Размещено на http://www.allbest.ru/

Филиал ФГБОУ «Башкирский государственный университет»

Определение ионов меди

УДК 66.023.2

Дехтярь Т.Ф., Бочарова Е.С.

E-mail: lizavetabos@mail.ru

Аннотации

Медь является очень востребованной в настоящее время, потому что она содержится во многих сплавах и обладает свойствами, которое нашло применение в электротехнике, ювелирном деле и др. В данной статье приведены качественные методы и количественный метод определения иона меди в растворе. Это самые распространенные методы для определения ионов определяемого компонента. Экспериментальную часть может выполнить любой студент в лабораториях аналитической химии.

Ключевые слова: медь, качественный анализ, количественный анализ, аналитическая химия.

Determination of copper ions

Dekhtyar T.F., Bocharova E.S.

Copper is very popular at the moment, because it is found in many alloys and has properties that has been used in electronics, jewelry and others. This article presents qualitative methods and quantitative method for the determination of copper ion in solution. These are the most common methods for the determination of ions determined component. Experimental part can perform any student in analytical chemistry laboratories.

Keywords: copper, qualitative analysis, quantitative analysis, analytical chemistry.

Медь нашло применение во многих сферах промышленной и сельскохозяйственной деятельности, в приборостроении и в быту. Причиной тому стала существенная активность меди, что дает возможность получить металл из различных сплавов, обладающих свойствами, производственного потребления, удовлетворяющие потребности предприятий, фирм и т.д. Поэтому часто возникает необходимость точного определения содержания меди в различных соединениях.

Главной практической задачей аналитической химии является определение состава веществ и их смесей. Определение ионов меди осуществляется при использовании качественного и количественного анализа.

Задачей качественного анализа является установление состава вещества, то есть выяснение из каких атомов, молекул, ионов состоит вещество. А количественный анализ позволяет установить элементный и молекулярный состав исследуемого объекта или содержание отдельных его компонентов.

Определение качественного состава вещества. Анализируемая проба в большинстве случаев содержит несколько компонентов в различных соотношениях. Для разделения и концентрирования компонентов анализируемой смеси используют методы осаждения, соосаждения, экстракции, хроматографии, электролиза, электрофореза, дистилляции, сублимации, зонной плавки, флотации и др. В основе большинства методов разделения лежит принцип избирательного распределения компонентов пробы между двумя разделяющимися фазами. Открываемый компонент пробы переводят по возможности полностью в одну из фаз.

Для анализа сложных многокомпонентных смесей используют метод последовательного отделения с помощью групповых реагентов небольших групп ионов. Дальнейший анализ этих групп проводят дробным методом, а при необходимости используют дополнительное разделение в каждой группе. Строгую последовательность отделения групп с использованием групповых реагентов называют систематическим ходом анализа. Последовательно отделяемые в систематическом ходе анализа группы ионов называют аналитическими группами. Они лежат в основе аналитической классификации ионов. Для разных схем систематического анализа состав аналитических групп различен, он зависит от используемых групповых реагентов и условий осаждения. Таким образом, на практике для анализа смесей элементов используют сочетание дробного и систематического хода анализа.

Существует несколько схем систематического анализа смесей ионов. В них наиболее широко для целей разделения используют осаждение, затем экстракцию и распределительную (бумажную) и ионообменную хроматографии. Перед систематическим анализом обычно проводят предварительные испытания дробными реакциями [3].

Количественный анализ. Количественный анализ - раздел аналитической химии, задачей которого является определение количества (содержания) элементов, ионов, функциональных групп, соединений или фаз в анализируемом объекте. Наряду с качественным анализом количественный анализ является одним из основных разделов аналитической химии. В зависимости от объектов исследования различают неорганический и органический анализ, разделяемый, в свою очередь, на элементный, функциональный и молекулярный анализ. Помимо специфичности и чувствительности, важной характеристикой методов количественного анализа является точность, то есть значение относительной ошибки определения; точность и чувствительность в количественном анализе выражают в процентах. К классическим химическим методам количественного анализа относится гравиметрический анализ, основанный на точном измерении массы определяемого вещества, а также объёмный анализ. Последний включает титриметрический анализ - метод измерения объёма раствора реагента, израсходованного на реакцию с анализируемым веществом, и газовый объёмный анализ - метод измерения объёма анализируемых газообразных продуктов. В рамках курса аналитической химии подробно изучаются гравиметрический и титриметрический методы анализа [1].

