§ 16. Амперометрическое титрование

Определение нитратов в среде безводной уксусной кислоты

Все соли азотной кислоты растворимы в воде. Между тем многие нитраты нерастворимы в некоторых неводных растворителях. Вследствие этого становится возможным применять для их определения методы осаждения.

Предлагаемый метод определения нитратов основан на осаждении , который, как известно, хорошо растворим в воде, но малорастворим в среде безводной уксусной кислоты.

Нитраты титруют стандартным уксуснокислым раствором ацетата бария в среде безводной уксусной кислоты по току восстановления нитрат-ионов.

Установка для амперометрического титрования описана выше (см. рис. 146).

В качестве индикаторного электрода используют медный вращающийся микроэлектрод (см. гл. V, § 15), в качестве электрода сравнения — насыщенный каломельный электрод, который соединяют с электролизером электролитическим ключом, заполненным насыщенным раствором хлорида калия в агар-агаре.

Нитрат-ионы восстанавливаются на медном вращающемся индикаторном электроде на фоне 0,05 н. уксуснокислого раствора , образуя хорошо выраженную полярографическую волну с в. Диффузионный ток достигается при в; в соответствии с этим амперометрическое титрование проводят при потенциале —1,0 в.

Кривые титрования имеют два излома. Первый излом соответствует примерно половине оттитрованного вещества, второй — точке эквивалентности.

Методика определения. Навеску анализируемого вещества, содержащего нитрата, взвешенную на аналитических весах в стакане емкостью , растворяют в 1—2 каплях воды и прибавляют н. уксуснокислого раствора хлорида лития.

В микробюретку наливают стандартный 0,2 н. уксуснокислый раствор ацетата бария.

В стакан опускают медный индикаторный электрод и соединяют электролизер с каломельным электродом при помощи электролитического ключа, затем включают мотор, скорость вращения электрода должна быть около 800—900 об/мин. Устанавливают потенциал —1,0 в, включают гальванометр и титруют нитрат-ионы раствором ацетата бария, прибавляя его порциями по . После прибавления каждой порции стандартного раствора отмечают положение светового зайчика на шкале.

На основании полученных данных строят график зависимости показаний гальванометра от прибавленного объема титранта и графически находят объем титранта , соответствующий точке эквивалентности.

Расчет. Содержание нитрата в процентах вычисляют по формуле:

Определение ионов кадмия в среде безводной уксусной кислоты

Метод основан на образовании осадка . Ионы кадмия титруют стандартным уксуснокислым раствором бромида калия в среде безводной уксусной кислоты по току окисления бромид-ионов. В процессе титрования выпадает осадок , который как известно, хорошо растворим в воде, но малорастворим в безводной уксусной кислоте.

Установка для амперометрического титрования (см. рис. 146) описана выше.

В качестве индикаторного электрода используют платиновый вращающийся микроэлектрод (см. гл. V, § 6), в качестве электрода сравнения — насыщенный каломельный электрод, который соединяют с электролизером электролитическим ключом, заполненным насыщенным раствором нитрата калия в агар-агаре.

Бромид-ионы окисляются на илатиновом вращающемся электроде на фоне различных электролитов , образуя хорошо выраженные полярографические волны. В зависимости от фона , колеблется от до в.

Амперометрическое титрование ионов кадмия раствором бромида проводят без фона, так как в присутствии постороннего электролита задерживается образование осадка (вследствие увеличения ионной силы раствора). Фоном в данном случае служит вначале титруемая соль кадмия, а затем электролит, образующийся при титровании. Титрование проводят при потенциале в.

Кривые титрования имеют три излома, последний из которых соответствует точке эквивалентности.

Метод позволяет определять кадмий в присутствии многих других катионов, так как последние не осаждаются бромид-ионами в среде безводной уксусной кислоты.

Этим же методом можно определять бромид-ионы.

Методика определения. В стакан для титрования емкостью наливают анализируемого раствора, содержащего 5—25 мг -ионов, и прибавляют безводную уксусную кислоту до объема . В микробюретку наливают стандартный 0,1 н. уксуснокислый раствор . В стакан опускают платиновый индикаторный электрод и соединяют электролизер с каломельным электродом с помощью электролитического ключа, затем включают мотор, скорость вращения электрода должна быть около 800—900 об/мин. Устанавливают потенциал, равный 4- 1,0 в, включают гальванометр и титруют ионы кадмия уксуснокислым раствором , прибавляя его порциями по . Положение светового зайчика на шкале отмечают после прибавления каждой порции.

На основании полученных данных строят график зависимости показаний гальванометра от прибавленного объема титранта и графически находят объем титранта , соответствующий точке эквивалентности.

Расчет. Содержание кадмия (в г) вычисляют по формуле:

Определение хлоридов методом амперометрического титрования с двумя индикаторными электродами в среде изопропилового спирта

Хлориды титруют в среде изопропилового спирта стандартным изопропаноловым раствором роданида калия. В процессе титрования выпадает осадок , который, как известно, хорошо растворим в воде, но малорастворим в изопропиловом спирте.

Установка для амперометрического титрования (см. рис. 146) описана выше.

В качестве катода используют вращающийся медный электрод, приводимый во вращение мотором . Подробное описание устройства электрода дано выше (см. гл. V, § 15). В качестве анода используют пластинку из медной фольги толщиной 0,3 мм, согнутую в форме цилиндра, ее опускают в стакан для титрования.

Особенностью метода является то, что ни определяемые вещества, ни титранты не дают электродных реакций на медном катоде и аноде. При возрастании напряжения наблюдается увеличение силы тока, но предельный ток не достигается. Возникновение тока в цепи объясняется переходом в раствор ионов меди с анода и восстановлением их на катоде.

Роль определяемых ионов состоит в том, что в процессе титрования происходит изменение электропроводности раствора, а следовательно, и силы тока, вследствие уменьшения концентрации определяемых -ионов по мере их осаждения в виде (ионы хлора в растворе по мере титрования заменяются ионами титранта). Наиболее резко меняется концентрация титруемых ионов вблизи точки эквивалентности.

Методика определения. В мерной колбе емкостью приготовляют приблизительно 0,05 М изопропаноловын раствор определяемого хлорида. В стакан для титрования емкостью помещают этого раствора, изопропилового спирта и опускают электроды, затем включают мотор, скорость вращения катода должна быть 1000 — 1200 об/мин. Устанавливают потенциал, равный —2,0 в, включают гальванометр и титруют хлорид-ионы 0,05 М изопропаиоловым раствором , прибавляя его из микробюретки порциями по . При этом образуется мелкокристаллический осадок .

На основании полученных данных строят кривую титрования в координатах показания гальванометра (-объем титранта ), эта кривая имеет -образную форму, по излому кривой находят объем титранта , соответствующий точке эквивалентности.

Расчет. Содержание хлорида в процентах вычисляют по формуле: