Стандартные образцы состава вещества

1. Что представляют собой и для чего нужны стандартные образцы состава веществ? Как их можно приготовить?

2. В чём заключается изготовление стандартных образцов состава минералов, руд и горных пород?

3. Что такое химическая однородность материала стандартных образцов состава минералов, руд и горных пород и как её достигают?

4. Чем может быть вызвано нарушение стабильности аналитических характеристик стандартных образцов состава минералов, руд и горных пород при их из­готовлении, при транспортировке, хранении и исполь­зовании?

5. Зачем проводится статистическая обработка резуль­татов аттестационных анализов при изготовлении стандартных образцов состава минералов и горных пород?

Определение содержания меди в стандартном образце состава минерала методом йодометрии

1. Как можно определить массовую долю меди(II), %, в пробе вещества стандартного образца состава предприятия методом йодометрии?

2. Опишите стадии анализа определения массовой доли меди в % в навеске стандартного образца состава минерала методом йодометрии.

3. Как рассчитать массу определяемого компонента, если используют приём титрования отдельной навески?

4. Как рассчитать методом математической статистики результат анализа стандартного образца состава минерала, выполненного в нескольких лабораториях?

5. Как можно оценить качество результата анализа СОП на содержание в нем меди?

Рекомендуемая литература

1. Васильев В.П. Аналитическая химия: учебник: в 2 кн. – Кн. 1: Титриметрические и гравиметрический методы анализа. – М.: Дрофа, 2005. 2005. – 368 с.

2. Васильев В.П. Морозова Р.П., Кочергина Л.А. Аналитическая химия. Лабораторный практикум. – М.: Дрофа, 2004. – 416 с.

3. Стандартные образцы в системе обеспечения единства измерений / Семенко Н.Г., Панева В.И., Лахов В.М.; под ред. Н.Г. Семенко. – М.: Изд-во стандартов, 1990. – 287 с.

4. Файнберг С.Ю., Филиппова Н.А. Анализ руд цветных металлов. – М.: Гос. н-т изд-во по черной и цветной металлургии, 1963. – 872 с.

5. ГОСТ 23581.6-79 Руды железные, концентраты, агломераты и окатыши. Методы определения содержания меди

Лабораторная работа определение массовой доли меди (II), %, в пробе вещества стандартного образца состава предприятия методом йодометрии

Цель работы: Определить массовую долю меди (II), %, в пробе вещества стандартного образца состава предприятия методом йодометрии, используя реакции окисления-восстановления. Применить способ заместительного титрования раствора меди стандартным раствором тиосульфата натрия. Оценить качество полученного результата анализа.

Теоретическая часть Общая характеристика метода йодометрии

Йодометрический метод анализа основан на окислительно-восстановительных реакциях, связанных с восстановлением J₂ до J^--ионов и с окислением J^--ионов до J₂:

J₂ + 2e↔ 2J^{- -}= 0,536 B

Кристаллический йод малорастворим в воде. Поэтому обычно применяют раствор йода с KJ, в котором йод связан в комплексное соединение с иодид-ионом:

J₂ + J^-↔[J₃]^- = 0,545 B

Методом йодометрии можно определять как окислители, так и восстановители. Восстановители, такие, у которых окислительно-восстановительный потенциал пары меньше на 0,2 В, титруют непосредственно стандартным раствором йода. Такие методы определения называют методами прямого йодометрического титрования. Так определяют сульфиды, сульфиты, тиосульфаты и другие сильные восстановители. В качестве индикатора применяют специфический реактив на йод – раствор крахмала, образующий с йодом адсорбционно-комплексное соединение интенсивно фиолетово-синего цвета. При титровании в присутствии крахмала конечную точку титрования определяют по появлению фиолетово-сине-серой окраски анализируемого раствора, вызываемой одной лишней каплей титранта – раствора йода.

Стандартный раствор йода можно приготовить растворением точной навески химически чистого кристаллического йода в мерной колбе.