Экспериментальная часть

Качественные реакции на катион меди

1. Щелочи NaOH и KOH образуют с ионами Cu²⁺ голубой осадок Cu(OH)2 , чернеющий при нагревании вследствие превращения в оксид меди (II) CuO:

Cu²⁺ + 2OH = Cu(OH)₂v

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O

2 Гексацианоферрат (II) калия в нейтральной или слабокислой среде образует с ионом Cu²⁺ красно-бурый осадок гексацианоферрата (II) меди (II):

2Cu²⁺ + [Fe(CN)₆]^4- = Cu₂[Fe(CN)₆]v

Осадок нерастворим в разбавленных кислотах, но разлагается при действии щелочей: Cu₂[Fe(CN)₆] + 4NaOH = 2Cu(OH)₂v + Na₄[Fe(CN)₆] [5]

Количественное определение меди окислительно-восстановительным титрованием Стандартизация раствора тиосульфата натрия

Стандартизация раствора тиосульфата натрия основана на титровании йода, выделившегося из аликвоты стандартного бихромата калия, раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала как индикатора.

Стандартизацию раствора тиосульфата натрия проводят по дихромату калия. Установление молярной концентрации раствора тиосульфата натрия по дихромату калия основано на реакциях: Cr₂O₇ ^2- + 6I^- + 14H⁺ = 2Cr⁺³ + 3I₂ + 7H₂O

I₂ + 2S₂O₃ ^2- = 2I^- + S₄O₆ ^2-

Рассчитывают массу навески дихромата калия, необходимую для приготовления 100 мл 0,02 М (1/6 K2Cr2O7) раствора. Навеску взвешивают и количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, растворяют и доводят до метки дистиллированной водой. Отбирают пипеткой 20 мл раствора дихромата в колбу для титрования, прибавляют 15 мл 1М раствора серной кислоты, 1 г йодида калия, растворенного в 5 мл воды. Колбу закрывают, ставят в темное место на 5 минут, так как реакция между дихроматом и йодидом калия идет медленно.

По истечении 5 минут и выделившийся йод титруют раствором тиосульфата натрия, прибавляя его сначала быстро, затем медленно по каплям при перемешивании до получения бледножелтой окраски (так как крахмал частично разлагается в присутствии избытка йода). Затем прибавляют 2-3 мл крахмала и титруют до перехода синей окраски в бледно-зеленую (почти бесцветную). Титрование проводят 2 раза, и если расхождение между результатами не превышает 0,2% берут средний объем V (Na2S2O3). Молярную концентрацию раствора тиосульфата натрия считают по формуле: ион медь химия тиосульфат

Где: m(K2Cr2O7) - масса дихромата калия;

М(1/6 K2Cr2O7) - молярная масса эквивалента дихромата калия;

Vn - объем пробы, мл;

Vk - объем колбы;

V(Na2S2O3) - объем тиосульфата натрия, мл [4].

Определение меди

Определение основано на том, что раствор, содержащий ионы меди подкисляют и добавляют йодид калия и выделившийся йод титруют стандартным раствором тиосульфата натрия. 2Cu ²⁺ + 4I^- = I₂ + Cu₂I

I₂ + 2S₂O₃ ^2- = 2I^- + S₄O₆

Раствор, содержащий Cu²⁺. Анализируемы раствор (10мл) в мерной колбе вместимостью 100 мл разбавляют до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. 20 мл аликвоты переносят пипеткой в колбу для титрования, прибавляют 5 мл 1М раствора серной кислоты и 1г йодида калия в 5 мл воды. Смесь титруют 0,02М раствором тиосульфата натрия. Когда окраска раствора станет желтой, прибавляют 2-3 мл крахмала. Окраска становится грязно-синей, титрование продолжают до бледно-лилового окрашивания. Проводят параллельное титрование [2].

Рассчитывают массу меди в исследуемом растворе в г:

где M(Cu)- молярная масса меди.

Это самые простые и легкодоступные методы качественного определения и окислительно-восстановительного титрования катиона меди, доступные в лабораториях аналитической химии. Знание теории и способов выполнения химического анализа, владение химическими методами анализа необходимо для осуществления контроля сырья, полуфабрикатов и готовой продукции в химической и фармацевтической промышленности.

Список литературы

1. Алексеев В.Н. «Количественный метод анализа». М.: Химия, 1972 .- 106 с.

2. Крешков А.Н. «Основы аналитической химии» 1-2 том. М.: Химия, 1965.

3. Рабинович В.А., Хавин З.Я. "Краткий химический справочник: Справочное издание", 3 изд., Ленинград, "Химия", 1991. - 412 c.

4. Янсон Э. Ю., Путнинь Я. К. Теоретические основы аналитической химии. М.: Высшая школа, 1980.

5. http://lcr.tsu.ru/kurzina/ BB4_Labornii 20practicum_Kurzina.pdf

Размещено на Allbest.ru