6.5. Определение примесей магния в калийных удобрениях

Хелатометрическим титрованием определяют содержание примесей магния в калийных удобрениях, например в сульфате калия или в калийной соли.

Технический сульфат калия – это продукт переработки каинитосильвинитовой руды. По техническим условиям он должен содержать не более 1% оксида магния.

Калийная соль смешанная 30% представляет собой смесь хлорида калия, природного сильвинита и каинита. В ней в пересчете на MgO массовых долей Mg от 1,0 до 1,5%.

Калийные удобрения практически не содержат кальция. Поэтому определение магния в них возможно прямым титрованием водных растворов комплексоном III в присутствии хромогена черного специального. Вместо калийных удобрений для анализа могут быть выданы образцы искусственных смесей хлоридов (или сульфатов) калия и магния с различной массовой долей последнего.

Ход определения. Из образца калийного удобрения возьмите на технохимических весах навеску в 2,50 г, перенесите в стакан вместимостью 250 мл, прибавьте 50-75 мл воды, хорошо перемешайте, осторожно нагрейте на электроплитке и кипятите до полного растворения. Дайте раствору остыть, перенесите его в мерную колбу вместимостью 250 мл, доведите водой до метки, перемешайте. Если раствор будет мутным, то часть его отфильтруйте и используйте для определения. Перенесите пипеткой 25 мл полученного раствора в колбу для титрования, разбавьте водой приблизительно до 100 мл, прибавьте 10 мл аммонийно-буферной смеси и 7-10 капель свежеприготовленного индикатора хромогена черного (до винно-красной окраски). Затем медленно титруйте смесь 0,05 н. раствором комплексона III до перехода винно-красной окраски в синюю. Изменение окраски раствора хорошо заметно на белом фоне. Повторите титрование 2-3 раза и из сходящихся отсчетов возьмите среднее.

Число моль эквивалентов магния в 1 л раствора вычислите по формуле

n(Mg²⁺) = c V/V₁,

где с – нормальная концентрация раствора комплексона III; V − объем рабочего раствора комплексона, затраченный на титрование, мл; V₁ – объем раствора удобрения, взятый для титрования (в данном случае 25,0 мл).

Содержание магния в калийных удобрениях принято пересчитывать на оксид магния. Для вычисления массы оксида магния в навеске удобрения воспользуйтесь формулой

m(MgO)= n (Mg²⁺) ЭV,

где Э – молярная масса эквивалента оксида магния (20,16 г/моль); V – объем раствора удобрения (0,25 л). Выразите содержание оксида магния в массовых долях (%).

Раздел 7. Контрольные вопросы и задачи

1. В чем отличия титриметрического анализа от гравиметрического?

2. Что такое точка эквивалентности, конечная точка титрования?

3. Что такое скачок титрования?

4. Приведите классификацию методов титриметрии по типу химической реакции и по способу титрования.

5. Перечислите основные требования, предъявляемые к реакциям в титриметрии.

6. Что такое кривая титрования? В каких координатах строят кривую титрования в методе: а) кислотно-основного титрования; б) окислительно-восстановительного титрования; в) комплексометрического титрования; г) осадительного титрования?

7. Чему равны молярные массы эквивалентов H₂SO₄, H₂SO₃, Mg(OH)₂ и Ва(OH)₂ в реакциях полной нейтрализации и в реакциях неполной нейтрализации?

8. Что такое титр раствора? Какова масса HNO₃, содержащаяся в 500 мл раствора, если титр его равен 0,006300 г/мл?

9. Титр раствора HCl равен 0,003592 г/мл. Вычислите его нормальную концентрацию.

10. На титрование 20,00 мл раствора HNO₃ затрачено 15,00 мл 0,1200 н. раствора NaOH, вычислите нормальную концентрацию, титр и массу азотной кислоты в 250 мл раствора.

11. Какой объем 0,1500 н. раствора NaOH пойдет на титрование 21,00 мл 0,1133 н. раствора HCl?