Окислители, у которых окислительно-восстановительный потенциал пары больше, чем на 0,2 В, определяют методом заместительного титрования. Для этого растворы окислителей обрабатывают избытком йодида калия, а затем выделившийся в эквивалентном окислителю количестве элементарный йод, оттитровывают стандартным или стандартизованным раствором тиосульфата натрия Na₂S₂O₃. Так определяют MnO_4-, Cr₂O_72-, ClO_3-, Cl₂, Br₂, соли меди (II), нитриты, пероксид водорода и другие окислители.

В некоторых случаях применяют метод йодометрического титрования остатка первого титранта (обратное титрование). При этом к раствору определяемого компонента (например, S^2--ионов) добавляют избыточное количество стандартного раствора йода, и остаток не вступившего в реакцию с восстановителем раствора J₂ оттитровывают стандартным или стандартизованным раствором тиосульфата натрия.

Конец реакции между йодом и тиосульфатом устанавливают по изменению окраски раствора крахмала. В йодометрии (особенность метода) раствор крахмала добавляют в титруемый раствор в конце титрования вблизи точки эквивалентности, когда раствор станет соломенно-желтого цвета. Это связано с тем, что крахмал, добавленный к раствору с высокой концентрацией йода, разрушается с образованием продуктов, теряющих чувствительность к йоду. Кроме того, соединение йода с крахмалом медленно реагирует с тиосульфатом, поэтому раствор можно легко перетитровать и получить завышенные результаты анализа.

Титрование йода раствором тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ происходит по уравнению реакции

J₂ + 2Na₂S₂O₃ ↔ 2 NaJ + Na₂S₄O₆

Стандартный раствор тиосульфата натрия можно приготовить из стандарт – титра – «фиксанала» Na₂S₂O_3, точно отмеренного количества реактива Na₂S₂O₃, х.ч, в заводских условиях и запаенного в стеклянную ампулу. Стандартный раствор тиосульфата натрия по точной навеске реактива Na₂S₂O₃ в лабораторных условиях приготовить нельзя, т. к. кристаллический Na₂S₂O₃ легко теряет кристаллизационную воду, окисляется кислородом воздуха и поглощает углекислый газ. Приготовленный раствор Na₂S₂O₃ оставляют на 7 – 10 дней в темном месте для стабилизации и затем приступают к его стандартизации.

Для стандартизации раствора тиосульфата натрия используют вещества сравнения – реактивы квалификации х.ч. – дихромат калия K₂Cr₂O₇, или йодат калия KJO_3, или бромат калия KBrO₃, или гидро-йодат калия KH(JO₃)_2. Например, из предварительно высушенного реактива K₂Cr₂O₇ готовят стандартный раствор K₂Cr₂O₇ растворением в мерной колбе точной навески, измеренной на аналитических весах 2-го класса точности.

В этом случае молярную концентрацию эквивалентов Na₂S₂O₃ определяют следующим способом. К аликвоте стандартного раствора K₂Cr₂O₇ добавляют расчетное избыточное количество раствора KJ и H₂SO₄. Выделившееся в результате окислительно-восстановительной реакции эквивалентное количество J_2, которое будет играть роль заместителя взятого эквивалентного количества K₂Cr₂O_7, титруют раствором Na₂S₂O₃. При этом протекают следующие реакции:

K₂Cr₂O₇ +6 KJ+ 7 H₂SO₄ = 3 J₂ + Cr₂(SO₄)₃ + 4 K₂SO₄ + 7H₂O

3 J₂ + 6 Na₂S₂O₃ = 6 NaJ + 3 Na₂S₄O₆

Согласно закону эквивалентов

n_э(K₂Cr₂O₇) = n_э(J₂) = n_э(Na₂S₂O₃) или n_э(K₂Cr₂O₇) = n_э(Na₂S₂O₃)

Измерив по бюретке эквивалентный объём титранта Na₂S₂O₃, израсходованный на реакцию с J₂, количество которого эквивалентно количеству K₂Cr₂O₇, рассчитывают молярную концентрацию эквивалентов Na₂S₂O₃:

; (моль/дм³)

Стандартный и стандартизованный растворы Na₂S₂O₃ хранят в склянке из темного стекла.