком окраска раствора указывает на частицу воды.
· Раствор трилона Е. Для приготовления его берут следующие количества: для 0,1н. — 18,6 г; для 0,5 н. — 9,3 г; для 0,01 н. -1,86 г. Отведенное количество трилона Б растворяют в дистиллированной воде и фильтруют, если раствор мутный. Объем раствора доводят до 1 л.
Точную нормальность 0,1 н. (децинормального) раствора трилона Б устанавливают с помощью 0,01 н. (сантинормального) раствора сернокислого магния. Отвешивают на аналитических весах 1,232 г перекристаллизованного химически чистого MgSO4 × 7H2O и растворяют, в мерной колбе на 1 л дистиллята. В коническую колбу отмеривают пипеткой 100 мл 0,01 н. раствора сульфита магния, добавляют 5 мл аммиачного буферного раствора, 5-7 капель индикатора кислотного хром темно-синего и медленно титруют при интенсивном перемешивании 0,1 н. раствором трилона Б до перехода красной окраски в синюю.
При установке титров раствора трилона Б 0,05; 0,01 нормальности берут соответственно 50 и 10 мл 0,01 н. раствора сульфата магния и доводят дистиллированной водой до 100 мл.
Поправочный коэффициент раствора трилона Б к данной нормальности вычисляют по формуле:
где КМg — поправочный коэффициент 0,01 н. раствора сульфата магния (коэффициент сантинормальности) при точно 0,01 н. Раствора KМg=1;
g- расход трилона Б на титрование, мл.
· Буферный раствор: 20 г хлористого аммония (химически чистого) растворяют в дистиллированной воде, добавляют 100 мл 20%-го раствора аммиака и объем раствора доводят до 1 л дистиллированной водой.
· Растворы индикаторов (хромоген черный, кислотный хром темно-синий): 0,5 г одного из индикаторов растворяют в 20 мл аммиачнoго буферного раствора. Объем раствора доводят до 100 мл этиловым спиртом. Раствор хромоген чёрного ЕТ-00 следует готовить на срок, не превышающий 10 суток.
Подготовка пробы воды. При анализе воды с жесткостью 0,5 мг×экв/кг и менее объем пробы составляет 100 мл. При жесткости воды 0,5 мг×экв/кг и более объем пробы берут не 100 мл, а 50 или 25 мл, разбавляют дистиллированной водой до 100 мл, обеспечивая содержание солей жесткости в пробе менее 0,5 мг×экв/кг. Воду, имеющую температуру ниже 10-12 о С, перед титрованием следует подогревать.
Порядок анализа. К 100 мл соответственно подготовленной для титрования воды добавляют 5 мл аммиачного буферного раствора и 5-7 капель индикатора эриохрома черного или кислотного хром темно-» синего. После этого медленно титруют воду из бюретки раствором трилона Б требуемой концентрации в зависимости от предполагаемой жесткости. При титровании необходимо обеспечить интенсивное перемешивание раствора. Титрование проводят до перехода окраски раствора от розово-красного до синевато-сиреневого цвета, что соответствует эквивалентной точке связывания всех катионов кальция и магния. Окраска раствора от избытка трилона Б остается неизменной, поэтому в конце титрования рабочий раствор трилона Б следует прибавлять по каплям.
Расчет результатов анализа. Расчет результатов анализа основан на том, что каждый 1 мл нормального раствора трилона Б оттитровывает 1 мг×экв жесткости. Соответственно этому 1 мл децинормального (0,1 н.) раствора трилона Б оттитровывают 0,1 мг×экв жесткости, а 1 мл сантинормального (0.1 н.) раствора оттитровывают 0,01 мг×экв жесткости.
Следовательно, общая жесткость определяется по формуле
, (3)
где Ж — общая жесткость воды, мг×экв/кг;
Б — расход трилона Б на титрование, мл;
К — коэффициент нормальности раствора трилона Б;
V — объем пробы воды, взятый для анализа без учета конденсата для разбавления пробы, мл;
1000 — для пересчета миллилитров в литры.
