Визначення вмісту хлорид-іонів у воді методом Мора

Самостійна підготовка

Проробити такі питання:

1. Які умови випадіння осадів?

2. Чим зумовлене використання K ₂ CrO ₄ в якості індикатору в методі Мора?

3. Який порядок випадіння осадів при титруванні хлорид-іонів розчином нітрату срібла в присутності хромату калію.

Загальні положення

Хлорид–іони, внаслідок своєї високої розчинності, завжди присутні в природних водах. Вони зумовлюють солоність морських і океанічних вод, а за своїм вмістом у прісних водоймах хлориди посідають третє місце після гідрокарбонат – і сульфат–іонів.

 Кількісно визначення хлорид-іонів здійснюють методом Мора, згідно з ГОСТ 4245-72.

        

Робота в лабораторії

Посуд, матеріали, реактиви

1. Піпетки місткістю 100, 50, 10, 1 мл.

2. Бюретки місткістю 25 мл.

3. Колби конічні місткістю 250 мл – 2 шт.

4. Крапельниця з фенолфталеїном.

5. Колориметрична пробірка.

6. 0,05М розчин .

7. Суспензія гідроксиду амонію.

8. 5-%- вий розчин

9. 10%-вий розчин .

10. 0,1М розчин   і 0,1 н. розчин .

      

                             10.3. Якісне визначення хлорид-іонів

    У колориметричну пробірку наливають 5 мл води і додають три краплини 10%–вого розчину нітрату срібла. Приблизний вміст хлорид-іонів визначають за характером осаду або каламутності у відповідності до вимог табл.(12.1).

Таблиця 10.1. Приблизне кількісне визначення хлорид-іонів

Характеристика осаду або каламутності	Вміст , мг/л
1. Опалесценція або слабка каламутність 2. Велика каламутність 3. Утворюються пластівці, осаджуються не одразу 4. Білий об’ємний осад	1 – 10 10 – 50 50 – 100 більш 100

 

              10.4. Кількісне визначення хлорид-іонів

Кількісне визначення хлорид-іонів здійснюють аргентометричним методом Мора, який ґрунтується на утворенні в нейтральному або слабко лужному середовищі (рН= 6 –10) малорозчинного осаду хлориду срібла (ДР = 1,78∙ 10^-10)

                                                ¯

Для встановлення кінця титрування використовують індикатор - хромат калію , який з надлишком іонів срібла утворює цеглисто–червоний осад хромату срібла (ДР = 1,1 ∙ 10^-12)

                                             ¯

Можливість титриметричного визначення хлоридів у присутності хромат-іонів пояснюється тим, що осад хлориду срібла менш розчинний, ніж осад хромату срібла

     ;

    .

Очевидно, що бурий осад хромату срібла почне утворюватися тільки після того, коли повністю випаде осад хлориду срібла.

Метод Мора застосовують для визначення хлоридів у воді з концентрацією понад 2 мг/л. Без додаткового розбавлення можна титрувати проби води з концентрацією хлоридів до 100 мг/л. Визначенню хлоридів заважають сульфіти, сульфіди та тіосульфати, які можна розкласти пероксидом водню в лужному середовищі. Фосфат–іони заважають при концентрації понад 25 мг/л, іони заліза – при концентрації більше 10 мг/л.

Методика визначення

Якщо вода каламутна, її фільтрують крізь беззольний фільтр, промитий гарячою водою. Якщо вода має кольоровість вище 30⁰, пробу знебарвлюють додаванням гідроксиду амонію. Для цього до 200 мл проби додають 6 мл суспензії гідроксиду амонію і збовтують суміш до знебарвлення рідини. Потім пробу фільтрують крізь беззольний фільтр. Перші порції фільтру відкидають.

Залежно від результатів якісного визначення відбирають у конічну колбу 100 мл досліджуваної води (або менший її об’єм – 10–15 мл) і доводять до 100 мл дистильованою водою. Без розведення визначають хлориди в концентрації до 400 мг/л. рН проби води повинно бути в межах 6,5–10.

