§ 31. Определение карбонатов

Определение содержания растворимых в воде карбонатов щелочных металлов (например, в соде). Принцип метода. Определение основано на титровании растворов соды стандартным раствором хлористоводородной кислоты.

Если для анализа дан кристаллический продукт, то можно выполнять титрование и методом пипетирования, и методом отдельных навесок. Если же для анализа дан раствор соды, то определение ведут по методу пипетирования. В качестве индикатора применяют метиловый оранжевый или смешанный индикатор (1 г метилового оранжевого и 2,5 г индигокармина дистиллированной воды).

Уравнения реакции:

При добавлении половины кислоты, требующейся согласно указанным уравнениям, нейтрализуется «наполовину» и превращается в . При дальнейшем добавлении кислоты реагирует с . Поэтому кривая нейтрализации кислотой характеризуется двумя скачками титрования, соответствующими двум точкам эквивалентности (см. § 8).

Методика определения. Если исходят из кристаллического (твердого) продукта, то сначала рассчитывают соответствующую навеску (см. § 28). При работе по методу отдельных навесок рассчитанную навеску переносят в коническую колбу, добавляют дистиллированной воды и титруют хлористоводородной кислотой. При работе по методу пипетирования рассчитанную навеску переносят в мерную колбу, растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до метки. Если для анализа дан раствор соды, то его разбавляют в мерной колбе дистиллированной водой до метки.

Содержимое мерной колбы тщательно перемешивают, с помощью пипетки отбирают для титрования приготовленного раствора в коническую колбу и добавляют 1—2 капли индикатора. Титрование ведут до перехода окраски из желтой в оранжевую (при пользовании метиловым оранжевым) или из зеленой сначала в серую, а затем — от следующей капли — в фиолетовую (при пользовании смешанным индикатором).

Техника титрования хлористоводородной кислотой такая же, как при титровании кислотой раствора тетрабората натрия (см. § 28).

Если данный раствор окажется очень разбавленным, то на его титрование расходуется небольшое количество 0,1 н. раствора (иногда меньше . В таком случае для титрования используют большую пробу анализируемого раствора или титруют более разбавленной (0,01 н.) кислотой, или раствор предварительно упаривают до нужного объема, если он не содержит летучих веществ.

Расчет результатов анализа. В зависимости от , как проводилось титрование, для вычисления содержания определяемого вещества пользуются различными формулами (см. гл. I, § 10).

Определение нерастворимых в воде карбонатов. Принцип метода. Определение содержания нерастворимых в воде карбонатов прямым титрованием стандартным раствором кислоты представляет определенные трудности:

1) вследствие нерастворимости в воде анализируемого карбоната процесс прямого титрования навески его протекает медленно;

2) многие нерастворимые в воде карбонаты содержат примеси, мешающие прямому титрованию;

3) выделяющаяся при титровании угольная кислота мешает определению в присутствии индикаторов, меняющих свою окраску в щелочной среде (например, в присутствии фенолфталеина).

Поэтому для определения нерастворимых в воде карбонатов наиболее рациональным является метод обратного титрования, основанный на растворении навески анализируемого карбоната в растворе и последующем титровании избытка кислоты стандартным раствором щелочи.

Методика определения. Рассчитанную (см. § 28) и взвешенную сначала на технических, а затем на аналитических весах навеску переносят в коническую колбу, добавляют дистиллированной воды и стандартного раствора хлористоводородной кислоты.

Во избежание разбрызгивания смеси и потерь анализируемого раствора вследствие выделения колбу ставят наклонно. Для окончательного завершения растворения карбоната и удаления двуокиси углерода содержимое колбы кипятят. По охлаждении колбы избыток кислоты оттитровывают стандартным раствором едкого натра в присутствии метилового оранжевого.

Примечание. Вместо стандартного раствора можно применять и нестандартный его раствор. Для этого приблизительно 0,1 н. раствора предварительно оттитровывают в отдельной конической колбе стандартным раствором едкого натра. Затем навеску карбоната растворяют при нагревании в другой колбе в том же объеме кислоты. По охлаждении колбы избыток кислоты оттитровывают едким натром. Зная сколько миллилитров раствора израсходовано на титрование избытка кислоты раствора , легко вычислить, какому объему стандартного раствора соответствует (эквивалентна) навеска анализируемого карбоната.

Расчет результатов анализа. Для того чтобы вычислить стандартного раствора , эквивалентного содержанию определяемого карбоната, прореагировавшего с хлористоводородной кислоты, необходимо из Уыаон стандартного раствора , эквивалентного общему количеству добавленного к пробе раствора вычесть стандартного раствора , расходуемого на титрование избытка раствора .

Зная объем , вычисляют содержание определяемого вещества исходя из основного правила эквивалентности.