Oznaczanie śladowych ilości Fe obok Cu

Oznaczanie śladowych ilości Fe3+ obok Cu2+
/opracowała: dr A. Szymczycha-Madeja/
Oznaczanie śladowych ilości Fe3+ obok Cu2+ składa się z trzech etapów:
a) do roztworu soli Cu2+ zawierającego śladowe ilości Fe3+ dodaje się soli
Al3+ jako nośnika, i strąca amoniakiem Fe(OH)3 łącznie z Al(OH)3,
b) w przesączu oznacza się miedź metodą kompleksometryczną za pomocą
EDTA,
c) Ŝelazo, po rozpuszczeniu osadu, oznacza się spektrofotometrycznie
metodą rodankową.
Wykonanie oznaczenia
1.
Oddzielenie Fe3+ od Cu2+ przez strącanie z nośnikiem
glinowym
Otrzymany roztwór soli miedzi, zawierający śladowe ilości soli Ŝelaza,
naleŜy dopełnić do kreski wodą destylowaną. Następnie do dwóch zlewek
o pojemności 100 ml odpipetować po 25,00 ml badanego roztworu. Dodać 4 ml
roztworu soli Al3+, wymieszać bagietką i zadać 10 ml NH3aq (1:5) (odmierzone
cylindrem miarowym). Po wymieszaniu otrzymany roztwór odstawić na 15 min,
a następnie przesączyć przez miękki sączek jakościowy. Przesącz zbierać do
kolby stoŜkowej w celu kompleksometrycznego oznaczenia miedzi. Osad naleŜy
dokładnie przemyć 50 ml rozcieńczonego roztworu amoniaku (1:50), aŜ do
usunięcia niebieskiego zabarwienia sączka, pochodzącego od kompleksu
aminamiedzi (II) i 15 ml wody destylowanej.
Osad na sączku, zawierający śladowe ilości Ŝelaza, roztworzyć na
gorąco 10 ml 0,5 M HCl do zlewki na 100 ml. Na koniec sączek przemyć
dokładnie 10 ml gorącej wody w celu całkowitego wypłukania soli Fe3+.
Poczekać, aŜ roztwór ostygnie i wtedy przenieść ilościowo zuŜywając nie więcej
niŜ 15 ml wody destylowanej do kolby miarowej na 50 ml (nie uzupełniać
wodą do kreski!!!). W tak otrzymanym roztworze naleŜy oznaczyć Ŝelazo
spektrofotometrycznie (ćw. 3b).
UWAGA: Wszystkie objętości roztworów uŜywane do roztwarzania
i przemywania naleŜy odmierzyć dokładnie cylindrem miarowym.
2. Kompleksometryczne oznaczanie Cu2+
Zebrany w kolbach stoŜkowych przesącz rozcieńczyć w razie potrzeby
do około 100 ml, dodać szczyptę wskaźnika – mureksydu i miareczkować
roztworem EDTA do zmiany barwy z pomarańczowej-czerwonej
(truskawkowej) na intensywnie fioletową. Podczas miareczkowania podłoŜyć
złoŜoną kartkę papieru w ten sposób, aby jedna część znajdowała się pod kolbą
stoŜkową , a druga opierała się o statyw. Obliczyć zawartość miedzi w próbce
otrzymanej do analizy. Wynik podać w mg.
Mureksyd, czyli amonowa sól kwasu purpurowego, w roztworach słabo alkalicznych
(pH≈9) przyjmuje zabarwienie czerwono fiołkowe, przy wzroście pH staje się fioletowe.
Kompleks miedź-mureksyd jest pomarańczowy, ale na początku miareczkowania roztwór moŜe
być ŜółtoróŜowy ze względu na obecność niebieskiego kompleksu tetra amina miedzi (II).
W zaleŜności od ilości dodawanego wskaźnika barwa ta moŜe być róŜowa lub pomarańczowa.
NaleŜy więc dodawać mureksyd ostroŜnie, małymi porcjami i obserwować barwę roztworu.
3. Spektrofotometryczne oznaczanie Fe3+
a) przygotowanie wzorców i wyznaczenie krzywej wzorcowej
Do przygotowania roztworów wzorcowych wykorzystywany jest
roztwór soli Fe3+ o stęŜeniu 10 µg Fe/ml, sporządzony przez 100-krotne
rozcieńczenie roztworem kwasu solnego, roztworu podstawowego Ŝelaza (III)
o stęŜeniu 1000 µg Fe/ml.
W celu sporządzenia roboczych roztworów wzorcowych do
wyznaczenia krzywej wzorcowej naleŜy przygotować 6 kolbek miarowych
o pojemności 50 ml. Do kaŜdej z nich dodać z biurety następujące ilości
roztworu Ŝelaza o stęŜeniu 10 µg/ml: 0 (ślepa próba), 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 i 10,0 ml,
następnie dodać 5 ml 20% roztworu tiocyjanianu potasu i uzupełnić do kreski
0,1 M roztworem HCl. Kompleks Ŝelazo-tiocyjanian jest nietrwały, dlatego
naleŜy dodawać tiocyjanian do wszystkich próbek bezpośrednio przed
pomiarem. Po dokładnym wymieszaniu, roztwory kolejno przelać do kuwety
i zmierzyć ich absorbancję przy długości fali λ=500 nm, stosując jako odnośnik
roztwór ślepej próby. Na podstawie uzyskanych wyników sporządzić krzywą
wzorcową.
b) oznaczenie zawartości Ŝelaza w roztworze otrzymanym do analizy
Do zebranego w kolbie miarowej roztworu zawierającego jony Fe3+
(roztwór z pkt. 1) dodać 5 ml 20% roztworu tiocyjanianu potasu i uzupełnić
wodą do kreski. Po dokładnym wymieszaniu roztworu, zmierzyć jego
absorbancję przy długości fali λ=500 nm i w oparciu o krzywą wzorcową
określić zawartość Ŝelaza (III) w próbce otrzymanej do analizy. Wynik podać
w mg.
Zagadnienia do kolokwium:
1.
2.
3.
4.
Metody rozdziału substancji śladowych w chemii analitycznej.
Metody oznaczania śladów – kalibracja względem wzorców (metoda
krzywej wzorcowej, metoda dodatku wzorca).
Spektrofotometryczne metody oznaczania Ŝelaza.
Obliczenia z kompleksometrii i spektrofotometrycznego oznaczania Fe3+.
Literatura:
1. Z. Szmal, T. Lipiec, Chemia analityczna z elementami analizy
instrumentalnej, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 1996.
2. D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii
analitycznej. Przekład z ang., PWN, Warszawa 2006.
3. A. Cygański, Chemiczne metody analizy ilościowej, WNT, Warszawa 1999.
4. A. Cygański, Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, WNT,
Warszawa 1997.
5. Z. Marczenko, M. Balcerzak, Spektrofotometryczne metody w analizie
nieorganicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998.