Работа 4. Определение хрома (VI) дифенилкарбазидом

 

Определение малых количеств хрома (VI) в растворе основано на способности дихромат-ионов в кислой среде образовывать с дифенилкарбазидом растворимое соединение красно-фиолетового цвета. Предполагают, что дихромат-ионы окисляют дифенилкарбазид до дифенилкарбазона:

 

 

Продукты окислительно-восстановительной реакции Cr(III) и дифенилкарбазон образуют комплексное соединение, интенсивность окраски которого пропорциональна содержанию Cr(VI) в растворе. Чистота реактивов и кислотность раствора оказывают существенное влияние на интенсивность окраски. Оптимальной является кислотность 0,05-0,1 М по серной кислоте. Интенсивная полоса в спектре поглощения продукта реакции наблюдается при λ ~ 540 нм  (ε_λ ^. = 4,3 ^. 10⁴). Метод характеризуется высокой чувствительностью и избирательностью к ионам хрома(Vl) и обычно его используют для определения следовых количеств хрома.

 

Цель работы: Определение содержания ионов хрома (VI) дифенилкарбазидом в сточных водах  методом прямой фотометрии с использованием градуировочного графика; оценка правильности и воспроизводимости результатов определения.

 

Реактивы, посуда, приборы

Стандартный раствор дихромата калия, С (1/6 K₂Cr₂O₇) = 0,1000 моль/л.

Дифенилкарбазид, 0,1%-й спиртовой раствор.

Серная кислота, 1М раствор.

Мерные колбы вместимостью 50,00 мл; 100,0 мл.

Пипетки вместимостью 1,00 мл, 5,00 мл и 10,00 мл.

Спектрофотометр.

Кюветы l = 5см.

 

Выполнение работы

 

Приготовление стандартных растворов K ₂ Cr ₂ O _7.   Стандартные растворы дихромата калия используют для построения градуировочного графика.

1. Рабочий раствор дихромата калия с С (1/6K₂Cr₂O₇) = 0,01000 моль/л (раствор №1) готовят разбавлением стандартного 0,1000 М раствора K₂Cr₂O₇ в 10 раз. Для этого в мерную колбу вместимостью 100,0 мл пипеткой переносят 10,00 мл раствора С (1/6K₂Cr₂O₇) = 0,1000 моль/л и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой.

2. Рабочий раствор дихромата калия с С (1/6K₂Cr₂O₇) = 0,5 ^. 10^–3 моль/л (раствор №2) готовят разбавлением раствора №1 в 20 раз в мерной колбе вместимостью 100,0 мл. В 1мл полученного раствора содержится 8,66 мг Cr⁶⁺.

3. Приготовление серии стандартных растворов Cr(VI). В 5 мерных колб вместимостью 50,00 мл пипеткой переносят  1,00; 2,00; 3,00; 4,00; 5,00 мл стандартного раствора № 2 с С (1/6K₂Cr₂O₇) = 0,5 ^. 10^–3 моль/л. В каждую колбу прибавляют 1 мл 1 М раствора H₂SO₄, 1 мл раствора дифенилкарбазида,  доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Рассчитывают концентрацию Cr(VI) в каждой колбе по формуле

   

 

где С ₀(1/6K₂Cr₂O₇) – концентрация стандартного раствора дихромата калия (раствор №2), моль/л;

  V_i – объем стандартного раствора K₂Cr₂O₇, мл;

V _к –  вместимость мерной колбы, мл.      

Одновременно готовят раствор сравнения (холостая проба). В мерную колбу вместимостью 50,00 мл прибавляют 1 мл 1 М раствора H₂SO₄, 1 мл раствора  дифенилкарбазида, доводят до метки водой и перемешивают.

Через 10 минут после приготовления измеряют оптическую плотность стандартных  растворов относительно раствора сравнения.

Все последующие этапы работы (выбор длины волны, толщины кюветы, построение градуировочного графика, проверка его стабильности во времени) проводят в соответствии с задачами исследования (раздел 2.1.2) и порядком выполнения работ, указанном в начале раздела 2.1.3.

Определение концентрации хрома (VI) в анализируемой воде.

Для определения Cr(VI) в анализируемом растворе аликвоту этого раствора помещают в мерную колбу вместимостью 50,0 мл, прибавляют 1 мл 1М раствора H₂SO₄, 1 мл дифенилкарбазида, доводят до метки водой, перемешивают. Через 10 минут измеряют оптическую плотность раствора относительно раствора сравнения. Измерения проводят при тех же условиях (длина волны, толщина кюветы, раствор сравнения), при которых фотометрировали стандартные растворы. Проводят от 4 до 6 параллельных определений для последующей оценки воспроизводимости и правильности результатов.

Содержание ионов Cr(VI) в фотометрируемом растворе находят по уравнению градуировочного графика. Для одного из параллельных измерений оптической плотности содержание ионов хрома (VI)  определяют по графику. При расчете концентрации в анализируемом растворе учитывают его разбавление.