1. 方(fang)法(fa)原理
在(zai)硫酸(suan)溶液(ye)中,六價(jia)鉻被亞鐵(tie)離子(zi)還原為三價(jia)鉻:
2H2CrO4+6H2SO4+6FeSO4 = Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+8H2O
以苯基代(dai)鄰氨(an)基苯甲(jia)酸(suan)(suan)(PA酸(suan)(suan))為指示劑指示反應終點。
三(san)價鉻在(zai)酸(suan)(suan)性溶液中(zhong),在(zai)硝酸(suan)(suan)銀催化下,以過硫酸(suan)(suan)銨氧化成六價銘,得到總鉻量(liang)。
Cr2(SO4)3+3(NH4)2S2O8+8H2O=-2H2CrO4+3(NH4)2SO4+6H2SO4
然(ran)后(hou)測定總(zong)鉻(ge)量(liang)消耗(hao)的亞鐵(tie)量(liang)減去六價鉻(ge)消耗(hao)的亞鐵(tie)量(liang),即得三價鉻(ge)量(liang)。
硝酸(suan)(suan)銀(yin)對氧化(hua)反(fan)應(ying)(ying)起催化(hua)作用,銀(yin)離(li)子和(he)過(guo)硫酸(suan)(suan)銨(an)生成過(guo)硫酸(suan)(suan)銀(yin),過(guo)硫酸(suan)(suan)銀(yin)能將三價鉻氧化(hua)成六(liu)價鉻。氧化(hua)反(fan)應(ying)(ying)完成后(hou),硝酸(suan)(suan)銀(yin)仍恢復原來的狀態。過(guo)量的過(guo)硫酸(suan)(suan)銨(an)對測(ce)定有(you)干擾(rao)作用,必須經煮沸后(hou)完全分(fen)解(jie)出氧氣。分(fen)解(jie)反(fan)應(ying)(ying)如下:
2(NH4)2S2O8+2H2O = 2(NH4)2SO4+2H2SO4+O2↑
2. 試劑
①. 硫酸(suan)
1+1,即(ji)1體積分(fen)量的硫酸(suan)加入(ru)1體積分(fen)量的水中。
②. 苯基(ji)代鄰氨基(ji)苯甲酸(suan)(suan)(PA酸(suan)(suan))指示劑
0.27g PA酸溶(rong)于(yu)5mL的5%碳酸鈉溶(rong)液中,以水稀釋至250mL.
③. 標(biao)準0.1mol硫酸亞鐵銨溶液(ye)
配制:稱取分析純硫酸亞鐵銨40g[FeSO4·(NH4)SO4·6H2O]溶于冷的5+95硫酸(5體積分量的硫酸溶于95體積分量的水中)500mL中,溶解完畢后以5+95硫酸稀釋至1L.亞鐵溶液在空氣中易氧化,應加入純鋁片若干,以還原被氧化的高鐵。應于使用前定期標定。鋁片的存在,有效維持亞鐵離子濃度的穩定(1個月左右)。同時投入少量NaHCO3,產生的CO2氣體隔絕空氣的氧化。
標(biao)定:以(yi)重鉻(ge)酸(suan)(suan)鉀(jia)標(biao)定。用(yong)移液管吸取標(biao)準0.1mol重鉻(ge)酸(suan)(suan)鉀(jia)溶(rong)(rong)(rong)液(配制:取分析純重鉻(ge)酸(suan)(suan)鉀(jia)于(yu)150℃干燥1h,在干燥器(qi)內(nei)冷卻(que),準確稱(cheng)取29.421g,溶(rong)(rong)(rong)解于(yu)水(shui),在量瓶中(zhong)稀釋至1L.不(bu)需標(biao)定)10mL于(yu)250mL錐(zhui)形(xing)瓶中(zhong),加水(shui)70mL及1+1 硫(liu)酸(suan)(suan)10mL,磷酸(suan)(suan)1mL.加入PA酸(suan)(suan)指示劑4滴(di),溶(rong)(rong)(rong)液呈紫紅色(se)(se)(se),用(yong)配制好(hao)的(de)0.1mol 硫(liu)酸(suan)(suan)亞(ya)鐵銨溶(rong)(rong)(rong)液滴(di)定至紫紅色(se)(se)(se)轉(zhuan)綠色(se)(se)(se)為終點,記錄耗用(yong)的(de)硫(liu)酸(suan)(suan)亞(ya)鐵銨的(de)體積V(mL)。(終點前應(ying)逐(zhu)滴(di)觀察。)
計算:標準硫酸亞鐵銨溶(rong)液的摩爾濃度
M= 10×0.1×6 / V(mol/L)
④. 1%硝(xiao)酸(suan)銀(yin)溶液。稱取1g重的硝(xiao)酸(suan)銀(yin)溶解于100mL水中。或用0.1mol/L硝(xiao)酸(suan)銀(yin)標準溶液。
⑤. 過(guo)硫(liu)酸銨。固(gu)體(ti)。
3. 分析(xi)方(fang)法(fa)
①. 吸(xi)取電解液各(ge)(ge)5mL于A、B兩個250mL錐形瓶中(zhong),各(ge)(ge)加水50mL(A、B各(ge)(ge)用(yong)于測定鉻酐和三價(jia)鉻之(zhi)用(yong))。
②. 各加1+1硫(liu)酸(suan)10mL.
③. 于B瓶中加(jia)硝酸銀10mL.
④. 于(yu)B瓶中(zhong)加(jia)過硫酸(suan)銨2g,煮(zhu)沸至(zhi)冒大氣泡2min左右,冷(leng)卻(que)。
⑤. 向A、B兩(liang)瓶(ping)中加PA酸5滴(di),搖勻。
⑥. 用(yong)標準0.1mol硫(liu)(liu)酸亞鐵(tie)銨溶(rong)液滴(di)定(ding)A、B兩(liang)瓶各(ge)(ge)至(zhi)由紫紅色變綠色為(wei)(wei)終點(dian),記錄(lu)分(fen)析(xi)A、B各(ge)(ge)耗(hao)用(yong)標準硫(liu)(liu)酸亞鐵(tie)銨溶(rong)液各(ge)(ge)為(wei)(wei)V1和V2的體(ti)積(ji)(mL)。V1為(wei)(wei)分(fen)析(xi)鉻酐時耗(hao)用(yong)硫(liu)(liu)酸亞鐵(tie)銨溶(rong)液的體(ti)積(ji)(mL),V2為(wei)(wei)分(fen)析(xi)總鉻酐時耗(hao)用(yong)硫(liu)(liu)酸亞鐵(tie)銨溶(rong)液的體(ti)積(ji)(mL).
4. 計(ji)算
式中,52為(wei)Cr的相對原子(zi)質量(liang)。
注:如果(guo)鉻酐或(huo)三(san)價鉻含量過(guo)高,可(ke)適當減少電解液所取體積。