12. Какова нормальная концентрация раствора H₂C₂O₄ · 2H₂O, полученного растворением 1,7334 г ее в мерной колбе вместимостью 250 мл?

13. Что такое стандартные и стандартизированные растворы? Каковы требования, предъявляемые к исходным стандартным веществам для установки нормальной концентрации раствора?

14. Стандартизацию раствора HCl можно сделать по титрованному раствору NaOH и по Na₂B₄O₇ · 10H₂O. Какой из этих способов обеспечит более высокую точность и почему?

15. Почему раствор щелочи не должен содержать карбонат-ион? Назовите способ приготовления раствора щелочи, не содержащего карбонат-ион?

16. Почему, устанавливая титр раствора, пользуются той же мерной посудой, что и при выполнении самого определения?

17. Какой смысл заключен в выражениях Т(HCl/Na₂CO₃) и T(Na₂CO₃/HCl)? В граммах каких веществ выражен каждый из этих титров?

18. Какие из перечисленных растворов а) HCl; б) NaOH; в) Na₂CO₃; г) Na₂B₄O₇; д) Н₂С₂О₄ – являются стандартными (исходными), а какие стандартизированными (рабочими)?

19. Назвать исходные вещества для стандартизации растворов: а) HCl; б) NaOH. Привести уравнения реакций взаимодействия этих веществ со стандартизируемыми растворами и определить молярную массу эквивалентов.

20. Какой из индикаторов (метиловый оранжевый, фенолфталеин, лакмус) пригоден для титрования: а) HNO₃ + NaOH; б) NH₃ + HCl; в) Na₂CO₃ + HCl; г) HCOOH + NaOH?

21. В чем сущность перманганатометрического титрования? Почему обычно не нужен индикатор при перманганатометрических определениях?

22. Чему равны молярные массы эквивалентов окислителей и восстановителей в следующих реакциях

2KMnO₄ + 5KNO₂ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5KNO₃ + 3H₂O,

2KMnO₄ +3MnSO₄ + 2H₂O = 5MnO₂ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄,

K₂Cr₂O₇ + 6KI + 7H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3I₂ + 4K₂SO₄ +7H₂O.

23. Навеску KMnO₄ 1,8750 г растворили и довели объем раствора водой до 500 мл. Вычислите нормальную концентрацию раствора для реакции а) в кислой среде; б) в щелочной среде.

24. На чем основано дихроматометрическое титрование восстановителей?

25. Чему равна молярная масса эквивалента дихромата калия при взаимодействии его с железом (II)?

26. В чем преимущества дихромата калия перед перманганатом калия?

27. В чем дихроматометрическое титрование уступает перманганатометрическому?

28. Что такое редокс-индикаторы?

29. Как производят хроматометрическое определение железа (II)? Что при этом служит индикатором? Зачем к раствору прибавляют ортофосфорную кислоту?

30. В чем сущность метода Мора? Каковы условия его применения?

31. На чем основан применение хромата калия в качестве индикатора при титровании хлоридов по методу Мора?

32. В чем состоят особенности титрования по методу Фольгарда? Какой индикатор при этом применяют?

33. Изложите сущность метода комплексонометрии.

34. Объясните сущность прямого, обратного и заместительного приемов комплексонометрического титрования. В каких случаях применяется каждый из названных приемов?

35. Что такое металлохромные индикаторы? Назовите важнейшие из них.

Список литературы

1. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2 ч. Ч. 1. Гравиметрический и титриметрический методы анализа: Учеб. для химико-технол. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1989. 320 с.: ил.

2. В.П. Васильев. Практикум по аналитической химии. Учебное пособие для вузов. – М.: Химия. 2000. – 328 с.: ил.

3. Основы аналитической химии. Кн. 2. Методы химического анализа: Учеб. для вузов/ Под ред. Ю.А. Золотова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк.: 2000. – 494 с.: ил.

4. И.К. Цитович. Курс аналитической химии. Учебник. 8-е изд., стер. – СПб.: Издательство «Лань». 2004. – 496 с.: ил.

Веденеева Л.Н., Крепышева И.В.