Метод основан на титровании хлорид-ионов раствором нитрата серебра в нейтральной или слабощелочной среде (рН=6,5-10) в присутствии индикатора K2CrO4.
Сl — + Ag + > AgCl v
Определению мешает присутствие ионов РО4 3 — (> 25 мг/л), Fe 3+ (> 10 мг/л) и катионов, образующих осадки с Сl -.
Рабочий раствор нитрата серебра готовят следующим образом: AgNO3 — 2,4 г AgNO3 помещают в мерную колбу на 1 литр и доводят дистиллированной водой до метки. Точную концентрацию устанавливают по раствору NaCl, приготовленному из фиксанала или по точной навеске.
Раствор AgNO3 для качественного определения хлорид-ионов -10%-й.
Таблица 1 — Характер осадка хлорида серебра в зависимости от концентрации хлорид-ионов
Опалесценция, слабая муть
Хлопья, осаждающиеся не сразу
Белый объемистый осадок
К необходимой для анализа аликвоте воды (100 мл или меньше) добавляют 1 мл 5%-го раствора K2CrO4 и титруют раствором AgNO3 до появления оранжево-бурой окраски. Расчет содержания хлоридов ведут по формуле:
Обнаружение хлоридов с помощью нитрата серебра / Detection of chlorides using silver nitrate
где mCl? — масса хлорид-иона, г; CCl ? концентрация хлорид-иона, мг/л; ТAgNO3/ Cl- — титр раствора AgNO3 пo хлорид-иону, г/мл; VAgNO3 — объем раствора AgNO3, израсходованный на титрование, мл; VH2O — объем воды, взятой для анализа, л.
Меркуриметрическое определение хлоридов
Метод основан на титровании хлорид-ионов раствором нитрата ртути (II) Hg(NO3) 2 в кислой среде в присутствии индикатора дифенилкарбазона.
Метод позволяет определить от 1 до 10 мкг Сl — в пробе. Определению Сl — мешает присутствие ионов S 2? , Br ? , I — .
Рабочий раствор Hg(NO3)2 (0,1 н). Нитрат ртути (II) гигроскопичен, поэтому стандартный раствор его нельзя приготовить растворением точной навески. Обычно готовят вначале раствор Hg(NO3) 2 примерно 0,1 н. Для этого 16,7 г Hg(NO3) 2? 1/2H2О переносят в мерную колбу на 1 литр, добавляют 20 мл 6 н HNO3 (для улучшения растворимости Hg(NO3)2 и предупреждения ее гидролиза) и доводят дистиллированной водой до метки. Затем устанавливают его титр по раствору NaCl.
Раствор NaCl — 0,1 н (готовят из фиксанала или по точной навеске).
Дифенилкарбазон — 2%-й раствор.
Определение титра рабочего раствора Hg(NO3)2.
К 10 мл 0,1 н раствора NaСl добавляют 1 мл 2%-го раствора дифенилкарбазона и титруют раствором Hg(NO3) 2 до появления синего окрашивания. Определяют титр раствора Hg(NO3)2
где тСl — масса хлорид-иона, г; СCl — концентрация хлорид-иона, мг/л; ТHg(NO3)2 — титр раствора Hg(NO3)2 по хлорид-иону, г/мл; VHg(NO3)2 — объем раствора Hg(NO3)2, израсходованный на титрование, мл; VH2O — объем воды, взятый для анализа, л.
Обнаружение хлоридов,бромидов и йодидов при помощи нитрата серебра
Источник: studbooks.net
Определение хлоридов (гост 4245-72)
Принцип метода. Метод основан на осаждении хлоридов нитратом серебра в присутствии индикатора хромата калия. После полного связывания хлоридов с образованием хлорида серебра избыток нитрата серебра вступает в реакцию с хроматом калия, при этом окраска изменяется от лимонно-желтой в оранжевую.
Аg + + Cl — = AgCl (белый осадок)
2 Аg+ СгО4 = Аg2СгО4 (осадок красно-кирпичного цвета)
Появление слегка заметного кирпичного окрашивания конец титрования.