При Ж = 100 мл и К = 0,01 Ж =0,1 Б мг×экв/кг. Для воды с общей жесткостью менее 0,5 мг×экв/кг её величину принято выражать в микрограмм-эквивалентах на литр (килограмм). В этом случае при К — 0,01 Ж — 100 Б мкг×экв/кг.
Определение некарбонатной жесткости
Некарбонатную жесткость определяют по разности между общей и карбонатной жесткостью:
Определение окисляемости
Данные, получаемые при определении окисляемости воды, позволяют судить о количестве кислорода, необходимого для окисления органических соединений, находящихся в воде, способных окисляться марганцовокислым калием; полнота окисления зависит от состава органических соединений, концентрации KMnO4 и условий испытания. Поэтому для получения сравнимых результатов, характеризующих относительную степень загрязнения воды органическими веществами, необходимо соблюдение постоянных условий определения.
Пробу исследуемой воды в количестве 100 мл с помощью пипетки помещают в коническую колбу. Прибавляют 5 мл серной кислоты (1:3) и 10 мл 0,01 н. раствора перманганата калия и кипятят в течение 10 мин.
По окончании кипячения к горячему раствору приливают 10 мл 0,01 н. раствора щавелевой кислоты, избыток которой оттитровывают 0,01 н. раствором перманганата калия до появления слабо-розового окрашивания.
Для расчета окисляемости, выражаемой в миллиграммах кислорода на 1 л воды, пользуются формулой:
Х = (а + в) – С × 0,08 × 10, (5)
где Х — количество кислорода, мг/л;
а — количество 0,01 н. раствора перманганата, прилитое к воде для окисления органических примесей, мл,
в — количество 0,01 н. раствора перманганата, пошедшее на титрование избытка щавелевой кислоты, мл;
С — количество 0,01 н. раствора щавелевой кислоты, мл;
0,08 количество кислорода, соответствующее 1 мл 0,01 н, раствора перманганата калия, мг;
10 — коэффициент для выражения полученных результатов в миллиграммах на литр.
Источник
Как приготовить реактив хром темно синий
Индикаторами называют вещества, служащие для определения точек эквивалентности при химических реакциях, показывающие присутствие в растворах определенного избытка отдельных ионов или веществ.
Индикаторы, применяемые в техно-химическом анализе, можно подразделить на следующие группы:
кислотно-основные, изменяющие цвет окраски, флуоресценцию или обладающие хемилюминесценцией при определенных значениях pH растворов;
адсорбционные, изменяющие цвет окраски или флуоресценцию при адсорбции на поверхности осадков;
окислительно-восстановительные, имеющие различную окраску в окисленной и восстановленной формах;
комплексометрические, изменяющие цвет окраски при образовании комплексных соединений с катионами металлов; специфические, применяемые в отдельных анализах.
Распространенными кислотно-основными индикаторами являются метиловый оранжевый, метиловый красный, конго красный, фенолфталеин.
К окислительно-восстановительным индикаторам относятся дифениламин, N-фенилантраниловая кислота.
Комплексометрическими индикаторами являются хромовый черный специальный, мурексид.
Примером адсорбционных индикаторов могут служить фуксин, флуоресцеин, применяемые в методах осаждения.
К специфическим индикаторам относится крахмал, применяемый в йодометрическом анализе.
Ниже даны рецепты приготовления растворов наиболее часто применяемых при анализе индикаторов и некоторых индикаторных бумаг.
Растворы индикаторов расходуются в сравнительно небольших количествах, поэтому в лабораториях их готовят в объеме около 100—200 мл. Обычно готовят приблизительные растворы, которые хранят в склянках из темного стекла, плотно закрываемых пробками.
