1. 方法原理
在(zai)硫酸溶液中,六價(jia)鉻被(bei)亞鐵離子還原為三價(jia)鉻:
2H2CrO4+6H2SO4+6FeSO4 = Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+8H2O
以苯基代鄰(lin)氨基苯甲酸(PA酸)為指(zhi)示劑指(zhi)示反(fan)應終點(dian)。
三價鉻在酸(suan)性溶液(ye)中,在硝(xiao)酸(suan)銀催(cui)化(hua)下(xia),以過硫酸(suan)銨(an)氧化(hua)成(cheng)六價銘,得到總鉻量。
Cr2(SO4)3+3(NH4)2S2O8+8H2O=-2H2CrO4+3(NH4)2SO4+6H2SO4
然(ran)后測定總鉻量(liang)(liang)消(xiao)耗的亞鐵量(liang)(liang)減去(qu)六(liu)價鉻消(xiao)耗的亞鐵量(liang)(liang),即(ji)得(de)三價鉻量(liang)(liang)。
硝酸(suan)銀對(dui)氧(yang)(yang)化反(fan)應(ying)(ying)起催化作(zuo)用,銀離子和過(guo)硫(liu)酸(suan)銨(an)生成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)硫(liu)酸(suan)銀,過(guo)硫(liu)酸(suan)銀能將三價(jia)鉻(ge)(ge)氧(yang)(yang)化成(cheng)(cheng)(cheng)六價(jia)鉻(ge)(ge)。氧(yang)(yang)化反(fan)應(ying)(ying)完成(cheng)(cheng)(cheng)后,硝酸(suan)銀仍(reng)恢復(fu)原(yuan)來的(de)狀態。過(guo)量(liang)的(de)過(guo)硫(liu)酸(suan)銨(an)對(dui)測定有(you)干擾作(zuo)用,必(bi)須經煮沸后完全分(fen)解出氧(yang)(yang)氣(qi)。分(fen)解反(fan)應(ying)(ying)如下:
2(NH4)2S2O8+2H2O = 2(NH4)2SO4+2H2SO4+O2↑
2. 試劑
①. 硫(liu)酸
1+1,即1體積(ji)分(fen)量的(de)硫酸加入(ru)1體積(ji)分(fen)量的(de)水(shui)中。
②. 苯基(ji)代鄰氨基(ji)苯甲酸(PA酸)指(zhi)示劑
0.27g PA酸溶于5mL的5%碳酸鈉溶液中,以水稀釋(shi)至250mL.
③. 標準0.1mol硫酸亞鐵銨溶(rong)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(ding):以重(zhong)鉻(ge)(ge)酸(suan)鉀標(biao)定(ding)。用移液(ye)管(guan)吸取標(biao)準0.1mol重(zhong)鉻(ge)(ge)酸(suan)鉀溶(rong)液(ye)(配(pei)(pei)制:取分(fen)析(xi)純重(zhong)鉻(ge)(ge)酸(suan)鉀于(yu)150℃干(gan)燥1h,在干(gan)燥器內冷卻,準確稱(cheng)取29.421g,溶(rong)解于(yu)水,在量瓶中稀釋至(zhi)1L.不需標(biao)定(ding))10mL于(yu)250mL錐形(xing)瓶中,加水70mL及1+1 硫酸(suan)10mL,磷酸(suan)1mL.加入PA酸(suan)指示劑4滴,溶(rong)液(ye)呈紫(zi)紅(hong)色(se),用配(pei)(pei)制好的0.1mol 硫酸(suan)亞(ya)鐵銨溶(rong)液(ye)滴定(ding)至(zhi)紫(zi)紅(hong)色(se)轉綠色(se)為終點(dian),記錄耗用的硫酸(suan)亞(ya)鐵銨的體積V(mL)。(終點(dian)前應(ying)逐滴觀察(cha)。)
計算:標準硫(liu)酸亞鐵銨溶液的(de)摩(mo)爾濃(nong)度(du)
M= 10×0.1×6 / V(mol/L)
④. 1%硝(xiao)(xiao)酸(suan)銀(yin)溶(rong)液。稱取1g重(zhong)的(de)硝(xiao)(xiao)酸(suan)銀(yin)溶(rong)解于100mL水中。或用(yong)0.1mol/L硝(xiao)(xiao)酸(suan)銀(yin)標準溶(rong)液。
⑤. 過硫酸銨(an)。固體。
3. 分(fen)析方法
①. 吸取電解液(ye)各5mL于A、B兩(liang)個250mL錐(zhui)形瓶中(zhong),各加水50mL(A、B各用(yong)于測(ce)定鉻(ge)(ge)酐和三價鉻(ge)(ge)之(zhi)用(yong))。
②. 各加1+1硫酸(suan)10mL.
③. 于B瓶(ping)中(zhong)加硝(xiao)酸(suan)銀10mL.
④. 于(yu)B瓶中加過硫酸銨2g,煮沸至(zhi)冒大氣泡2min左右,冷卻。
⑤. 向A、B兩瓶中加(jia)PA酸5滴,搖勻。
⑥. 用(yong)(yong)標準0.1mol硫酸亞鐵銨(an)(an)(an)溶(rong)液(ye)滴定A、B兩瓶各至由紫紅色變綠色為(wei)(wei)終點,記(ji)錄分(fen)析A、B各耗用(yong)(yong)標準硫酸亞鐵銨(an)(an)(an)溶(rong)液(ye)各為(wei)(wei)V1和V2的(de)體(ti)(ti)積(ji)(mL)。V1為(wei)(wei)分(fen)析鉻酐(gan)時(shi)耗用(yong)(yong)硫酸亞鐵銨(an)(an)(an)溶(rong)液(ye)的(de)體(ti)(ti)積(ji)(mL),V2為(wei)(wei)分(fen)析總鉻酐(gan)時(shi)耗用(yong)(yong)硫酸亞鐵銨(an)(an)(an)溶(rong)液(ye)的(de)體(ti)(ti)積(ji)(mL).
4. 計算
式中,52為(wei)Cr的相對(dui)原子質量(liang)。
注(zhu):如果鉻酐或三(san)價鉻含量過高,可適(shi)當減少(shao)電解(jie)液(ye)所取體積(ji)。