Необходимые реактивы: раствор AgNO3, 1 мл которого эквивалентен 0,5 мг хлор-иона; 5% раствор K2CrO4
Методика определения
Количественное определение. В зависимости от результатов качественного определения отбирают пипеткой Мора или мерной колбой 100 мл исследуемой воды или меньший ее объем (10-50 мл) и доводят до 100 мл дистиллированной водой. Без разбавления определяются хлориды в концентрации до 100 мг/л. Воду отбирают в 2 колбы и прибавляют по 1 мл 5,0% раствора хромата калия.
Одну пробу титруют раствором нитрата серебра (1 мл раствора эквивалентен 0,5 мг хлор-иона) до появления слабого оранжевого оттенка, вторую пробу используют в качестве цветового контроля. Титрование считается законченным при появлении разницы в оттенках титруемой и контрольной пробы.
Характер осадка или мути
Опалесценция или слабая муть
Образуются хлопья, осаждаются не сразу
Белый объемный осадок
Вычисление содержания в воде хлоридов производят по формуле:
a — количество нитрата серебра (мл), израсходованного на титрование,
Т – количество хлорид-иона (мг) , соответствующее 1 мл ратсвора нитрата серебра,
К – поправочный коэффициент к титру нитрата серебра,
V – объем пробы исследуемой воды (мл), взятой для определения,
1000 – пересчет результата на 1 литр воды
Определение общей жесткости (гост 4151-72)
Принцип метода. Комплексонометрический метод определения общей жесткости воды основан на образовании прочного комплексного соединения трилона Б с ионами кальция и магния в щелочной среде (рН 8,0 -11,0) в присутствии индикатора хромогена черного. Введение в воду индикатора приводит к образований вишнево-красного комплексного соединения с ионами кальция и магния.
При последующем титровании трилоном Б он, соединяясь с ионами кальция и магния, вытесняет индикатор, который в свободном виде имеет синюю окраску. По количеству прибавленного раствора трилона Б до изменения окраски определяют общую жесткость. Нечеткий переход окраски индикатора наблюдается в присутствии металлов: цинка, меди, марганца и др. В этом случае требуется предварительная обработка воды способами, указанными в ГОСТ 4151-72.
Mg 2+ + HYnd 2- = MgYnd + Н +
вишнево-красное окрашивание раствора
MgYnd + Н2.Т 2- = Mg Т 2- + HYnd + Н +
синее окрашивание раствора
Ионы кальция вступают в реакцию аналогично ионам магния при рН = 11,0.
Необходимые реактивы: Аммиачно-буферный раствор, 0,05 н раствор Трилона Б, индикатор хромоген черный.
Методика определения. В коническую колбу вносят 100 мл отфильтрованной воды, или меньшей объем, разбавленный до 100 мл дистиллированной водой, прибавляют 5 мл буферного раствора, 5-7 капель индикатора хромогена черного или 0,1 г сухой смеси хромогена черного с сухим хлористым натрием и сразу же титруют (медленно!) при интенсивном перемешивании 0,05н раствором трилона Б до изменения окраски в эквивалентной точке от вишнево-красной до синей с зеленоватым оттенком. Если на титрование расходуется более 10 мл раствора трилона Б, следует определение повторить, взяв меньший объем воды и разбавив его до 100 мл дистиллированной водой.
Расчет результатов производят по формуле:
Х – общая жесткость воды
a — объем Трилона-Б (мл), израсходованного на титрование, N – нормальность раствора Трилона-Б
К – поправочный коэффициент к нормальности Трилона-Б
V – объем пробы исследуемой воды (мл), взятой для определения,
1000 – пересчет результата на 1 литр воды
Источник: studfile.net
Способы обнаружения хлоридов
Защите окружающей среды от возрастающей антропогенной нагрузки в настоящее время уделяется все большее внимание во всем мире. Развитие промышленности, в том числе и химической, увеличение добычи ископаемого сырья, использование транспорта сопровождается поступлением в окружающую среду больших количеств различных загрязняющих веществ.
Защите окружающей среды от возрастающей антропогенной нагрузки в настоящее время уделяется все большее внимание во всем мире. Развитие промышленности, в том числе и химической, увеличение добычи ископаемого сырья, использование транспорта сопровождается поступлением в окружающую среду больших количеств различных загрязняющих веществ.
Сильное загрязнение окружающей среды приводят к возникновению неблагоприятных последствий: нарушению нормальной жизнедеятельности биосферы, изменению климата, исчезновению многих видов растений и животных, ухудшению здоровья населения.
К качеству контроля предъявляются требования надежности и точности, применяемые методы должны быть достаточно чувствительны и избирательны. Независимо от техники выполнения надежность результатов анализа зависит от учета возможных химических, фотохимических и биохимических превращений загрязняющих веществ в разных средах, а также возможности миграции их из одной среды в другую. Данные о загрязнении одной среды должны увязываться с данными о загрязнении другой среды.
Содержание хлорид иона в поверхностных слоях почвах, также не может достигать значительных величин вследствие интенсивного вымывания хлоридов под воздействием атмосферных осадков. Однако возможно присутствие значительных концентраций хлоридов в следующих случаях:
–вследствие засоления почв в результате подъёма высокоминерализованных подземных вод;
–в результате постоянного притока вод с последующим испарением жидкости.
Отсюда два различных местанахождения хлоридов. В первом случае это жидкость влажной почвы, а во втором растворённые хлориды образуют включения кристаллических солей в грунте.
2. Методы определения хлорид-иона
2.1 Общие положения
Необходимость определения хлорид-ионов возникает при анализе различных веществ, природных, питьевых и сточных вод. Контроль содержания хлорид-ионов требует различных уровней – от макроконцентраций до 10 -7 % в особо чистой воде. Существующие государственные стандарты регламентируют, какое веществом каким методом и с помощью какого оборудования нужно определять.
Современные нормативные документы, регламентирующие процедуру контроля содержания загрязнителей в водах различного происхождения, разрешают использование химических, физико-химических и физических методов анализа. Наиболее массово по-прежнему представлены химические методы. Однако в последнее время инструментальные методы применяются все чаще. Инструментальные методы позволяют автоматизировать анализ, сделать его экспрессным, значительно уменьшают расход вспомогательных реактивов. Определение хлоридов можно проводить такими методами:
Титриметрическое определение хлоридов может выполняться как химическими, так и инструментальными методами анализа.
2.2 Химические методы определения хлорид иона
2.2.1 Требования к титриметрическим методам определения
Титриметрические определения хлоридов, основаны на реакциях образования осадков малорастворимых соединений. В этих реакциях пригодны только некоторые реакции, удовлетворяющие определенным условиям. Реакция должна протекать строго по уравнению и без побочных процессов.
Образующийся осадок должен быть практически нерастворимым и выпадать достаточно быстро, без образования пересыщенных растворов. К тому же необходимо иметь возможность определять конечную точку титрования с помощью индикатора. Наконец, явления адсорбции (соосаждения) должны быть выражены при титровании настолько слабо, чтобы результат определения не искажался.
Наименования отдельных методов осаждения происходят от названий применяемых растворов. Метод, использующий раствор нитрата серебра, называют аргентометрией. Тиоцианатометрия основана на применении раствора тиоцианата аммония NH4SCN (или калия KSCN) и служит для определения следов С1 — в сильнощелочных и кислых растворах. Дорогостоящий аргентометрический метод определения галогенидов по возможности стараются заменять меркурометрическим. В последнем используют раствор нитрата ртути (I) Hg2(NO3)2.
Объемный аналитический метод, основанный на реакциях осаждения ионов галогенов катионами серебра с образованием малорастворимых галогенидов:
При этом используют раствор нитрата серебра.
Для понимания метода аргентометрии большое значение имеют кривые титрования.
Интервал скачка при аргентометрическом титровании зависит от концентрации растворов и от значения произведения растворимости осадка. Чем меньше величина ПР получающегося в результате титрования соединения, тем шире интервал скачка на кривой титрования и тем легче фиксировать конечную точку титрования с помощью индикатора.
Наиболее распространено аргентометрическое определение хлора по методу Мора. Сущность его состоит в прямом титровании жидкости раствором нитрата серебра с индикатором хроматом калия до побурения белого осадка.
Индикатор метода Мора – раствор К2СгО4 дает с нитратом серебра красный осадок хромата серебра Ag2CrO4, но растворимость осадка (0,65*10 -4 Э/л) гораздо больше растворимости хлорида серебра (1.25*10 -5 Э/л). Поэтому при титровании раствором нитрата серебра в присутствии хромата калия красный осадок хромата серебра появляется лишь после добавления избытка ионов Ag+, когда все хлорид-ионы уже осаждены. При этом всегда к анализируемой жидкости приливают раствор нитрата серебра, а не наоборот.
Кроме метода Мора при определении хлоридов аргентометрическим титрованием применяется также метод Фаянса. Он основан на прямом титровании растворов содержащих галогенид ионы стандартным раствором AgNO3 в присутствии адсорбционных индикаторов:
Титрование хлоридов в присутствии флуоресцеина проводят в нейтральной среде.
Метод Фольгарда обладает рядом достоинств по сравнению с методом Мора. Роданометрический метод применим для определения хлоридов, бромидов, иодидов, роданидов и ионов серебра.
Метод применим для титрования кислых растворов так как осадок AgSCN нерастворим в кислотах. Эта особенность метода делает очень удобным при анализе серебряных сплавов, которые растворяют в кислотах, и количественном определении галогенидов в сильнокислых средах, так как галогениды в указанных средах нельзя титровать по методу Мора или в присутствии адсорбционных индикаторов. Другие ионы (Ва 2+ , РЬ 2+ и др.), мешающие определению по методу Мора, в большинстве случаев не мешают определению по методу Фольгарда.
Определение С1 — -ионов по методу Фольгарда основано на применении метода обратного титрования. Хлорид-ионы сначала осаждают определенным объемом стандартного раствора AgNO3, взятого с избытком. Затем оттитровывают не вступивший в реакцию с хлоридом избыток AgNO3 стандартным раствором NH4SCN в присутствии железо-аммонийных квасцов в качестве индикатора. По разности результатов двух титрований определяют объем раствора AgNO3, израсходованного на осаждение С1 — Таким образом, последовательно протекают три реакции:
Ag + + SCN — → AgSCN
3 SCN — + Fe 3+ → Fe(SCN)3
Однако в тот момент, когда избыток Ag + будет оттитрован роданидом, избыток SCN – вступает, кроме того, в реакцию с AgCl:
AgCI+ SCN — ↔ AgSCN + Сl —
Так как роданид серебра (ПPAgSCN= 10 -12 ) менее растворим, чем хлорид серебра (ПPAgCl=. 1,7*10 -10 ), то указанное равновесие сдвигается слева направо.
В момент равновесия отношение [C1 — ]/[SCN — ] равно отношению ПPAgCl/ПPAgSCN. Следовательно:
т.е. равновесие устанавливается тогда, когда [SCN»] станет в 170 раз меньше [С1 — ]. В момент равновесия:
Следовательно, в точке эквивалентности при избытке SCN — и установившемся равновесии [SCN — ] = 1,3*10 -5: 170 = 8*10 -8 моль/л.
