Способ определения свободной кислоты в растворах солей хрома /ш/

 

6Я71 ;.;библио

И Е

ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Сел,налнстическкх реслублкк ii 697924

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 05.04,77 (21) 2472323/23-2g с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 01 N 31/16

Ввуааратвеньл квинтет

СССР

N Naacp нэабретвний в еткрыткЯ

Опубликовано 15.11.79. бюллетень М 42

Дата опубликования описания 15.11.79 (53) УДК 543.257 (088,8) (72) Авторы изобретения

В. М. Масалович и А. Е, Алешечкина (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОБОДНОЙ КИСЛОТЫ

В РАСТВОРАХ СОЛЕЙ ХРОМА (!1О

Изобретение относится к области аналитической и препаративной химии.

Известен способ определения примеси кислоты (или основной соли} в хлорном хроме (II I) рН-метрическим титрованием после связывания хрома (!И) в устойчивый оксалатный комплекс, образующийся при кипячении в течение 20 мин в присутствии известного количества соляной кислоты (1). В случае присутствия примеси основных солей типа (CrOH) Ciz, гидроксильная группа вытесняется оксалат— ионом и взаимодействует с избытком кислоты, который затем с удовлетворительной точностью титруют раствором щелочи.

Недостатком способа является то, что он позволяет установить лишь разницу между концентрацией свободной кислоты и гидроксильных групп, находящихся как примесь в виде комплексного катиона типа (CrOH) + .

Известен также способ, определения концент26 рации. ионов водорода в растворах с постоянной ионной силой, создаваемой иэбыгком электролита с использованием солей типа

NaCIO4, КМОз и т,п. (2)2

По этому методу ионная сила (,с1 "- 1-5) создается фоновым электролитом и не изменяется в процессе . титрования. Однако метод не пригоден для систем, в которых высокая ионная сила обусловлена не фоновым электролитом, а самими гидролизуюшимися солями.

Использование способа затруднено, так как требуется предварительное определение аналитических концентраций всех компонентов смеси и,знание констант их депротонизации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения свободной кислоты в растворах сульфатов хрома (1lf) прямым кондуктометрическим титрованцем раствором щелочи (3).

Недостатком способа является несовпадение экспериментальной кривой титрования с теоретической, т.е. низкая точность результатов.

Цель изобретения — повышение точности определения свободной кислоты в нейтральных и основных солях хрома (III) с анионами сильных кислот, не образующими инертных комплексов.

Таблица 1

Состав смеси, %

Найдено HNOq,%

Сг(МОз) з СгОН (йОз) z 9Нз О

HNO по известно- по известно- предлагаему (1) му (2) мым методомр * 2

97,9

1,6

0,75 0,48

0,5

97,4

1,6

1,0

1,30

0,48

1,03

96,5

3,0

0,5

-0,50

0,65 0,47

3 697

Поставленная цель достигается тем, что в раствор нейтральной или основной соли хрома («I) 3 ° 10"з — 1,2 10" моль/л перед титрованием вводят сульфат щелочного металла, например сульфат натрия 1,5.10 з-6 10" з моль| л, а затем тнтруют раствором щелочи с кондуктометрической индикацией конечной точки титро-. в ания.

На фиг. 1 показано влияние сульфата натрия HR форму кривой кондуктометрнческого !0 титрования щелочью 6-10 зМ раствором нитра. тов хрома (И!), не содержащих свободной кислоты (Ч - 50 мл) ., На фиг. 2 изображены кривые титрования добавки 5 мл 0,1 н HNOj к 6 10 з М раство- !5 рами СгОН(йОз) q и Сг(ИОз) з беэ введения (кривые 1, 2) и с введением 3-10 зМ йаз$04 (3, 4).

На кривых титрования растворов как основнога, так и нейтрального нитрата хрома (f«) 20 (фиг. 1,.кривые 1, 2) в отсутствие свободной кислоты и сульфата натрия появляется нисходящая ветвь. Реакция, обуславливающая появление ее, протекает и в процессе нейтрализации свободной кислоты, в результате чего добавки кислоты определяются с большим завышением (фиг. 2, кривые 1, 2).

Введение сульфата натрия 3 10 з моль/л приводит к исчезновению нисходящей ветви Зо кривой титрования как в растворах. нейтрального, так и основного нитрата хрома («1) (фиг. 1, кривые 3,.4). При концентрации сульфата натрия более, чем 6 10"з моль/л появляется восходящая начальная ветвь, которая зз при содержанин йаз$О4 1,2.10 моль/л (фнг.1, кривые 5, 6) является. зеркальным отражением нисходящей ветви, полученной в отсутствие сульфата натрия.