  Якщо рН води невідоме, то необхідно додати 2 краплини фенолфталеїну (рТ = 9). При появі рожевого забарвлення прилити по краплях 0,1 М розчин H₂SO₄ до знебарвлення. В разі відсутності забарвлення необхідно нейтралізувати пробу води 0,1 М розчином NaOH до появи рожевого забарвлення, що зникає при збовтуванні.

Відміряний об’єм води вносять до двох конічних колб і додають по 1 мл розчину індикатора K₂CrO₄. Одну пробу титрують робочим розчином нітрату срібла до зміни жовто-цитринного забарвлення на цеглисто-червоне, а  другу використовують як контрольну пробу. При значному вмісті хлоридів утворюється осад , що заважає визначенню. В цьому випадку до відтитрованої першої проби додають 2–3 краплини титрованого розчину  до зникнення цеглисто-червоного відтінку, потім титрують іншу пробу, користуючись першою як контрольною.

Вміст хлорид–іону (мг/л) обчислюють за формулою

                        ,  

де – молярна концентрація  в робочому розчині, моль/л;

– об’єм розчину , витрачений на титрування, мл;

– молярна маса хлорид – іона, що дорівнює 35,45 г/моль;

– об’єм проби води, взятий для титрування, мл.

Згідно з ГОСТ 2874-82 вміст хлорид-іонів у питній воді не повинен перевищувати 350 мг/л. Розбіжність між результатами повторних визначень при вмісті  від 20 до 200 мг/л – 2 мг/л, при більш високому вмісті – 2 відн. %.

 

 

Лабораторна робота № 11

Кондуктометричний метод визначення солевмісту води

 

11.1. Самостійна підготовка

Проробити такі питання: кондуктометричний метод аналізу, питома й еквівалентна електропровідність, їх зв’язок, вплив на провідність розчинів концентрації електролітів і температури, рухливість іонів, стала кондуктометричної комірки, солевміст води.

11.2. Сутність кондуктометричного методу аналізу

    Кондуктометричний метод аналізу ґрунтується на вимірюванні електропровідності розчинів. Електропровідність розчину зумовлена наявністю в ньому іонів. Здатність розчинів електролітів проводити електричний струм під впливом електричного поля характеризує електропровідність (). Значення електричної провідності розчину є зворотним до значення його електричного опору (, Ом)

 

                                        (Ом^-1).                                                                             (11.1)

У системі СІ величина Ом^-1 має назву сименс (См).

Відомо, що електричний опір

                                      r  ,                                                            (11.2)

де r - питомий опір, Ом·м;

 - довжина провідника, м;

S - площа поперечного перерізу провідника, м².

Величину(ǽ) зворотну питомому опору () називають питомою електропровідністю

                                             ǽ .                                                          (11.3)  

Беручи до уваги рівняння (11.2), вираз для питомої електропровідності набуває вигляду

 

                                     ǽ .                                                              (11.4)       

                                                     

Її вимірюють в  (або ) і вона дорівнює електричній провідності об’єму розчину, що знаходиться між паралельними електродами, які розташовані на відстані 1 м один від одного та мають площу поверхні 1 . Більш зручною одиницею об’єму для практичного використання в лабораторних умовах є часткова одиниця виміру – кубічний сантиметр (). Тоді питома електропровідність буде вимірюватися в  (або ) Вона вимірюється в См ·м^-1 (або Ом^-1· м^-1) і дорівнює провідності 1 м³ розчину, що знаходиться між паралельними електродами на відстані 1 м один від одного та площею поверхні 1 м². Більш зручною одиницею об’єму для практичного використання в лабораторних умовах є часткова одиниця виміру – кубічний сантиметр (см). Рівняння (11.4) є головним для вимірів і розрахунків у прямій кондуктометрії.

    Згідно з законом Ома і беручи до уваги рівняння (11.2) 

                                                                                         (11.5)                 

де  – сила струму, А;  - напруга, В.