Метиловый оранжевый (метилоранж, гелиантин) применяется в виде 0,1%-ного и 0,05%-ного растворов.
Для приготовления 0,1%-ного раствора 0,1 г метилового оранжевого растворяют в 80 мл горячей дистиллированной воды и после охлаждения объем раствора доводят до 100 мл.
Для приготовления 0,05%-ного раствора 50 мл 0,1%-ного раствора разбавляют 50 мл дистиллированной воды.
Раствор метилового оранжевого применяют для определения среды растворов и как индикатор в методах нейтрализации при титровании сильных кислот, сильных и слабых оснований, солей слабых кислот.
В титруемый раствор добавляют не более 1—2 капель 0,1 %-ного раствора на каждые 25 мл конечного объема титруемого раствора. Интервал перехода окраски — при рН=3,0÷4,4 от красной к оранжево-желтой. Показатель титрования рТ=4.
Метиловый красный (метилрот) применяется в виде 0,2; 0,1; 0,05%-ных растворов в 60%-ном спирте или в воде (с добавлением к воде небольшого количества щелочи).
Для приготовления 0,1%-ного спиртового раствора 0,1 г метилового красного растворяют в 60 мл 96%-ного спирта, а после растворения добавляют 40 мл дистиллированной воды.
Для приготовления 0,05%-ного водного раствора 0,1 г метилового красного растирают в фарфоровой ступке с 4 мл 0,1 н. раствора едкого натра и разбавляют дистиллированной водой до 200 мл.
Раствор метилового красного применяют в методах нейтрализации при титровании сильных кислот, сильных щелочей, а также солей слабых кислот. На титрование берут не больше 1—2 капель 0,1 %-ного раствора на 25 мл конечного объема титруемого раствора. При больших концентрациях индикатора в титруемом растворе трудно заметить переход окраски.
Интервал перехода окраски — при рН=4,2÷6,2 от красной к желтой. Показатель титрования рТ=5.
Смешанные индикаторы содержат в растворе смесь двух индикаторов, позволяющих иметь резкое изменение окраски при определенных значениях pH раствора.
Для показателя титрования 5,4 смешанный индикатор готовят путем смешивания равных объемов 0,2%-ного спиртового раствора метилового красного и 0,1%-ного спиртового раствора метилового синего. Этот смешанный индикатор применяется так же, как и раствор метилового красного. Интервал перехода окраски — при рН=5,2÷5,6 от красно-фиолетовой к зеленой.
Конго красный (копгорот) применяется в виде 0,1%-ных водных растворов.
Для приготовления раствора 0,1 г конго красного растворяют в 80 мл горячей воды и после охлаждения раствор доводят до 100 мл добавлением дистиллированной воды. Применяется для определения среды растворов. Интервал перехода окраски — при pH=3,0÷5,2 от сине-фиолетовой до красной.
Конго красную бумагу изготовляют путем пропитывания полосок фильтровальной бумаги размером 5×20 см в растворе, содержащем в 1 л 5 г конго красного и пять капель уксусной кислоты с последующей сушкой на воздухе.
Высушенную бумагу разрезают на полоски размером 0,5×5 см. Применяется для определения среды растворов.
Фенолфталеин применяется в виде 1 и 0,1%-ных спиртовых растворов.
Для приготовления 0,1%-ного спиртового раствора 0,1 г фенолфталеина растворяют в 60 мл 96%-ного спирта и доводят раствор дистиллированной водой до 100 мл.
Раствор фенолфталеина служит для определения щелочной среды растворов и как индикатор в методах нейтрализации при титровании сильных и слабых кислот, сильных щелочей и солей слабых оснований.
Интервал перехода окраски — при pH=8,2÷10,0 от бесцветной к красной. Показатель титрования рТ=9. При титровании берут две капли раствора индикатора на 25 мл конечного объема титруемого раствора.
