CZĘŒĆ PRAKTYCZNA ĆWICZENIA

Ćwiczenie 3.
CZĘŚĆ PRAKTYCZNA ĆWICZENIA
CEL
1. Wykonanie oznaczenia tlenu rozpuszczonego w wodzie metodami Winklera i Leithego.
2. Porównanie otrzymanych wyników z normą dla wody do picia.
OZNACZENIE METODĄ LEITHEGO
Zasada oznaczenia:
Próbkę wody zadaje się roztworem siarczanu żelazawego w nadmiarze i alkalizuje KOH. Tlen
obecny w wodzie utlenia wodorotlenek żelazawy do żelazowego. Ciecz zakwasza się, a
nadmiar FeSO4 oznacza się nadmanganianem.
Wykonanie:
1. Szklane naczynie z doszlifowanym korkiem (o pojemności 250 cm3) wypełnić
całkowicie wodą.
2. Pipetą wprowadzić od dna naczynia 5 cm3 0,1N FeSO4 (nadmiar wody wypływa).
Końcówka pipety ma niemal dotykać dna naczynia. Roztwór wprowadzać powoli.
3. Dodać 5 pastylek KOH.
4. Zamknąć naczynie tak, aby nie pozostał żaden pęcherzyk powietrza i pozostawić na
kilka minut do opadnięcia osadu.
5. Dodać do naczynia 5 cm3 50 % H2SO4 (podobnie jak wyżej - od dna).
6. Naczynie zakorkować (nadmiar płynu będzie się wylewać po ściankach), ciecz skłócić
i pozostawić do rozpuszczenia osadu i zaniku żółtego zabarwienia.
7. Zakwaszoną ciecz spłukać do kolby stożkowej o pojemności 300 cm3 i natychmiast
odmiareczkować 0,1N KMnO4 do słaboróżowego zabarwienia utrzymującego się
przez 10 sekund (b – objętość KMnO4 użyta do miareczkowania próbki wody).
8. Ustalić stosunek miana roztworów FeSO4 i KMnO4 w ten sposób, że 5 cm3 0,1N
FeSO4 i 5 cm3 50% H2SO4 rozcieńczyć w kolbie miarowej wodą destylowaną do
250 cm3 i odmiareczkować 0,1N KMnO4 (a - objętość KMnO4 użyta do ustalenia
miana).
9. Wyznaczyć X z proporcji:
5 ml 0,1 N FeSO4 → a ml 0,1 N KMnO4
(a - miano)
(b - próba badana)
X ml 0,1 N FeSO4→ b ml 0,1 N KMnO4
10. Obliczyć zawartość tlenu rozpuszczonego w badanej próbce wody w mg O2 / dm3.
Liczba ml 0,1 N FeSO4 × 0,8 daje w mg zawartość tlenu w pojemności naczynia.
(5 - X) × 0,8 × (1000/V) odpowiada mg O2 / dm3
gdzie: V - objętość próbki wody
1
Ćwiczenie 3.
TAB. 1. ROZPUSZCZALNOŚĆ TLENU W WODZIE W ZALEŻNOŚCI OD TEMPERATURY PRZY CIŚNIENIU 1013 hPa.
Temperatura
ºC
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Rozpuszczalność
tlenu [mg · dm-3]
14,64
14,22
13,82
13,44
13,09
12,74
12,42
12,11
11,81
11,53
11,26
11,01
10,77
10,53
10,30
10,08
9,86
9,66
Temperatura
ºC
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
Rozpuszczalność
tlenu [mg · dm-3]
9,46
9,27
9,08
8,90
8,73
8,57
8,41
8,25
8,11
7,96
7,82
7,69
7,56
7,43
7,30
7,18
7,07
6,95
2
Ćwiczenie 3.