Таким образом, равновесие установится тогда, когда практически весь избыток SCN – вступит в реакцию двойного обмена с AgCl. Поэтому конечную точку титрования трудно заметить, так как появившееся розово-красное окрашивание, вызываемое образованием Fe(SCN)3, быстро исчезает вследствие обменной реакции:
Fe(SCN)3+ 3AgCl → Fe 3+ + ЗСl — + 3AgSCN
Для предупреждения этой реакции применяют различные способы. Наиболее эффективно отделение осадка AgCl фильтрованием. При этом С1 — ионы осаждают избытком раствора AgNO3 в мерной колбе, доводят объем раствора до метки, смесь взбалтывают 5–10 мин и отфильтровывают по частям через сухой фильтр. Первые порции фильтрата отбрасывают. Аликвотные части фильтрата (25 мл из 250 мл) титруют роданидом.
Для проведения анализа по методу Фольгарда, берут 100 см 3 раствора. Титрованные растворы нитрата серебра и роданида аммония помещают в две различные бюретки. Отбирают из мерной колбы в коническую колбу аликвотное количество раствора, добавляют 2 капли азотной кислоты, 1 мл раствора индикатора и прибавляют отмеренный избыток раствора нитрата серебра (50 мл). Затем приступают к титрованию полученной смеси титрованным раствором роданида аммония до появления красного окрашивания раствора. Определение повторяют до тех пор, пока результаты трех титрований будут расходиться не более чем на 0,05 мл.
В случае необходимости выпавший осадок отфильтровывают или добавляют в анализируемый раствор бензол и ведут определение, как указано выше.
При известном навыке определение не занимает много времени и приводит к достаточно точным результатам.
Метод основан на применении в качестве титранта раствора солей ртути (II). При взаимодействии Hg 2+ с хлорид ионами образуется слабо диссоциированное соединение:
Hg 2+ + Cl — → [HgCl] +
Меркуриметрическое определение хлоридов выполняется методом прямого титрования анализируемого раствора раствором нитрата ртути (ІІ) в присутствии индикатора нитропруссида натрия или дифенилкарбазона. Титрование ведётся до появления сине-фиолетового окрашивания.
Меркуриметрический метод, равно как и другие методы, основанные на применении солей ртути, имеет весьма существенный недостаток: соли ртути ядовиты, работа с ними требует большой аккуратности и применения необходимых мер предосторожности.
Меркурометрический метод титриметрического анализа основан на применении титрованных растворов солей ртути(I) (меркуро-ионов).
При взаимодействии [Hg2] 2+ -ионов с хлоридами, бромидами, иодидами и т.д. образуются осадки малорастворимых галогенидов Hg2Cl2, Hg2Br2, Hg2I2, например:
Меркурометрический метод по сравнению с аргентометрическим дает некоторые преимущества.
1.При меркурометрическом методе не требуется ценных препаратов серебра.
2. Соли ртути (I) менее’растворимы, чем соответствующие соли серебра, и поэтому при титровании хлоридов нитратом ртути(I) наблюдается резкий скачок титрования вблизи точки эквивалентности.
3.Определение меркурометрическим методом можно проводить
в кислых растворах методом прямого титрования.
Недостатком меркурометрического метода является ядовитость солей ртути.
Применение меркурометрического метода при количественных определениях растворимых хлоридов и бромидов пока ограничено.
В меркурометрическом методе титрования в качестве индикаторов применяют:
Дифенилкарбазон, образующий с [Нg2] 2+ -ионами осадок синего цвета.
Роданид железа Fe(SCN)3. При титровании (например, хлоридов) растворами солей ртути(I) в точке эквивалентности раствор обесцвечивается. Избыток [Hg2] 2+ -ионов реагирует с Fe(SCN)3 по уравнению:
2.3 Инструментальные методы опреде ления хлорид-ионов
2.3.1 Нефелометрическое определение хлоридов
При прохождении пучка света через дисперсные системы наблюдается рассеяние или поглощение света твердыми частицами. Это явление положено в основу нефелометрии и турбидиметрии.
Интенсивность светового потока, рассеиваемого небольшими твердыми частицами взвеси описывается уравнением Рэлея.Это уравнение лежит в основе нефелометрических определений.
Нефелометрическое определение хлорид-ионов основано на реакции осаждения хлоридов нитратом серебра:
Источник: www.myunivercity.ru