Универсальные индикаторы служат для определения pH растворов и представляют собой смеси нескольких кислотно-основных индикаторов. В растворах, имеющих различную величину pH, эти индикаторы приобретают разную окраску.
В анализе часто пользуются универсальными индикаторными бумагами, которые выпускают заводы химических реактивов.
Дифениламин применяют в виде 0,05—1%-ного раствора в концентрированной серной кислоте. Для приготовления 0,05%-ного раствора 0,05 г дифениламина растворяют в 100 мл. химически чистой концентрированной серной кислоты. Раствор должен быть бесцветным или может иметь слабую голубую окраску.
Растворы дифениламина применяют в качестве индикаторов при титровании растворами бихромата калия, ванадата аммония, сильно разбавленным раствором перманганата калия (когда собственная окраска перманганата недостаточно заметна). На титрование берут не более двух капель 0,05%-ного раствора на 25 мл конечного объема титруемого раствора. Восстановленная форма — бесцветная, окисленная — фиолетовая. Нормальный окислительный потенциал +0,76В.
N-фенилантраниловая кислота применяется в виде 0,2%-ного раствора в воде или в виде 0,1%-ного раствора в 0,2%-ном растворе карбоната натрия.
Для приготовления 0,1%-ного раствора 0,1 г N-фенилантраниловой кислоты растворяют при нагревании в 100 мл 0,2%-ного раствора соды, который получен растворением 0,2 г соды в 100 мл дистиллированной воды.
Применяется так же, как и раствор дифениламина. Восстановленная форма бесцветная, окисленная — красно-фиолетовая.
Нормальный окислительный потенциал +1,08В.
Крахмал является специфическим индикатором на йод и применяется в виде 0,5 или 1%-ных растворов.
Для приготовления 0,5%-ного раствора 2,5 г растворимого крахмала и 0,01 г хлорида цинка или йодида ртути замешивают с небольшим количеством дистиллированной воды и полученную смесь вливают при перемешивании в 500 мл кипящей дистиллированной воды, кипятят 1—2 мин и горячий раствор фильтруют или дают ему отстояться, после чего пользуются верхней частью отстоявшегося раствора.
Перед каждой серией йодометрических анализов проверяют качество раствора, доливая к 20 мл дистиллированной воды 1 мл раствора крахмала и одну каплю раствора йода. Раствор должен получить синюю окраску; если образуется буро-фиолетовая окраска — раствор заменяют.
При титровании берут 1—2 мл раствора крахмала.
Йодкрахмальную бумагу изготовляют путем пропитывания фильтровальной бумаги в растворе, содержащем крахмал и йодистый калий.
Для получения йодкрахмальной бумаги 2 г растворимого крахмала смешивают с 10 мл дистиллированной воды до образования однородной кашицы; вносят ее в 500 мл кипящей дистиллированной воды и кипятят 1—2 мин. После охлаждения раствора к нему добавляют 2 г йодида калия. В полученном растворе смачивают полоски фильтровальной бумаги размером 5×20 см (каждую отдельно) и сушат их на воздухе, защищая от действия солнечных лучей. Высушенную бумагу разрезают на полоски 0,5х5 см и хранят в банках из темного стекла, закрытых притертыми пробками.
Йодкрахмальную бумагу применяют как индикатор на присутствие окислителей и при титровании нитритом натрия. Перед применением бумагу увлажняют.
Хромовый черный специальный (кислотный хром черный специальный, хромоген черный ЕТ-00, эриохром черный Т) и хромовый темно-синий (кислотный хром темно-синий), применяют в виде 0,5%-ных спиртовых растворов или 0,5%-ных или 1%-ных сухих смесей с электролитами.
Растворы индикаторов готовят растворением 0,5 г одного из индикаторов в 20 мл аммиачного буферного раствора, содержащего 20 г/л хлорида аммония и 100 мл/л 25%-ного аммиака водного, и разбавлением раствора до 100 мл этиловым спиртом.