Нисходящая ветвь исчезает, а восходящая 40 еще не появляется в области концентраций

924

4 сульфата натрия 1,5 10"з — 6,0-10 зМ и хрома («I) 3,0.10 з — 1.2 10" М, Появление нисходящей ветви кривой титровання в отсутствие свободной кислоты и завышение результатов определения свободной кислоты, по-видимому, связано с тем, что взаимодействие хрома («I) с ОН -группами в отсутствие лигандов, образующих инертные комплексы с Сг (111),протекает через стадию образования внешнесферных (лабильных) комплексов типа Сг (Нз О) 4 ОН или (Cr (Hq0) z ОН) ОН.

С введением сульфат-йонов быстро образуются внешнесферные сульфатные комплексы хрома (1«) типа 1Сг(НзО)4) $04 или (Сг(Н,О) зОН) $О и при титровании раствором NaOH реакция идет между гидроксилом и комплексными частицами с заменой в них

$04 на ОН.

Увеличение электропроводности в начальной стадии титрования, когда концентрация сульфата выше оптимальной (фиг.1, кривые 5,6), по-видимому, связано с некоторым накоплением гидроксильных групп, не взаимодействующих с Cr (I«) иэ-за конкуренции $04 .

Добавки растворов HNO3 н НС104 к растворам нейтрального и основного нитрата хрома (Иl) с концентрацией хрома и сульфата натрия в оптимальной области были определены с удовлетворительной точностью (фиг. 2, кривые

3, 4).

Гидроксильные группы 1/3 — основного нитрата хрома (IИ) не реагировали со свободной кислотой в течение 5 ч при комнатной температуре. Это открывает возможность количественного определения свободной кислоты не только в нейтральном нитрате хрома (1«), но и содержащем примесь основного нитрата хрома (И!).

Результаты определения свободной кислоты в модельных смесях приведено в табл. 1 (нав.

0,24 r в 50 мл), 697924

Таблица 2

Найдено, HNOq %

Пример. 1,2 г Cr(NO ) з.9Н О растворяют в воде и переводят в мерную колбу емкостью 100 мл, доводят до метки водой, 10 мл полученного раствора помещают в ячейку, добавляют 5 мл 0,40%-ного раствора йа $04, 35 мл воды и титруют 0,05 н раствором NaOH порциями по 0,2 мл. После добавления каждой порции титранта раствор перемешивают и измеряют электропроводность.

Строят кривую титрования в координатах злектропроводность1 — объем 0,05 н раствора

NaOH. Появление начальной нисходящей ветви кривой титрования указывает на присутствие в растворе свободной кислоты, По точке перегиба кривой определяют количество щелочи, затраченное на нейтрализацию свободной кислоты. Результаты реализации примера приведены в табл. 2.

Предлагаемый способ позволяет количественно определять содержание свободной кислоты в нейтральных, основных или содержащих основную соль как примесь нитратах и перхлоратах хрома (1I!).

Формула изобретения

10 Способ определения свободной кислоты в растворах солей хрома (П1) с анионами сильных кислот, не образующими инертных комплексов, путем титровання растворами щелочей с кондуктометрической индикацией конца титрования, о т л и ч а-ю шийся тем, что с целью повышения точности определения кислоты в нейтральных и основных солях хрома ((fI) перед титрованием в анализируемый раствор вводят сульфат щелочного металла с концентрацией 1,5 ° 10 з — 6 ° 10 моль/л, 1,8

3,0

3,1

4,6

-2,6

-5,2

0,5

-10 0 по известному по известному предлагаемым (1) (2) методом

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

А. Мегов хим.

1972.

И." жур218.

64, 25 1. Масалович В М., Мошкарева Г. ды анализа и коцтроля производства промышленности, НИИТЭХИМ, в. 7., с. 45.

2. Гордиенко В. И., Сидоренко В.

ЗО нал аналитической химии", 1975, 30, 3. Н.Егб сви hrfqen. С1 ет., 500, 1952 (прототип).

697924

2 4 б 8 0 2 ч

ФИ0,1и hfaOH

Составитель А. Жаворонкова

Редактор Л. Веселовская Техред С.Мигай Корректор О Ковинская

Заказ 7472/22 Тираж 1073 Подписное

UHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д; 4/5

Филиал ППП "Патент",г, Ужгород, ул. Проектная, 4