Лабораторная работа № 2.4Определение Co2+ и Zn2+ в смеси с предварительным разделением на анионите Цель работы – определить массу Co2+ и Zn2+ в пробе (г). Сущность работы. Поскольку Zn2+ и Co2+ обладают достаточно близкими химико-аналитическими свойствами, то для определения их при совместном присутствии часто приходится проводить предварительное разделение. Разделение ионов Zn2+ и Co2+ на анионите основано на способности Zn2+ образовывать анионные комплексы с хлорид-ионами, в то время как Co2+ не образует устойчивых хлоридных комплексов. Поэтому полученную пробу сначала обрабатывают 4 н. HCl. При этом Zn2+ переходит в анионную форму [ZnСl4]2–. При последующем пропускании раствора, содержащего ионы Co2+ и анионные комплексы цинка (II), через колонку с анионитом в хлоридной форме комплексные ионы цинка (II) поглощаются анионитом: 2RСl + [ZnСl4]2– Û R2ZnСl4 + 2Сl–, а положительно заряженные ионы Co2+ не сорбируются анионитом и полностью вымываются из колонки. После отделения Co2+ цинк (II) извлекают из колонки путем промывания ее дистиллированной водой. При этом цинк (II) переходит в катионную форму за счет разрушения хлоридных комплексов: [ZnСl4]2– + 4Н2О Û [Zn(Н2О)4]2+ + 4Сl–. После разделения проводят определение Zn2+ и Co2+ методом потенциометрического титрования. Определение Co2+ основано на реакции окисления аммиачного комплекса кобальта (II) феррицианидом калия: [Со(NН3)6]2+ + [Fе(СN)6]3– = [Со(NH3)6]3+ + [Fe(СN)6]4–. Определение Zn2+ основано на образовании малорастворимого гексацианоферрата (II) калия-цинка в кислой среде: 3Zn2+ + 2K4[Fе(СN)6] ® K2Zn3[Fe(СN)6]2¯ + 6K+ Оборудование, посуда, реактивы: рН-метр-милливольтметр или иономер с индикаторным платиновым электродом и хлоридсеребряным электродом сравнения; магнитная мешалка со стержнем; колонка с анионитом АВ-17 в хлоридной форме; стаканы вместимостью 150 мл (3 шт.); 2 бюретки; пробирка; 2 н. и 4 н. растворы HCl; 25%-ный водный раствор NН3; 0, 05 М стандартный раствор K3[Fe(СN)6]; 0, 05 М стандартный раствор K4[Fe(СN)6]; ацетоновый раствор NН4SСN; фильтровальная бумага; универсальная индикаторная бумага. Выполнение работы 1. Подготовка ионита. Набухший анионит АВ-17 переводят в хлоридную форму, пропуская через колонку 100 мл 2 н. HCl. При работе с колонкой необходимо следить за тем, чтобы воздух не попадал в слой ионита. Для предотвращения этого явления поверхность ионита всегда должна быть покрыта водой или раствором не менее чем на 3 см. 2. Разделение ионов Co2+и Zn2+. Анализируемый раствор (4–6 мл) разбавляют равным объемом 4 н. НСl и пропускают через колонку с анионитом АВ-17 в хлоридной форме со скоростью 1 капля/с. Элюат, содержащий ионы Co2+, собирают в стакан для титрования. Для полного вымывания Co2+ колонку промывают 2 н. НСl. Полноту вымывания Co2+ контролируют капельной реакцией с роданидом аммония: на фильтровальную бумагу наносят каплю раствора NH4SCN и каплю элюата, появление синей окраски свидетельствует о присутствии кобальта (II): Co2+ + 4SCN– Û [Co(SCN)4]2–. После отделения Co2+ ионы цинка вымывают из колонки дистиллированной водой. Полноту вымывания Zn2+ контролируют качественной реакцией с K4[Fе(СN)6]: в пробирку собирают 2–3 мл элюата и добавляют 1–2 капли реактива, появление белого осадка свидетельствует о присутствии цинка (II): 3Zn2+ + 2K4[Fе(СN)6] ® K2Zn3[Fe(СN)6]2¯ + 6K+. 3. Определение Co2+. К анализируемому раствору прибавляют 25–30 мл 25%-ного раствора аммиака до рН = 10 (по универсальной индикаторной бумаге). При необходимости анализируемый раствор разбавляют дистиллированной водой до погружения электродов и титруют его потенциометрически 0, 05 М K3[Fe(СN)6] при постоянном перемешивании. Титрант прибавляют порциями по 0, 5 мл, а вблизи точки эквивалентности – по 0, 2 мл. По данным титрования строят кривые в координатах Е, мВ – V, мл и Δ Е /Δ V – V, мл. Находят эквивалентный объем титранта и рассчитывают массу Co2+ в анализируемом растворе (г). 4. Определение Zn2+. Анализируемый раствор помещают в стакан для титрования, добавляют 1 мл 0, 05 М K3[Fе(СN)6] для создания окислительно-восстановительной пары [Fе(СN)6]3–/[Fе(СN)6]4–, при необходимости разбавляют дистиллированной водой до погружения электродов и титруют 0, 05 М K4[Fе(СN)6], как описано выше. Строят кривые титрования в координатах Е, мВ – V, мл и Δ Е /Δ V – V, мл. Находят эквивалентный объем титранта и рассчитывают массу цинка (II) в анализируемом растворе (г).
|