Раствор хромового черного специального готовят на срок не более 10 дней, раствор хромового темно-синего сохраняется длительное время.
Сухие смеси получают путем тщательного растирания индикаторов с нитратом калия KNO3 или хлоридом натрия NaCl. Для приготовления 0,5%-ной сухой смеси 0,1 г индикатора тщательно растирают в ступке с 20 г химически чистого хлористого натрия или азотнокислого калия. Смесь хранят в закрытой банке из темного стекла с палочкой-лопаткой, вставленной в пробку.
Сухую смесь хромового черного можно хранить до 12 месяцев.
Для титрования берут 5—6 капель раствора индикатора или около 0,1 г сухой 0,5%-ной смеси. Цвет растворов этих индикаторов и их комплексных солей зависит от pH растворов, поэтому титрование ведут при строго определенных значениях pH, зависящих от индикатора и определяемых катионов. Определенные значения pH создают с помощью щелочей, кислот или буферных растворов.
Хромовый черный специальный и хромовый темно-синий применяют как индикаторы при комплексометрическом количественном определении жесткости воды, катионов кальция, магния, цинка, кадмия и др. Переход окраски от винно-красной к синей.
Мурексид (пурпуреат аммония) применяют в виде 0,3%-ного раствора или 0,2—1%-ной сухой смеси с электролитами.
Раствор мурексида готовят растворением 0,06 г мурексида в 20 мл дистиллированной воды, свободной от катионов многовалентных металлов. Раствор хранят в темной склянке не более четырех дней.
Для приготовления 1%-ной сухой смеси 0,1 г мурексида тщательно растирают в ступке с 10 г х. ч. хлористого натрия. Смесь хранят в банке из темного стекла, имеющей пробку с палочкой-лопаткой. Сухая смесь сохраняется в темном месте до шести месяцев. При титровании берут две-пять капель 0,3%-ного раствора мурексида или 10—15 мг 1%-ной сухой смеси.
Мурексид применяют при количественном комплексометрическом определении катионов кальция, меди, марганца, цинка, кобальта, никеля и других катионов. Переход окраски — от красной, оранжевой или желтой к фиолетовой. При определении различных катионов поддерживают разную величину pH среды.
Приготовление буферных растворов
Буферными растворами или буферными смесями называют растворы, способные сохранять неизменной величину pH при разбавлении или при добавлении небольших количеств кислот, щелочей, солей. Эти растворы находят применение в качестве эталонных при определении pH и для регулирования величины pH исследуемых растворов в окислительно-восстановительных методах, ком-плексометрии и др.
В качестве буферных чаще всего применяют растворы, содержащие смеси слабых кислот с их солями или смеси гидроокиси аммония (слабое основание) с ее солями. Применяются также растворы, в которых содержатся смеси сильных кислот с солями слабых кислот, или смеси щелочей с солями слабых кислот, или соли слабых кислот, а иногда и смеси сильных кислот с их солями.
Величина pH буферных растворов зависит от характера веществ, входящих в состав раствора, и их концентраций в растворе, а также в некоторой степени изменяется при изменении температуры.
Буферные растворы получают путем смешивания определенных объемов растворов отдельных веществ так, чтобы получить нужное соотношение концентраций веществ в растворе, что обеспечит необходимую величину pH.
Для приготовления буферных растворов применяют химически чистые препараты. Если буферные растворы применяются как эталоны pH, то твердые вещества для их приготовления подвергают двойной перекристаллизации, используют дистиллированную воду, не содержащую углекислого газа, с большой точностью устанавливают концентрацию растворов и точно отмеривают объемы растворов при смешивании.
Буферные растворы хранят в склянках, плотно закрытых пробками.
Состав и особенности приготовления отдельных буферных растворов описаны в справочной литературе. Приготовление буферных растворов для рН-метрии проводят, пользуясь специальными наборами фиксаналов этих растворов.
Источник