Обоснование выбора методики

Возможны два способа работы с пробой: 1) растворить навеску сплава точно известной массы, и далее разделить основные компоненты с последующим гравиметрическим и титриметрическим определением; 2) титриметрическое и гравиметрическое определение проводить из двух отдельных навесок. В данной работе был выбран первый способ, так как при растворении сплава в азотной кислоте в осадок количественно выпадает один из двух определяемых элементов (Sn в виде β-оловянной кислоты).

Согласно краткому обзору методик β-оловянная кислота является осаждаемой формой при определении олова гравиметрическим методом. Следует отметить, что в данной работе не проводилась отгонка олова в виде летучих галоидных соединений в силу того, что количество примесей пренебрежимо мало и летучие соединения олова токсичны.

Комплексонометрическое определение олова удобно проводить в слабокислой среде, используя индикатор ПАР.

Выданный образец представляет собой сплав баббит с приблизительным содержанием компонентов: Pb (70%) и Sn (30%)

 

 

При определении из одной навески важно учитывать соотношение массы гравиметрической формы и концентрации титруемого вещества. Так, при получении SnO₂ массой 0,1г концентрация Pb²⁺ в растворе будет ~0,01М, т.е. при хорошей гравиметрической форме будет слишком маленькая концентрация второго иона. И обратно, если концентрация раствора свинца будет равна 0,05М, то масса гравиметрической формы увеличится до ~0,6 г, соответственно объем осаждаемой формы будет слишком большой.

В этой работе за ориентир была взята концентрация Pb²⁺ равная 0,035М.

Тогда

n = C_Pb2+ * V_колбы= 0,035 * 0, 1 = 0,0035 моль

m_Pb = n * M = 0,0035 * 207 = 0,7245 г

m_Sn = m_Pb * 30 / 70 = 0,3105 г

m_SnO2 = m_Sn / Г = 0,3105 / 0,7877 = 0,3942 г

Экспериментальная часть

 

Гравиметрическое определение олова

При растворении металлов и сплавов, содержащих олово, в азотной кислоте образуется β-оловянная кислота. Она практически нерастворима в HNO₃, что делает возможным количественное осаждение.

1. Вскрытие сплава. Навеску сплава переносят в жаростойкий стакан емкостью 200 – 250 мл, прибавляют 20 мл концентрированной HNO₃, накрывают часовым стеклом и нагревают на песчаной бане до полного растворения навески, после чего продолжают нагревание для упаривания раствора до 10 мл.

2. Коагулирование осадка. К горячему раствору с осадком добавляют 15 мл 15%-ного раствора NH₄NO₃ и 50 мл горячей воды, дают отстоятся в течение 30 минут.

3. Определение олова. Теплый раствор фильтруют на фильтре «Синяя лента». Осадок на фильтре промывают 3%-ным раствором HNO₃. Раствор оставляют для определения свинца титриметрическим методом. Осадок сушат в фарфоровом тигле, озоляют и прокаливают. Взвешивают SnO₂.

 

Ход анализа

Расчет массы навески

Для получения 0,4 г гравиметрической формы SnO₂ (исходя из 30%-ного содержания олова в сплаве) нужно

m_сплава = m_{гравиметрической формы} * F / ω_Sn = 0,4 * 0,7877 / 0,30 = 1,0503г

 

Масса бюкса с веществом: 10,9043

Масс пустого бюкса: 9,8533

Масса навески сплава: 1,0510

 

Доведение тигля до постоянной массы:

 

15,3313

15,3296

15,3290

15,3290

 

Доведение тигля с веществом до постоянной массы:

 

15,7621

15,7410

15,7380

15,7380

 

Масса SnO₂:

m_SnO2 = 0,409 г

Масса олова:

m_Sn = m_SnO2 * F = 0,409 *0,7877 = 0,3222 г

Содержание олова

ω = 0,3222 / 1,0510 * 100% = 30,65%

 

Титриметрическое определение свинца

Для комплексонометрического определения свинца в слабокислой среде в качестве индикатора используют 4- (2-пиридилазо) – резорцин (ПАР), это возможно благодаря четкому переходу окраски из розовой (в присутствии свинца) в оранжевую (в отсутствии свинца).

1. Подготовка пробы к анализу. Раствор, оставшийся после фильтрования, упаривают на песчаной бане до 10 мл. После чего концентрированным раствором аммиака значение рН доводят до 5–5,5. Получившийся раствор переносят в мерную колбу объемом 100 мл, добавляют 10 мл ацетатного буфера и, приливая воду, объем доводят до необходимого значения.

2. Определение свинца. В колбу для титрования пипеткой отбирают 10 мл анализируемого раствора, добавляют индикатор ПАР. Титруют 0,05 М раствором ЭДТА. Объем титранта записывают.

 

 

Ход анализа

Объем титранта:

 

7,00

7,05

7,05

 

Масса свинца:

m_Pb = C_{титранта} * V_{титранта} * M_экв * V_колбы / (V_{аликвоты} * 1000) = 0,05 * 7,03 * 207 * 100 / (10 * 1000) = 0,7276 г

Содержание свинца:

ω = 0,7276 / 1,0510 * 100% = 69,23%

 

Используемая литература

 

1. Основы аналитической химии. Практическое руководство. Под ред. Ю. А. Золотова. М.: Высшая школа, 2001С. 177 – 193
2. Спиваковский В. Б., Аналитическая химия олова. 1975. С. 31 - 54
3. Полянский Н.Г., Аналитическая химия элементов. Свинец. М.: Наука, 1986. С. 116 -134
4. Коростелев П.П., Титриметрический и гравиметрический анализ в металлургии. М.: Металлургия, 1985. С. 95 -123