OZNACZENIE METODĄ WINKLERA
W procesie utrwalania próbki mangan wprowadzony do wody jako roztwór MnSO4 wytrąca
się w środowisku zasadowym (KI + KOH) w postaci kłaczkowatego białego osadu Mn(OH)2:
_
Mn2+ + 2OH
Mn(OH)2 ↓
biały kłaczkowaty osad
Zawarty w badanej próbce rozpuszczony tlen utlenia Mn (II) do Mn (IV) zgodnie z reakcją:
2Mn(OH)2 + O2
2MnO(OH)2 ↓
jasnobrązowy osad
W środowisku kwaśnym pod wpływem Mn(IV) wydziela się z jodku potasu wolny jod w
ilościach równoważnych do zawartości tlenu w badanej próbce, zgodnie z reakcjami:
MnO(OH)2 ↓ + 4H+
Mn4+ + 2 I
_
Mn4+ + 3H2O
Mn2+ + I2
Wydzielony jod oznacza się metodą miareczkową za pomocą tiosiarczanu (VI) sodu wobec
skrobi jako wskaźnika:
I2 + 2S2O3
2-
_
2 I + S4O6
2-
W oznaczeniu przeszkadzają: zawiesiny w ilości powyżej 50 mg · dm-3, substancje utleniające
jodki do wolnego jodu (np. wolny chlor) oraz substancje utleniające się wydzielanym wolnym
_
jodem w środowisku kwaśnym lub tlenem w środowisku zasadowym (np. Fe2+, NO2 , S2-).
Odczynniki:
KI – roztwór zasadowy. Przygotowanie: w kolbie miarowej o pojemności 1 dm3
rozpuścić w jak najmniejszej ilości wody destylowanej 150g KI, w oddzielnym
naczyniu rozpuścić 700g KOH i po schłodzeniu wlać roztwór KOH do kolby
miarowej, całość dopełnić wodą destylowaną do kreski
MnSO4 – roztwór. Przygotowanie: rozpuścić w wodzie destylowanej 400g MnSO4 ·
2H2O, przesączyć i dopełnić w kolbie miarowej do objętości 1 dm3
H2SO4 cz.d.a.
0,025M Na2S2O3
roztwór 0,5% (m/m) skrobi rozpuszczalnej
Wykonanie:
1. Zmierzyć temperaturę badanej wody!
2. Do kolby stożkowej o pojemności 250 cm3 całkowicie napełnionej badaną wodą
dodać (jeżeli próbka nie była uprzednio utrwalona) 1 cm3 roztworu MnSO4 i 2 cm3
zasadowego roztworu KI. Przy dodawaniu odczynników należy koniec pipety
wprowadzić pod powierzchnię wody (na dno kolby) tak, by nadmiar cieczy podczas
dodawania wypływał po ściankach.
3. Kolbę zatkać szczelnie korkiem nie pozostawiając pęcherzyka powietrza pod nim.
3
Ćwiczenie 3.
4. Zawartość kolby dobrze wymieszać (około 50 sekund), aż do uzyskania jednolitej
zawiesiny i pozostawić do opadnięcia związku manganu na dno.
5. Następnie pod powierzchnię cieczy (jak wyżej) wprowadzić 1 cm3 H2SO4 (cz.d.a.).
6. Kolbę zakorkować i wymieszać, aż do całkowitego rozpuszczenia osadu, po czym
kolbę odstawić na kilka minut w celu wydzielenia wolnego jodu.
7. Do kolby stożkowej o pojemności 300 cm3 odmierzyć 100 cm3 roztworu badanego,
miareczkować 0,025M Na2S2O3 do jasno – słomkowego zabarwienia.
8. Dodać 1 cm3 roztworu skrobi i szybko zmiareczkować do odbarwienia się próbki.
9. Obliczyć zawartość tlenu rozpuszczonego w wodzie (x). Wynik podać w mg
(O2)/dm3:
x=
0,2 ⋅V1 ⋅ 1000
V
gdzie:
V1 – objętość roztworu Na2S2O3 zużyta do miareczkowania wydzielonego jodu I2, w cm3;
0,2 – ilość tlenu odpowiadająca 1 cm3 roztworu Na2S2O3 o stężeniu ściśle równym 0,025
mol/dm3, w mg;
V – objętość próbki wody użytej do miareczkowania, w cm3.
10. Obliczyć zawartość tlenu rozpuszczonego w wodzie w procentach nasycenia tlenem
(Xn) w danej temperaturze wg wzoru:
xn =
x
⋅100%
b
gdzie:
x – zawartość tlenu rozpuszczonego w wodzie, w mg (O2)/dm3;
b – ilość tlenu (w mg) potrzebna do nasycenia 1 dm3 wody destylowanej o
temperaturze badanej wody, stykającej się z powietrzem przy ciśnieniu 1013 hPa
(maksymalną zawartość tlenu odczytać z Tab.1.).
4