1. 方法原理
在硫酸溶液中,六價(jià)鉻被亞鐵離子還原為三價(jià)鉻:
2H2CrO4+6H2SO4+6FeSO4 = Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+8H2O
以苯基代鄰氨基苯甲酸(PA酸)為指示劑指示反應(yīng)終點(diǎn)。
三價(jià)鉻在酸性溶液中,在硝酸銀催化下,以過硫酸銨氧化成六價(jià)銘,得到總鉻量。
Cr2(SO4)3+3(NH4)2S2O8+8H2O=-2H2CrO4+3(NH4)2SO4+6H2SO4
然后測定總鉻量消耗的亞鐵量減去六價(jià)鉻消耗的亞鐵量,即得三價(jià)鉻量。
硝酸銀對(duì)氧化反應(yīng)起催化作用,銀離子和過硫酸銨生成過硫酸銀,過硫酸銀能將三價(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻。氧化反應(yīng)完成后,硝酸銀仍恢復(fù)原來的狀態(tài)。過量的過硫酸銨對(duì)測定有干擾作用,必須經(jīng)煮沸后完全分解出氧氣。分解反應(yīng)如下:
2(NH4)2S2O8+2H2O = 2(NH4)2SO4+2H2SO4+O2↑
2. 試劑
①. 硫酸
1+1,即1體積分量的硫酸加入1體積分量的水中。
②. 苯基代鄰氨基苯甲酸(PA酸)指示劑
0.27g PA酸溶于5mL的5%碳酸鈉溶液中,以水稀釋至250mL.
③. 標(biāo)準(zhǔn)0.1mol硫酸亞鐵銨溶液
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(yīng)加入純鋁片若干,以還原被氧化的高鐵。應(yīng)于使用前定期標(biāo)定。鋁片的存在,有效維持亞鐵離子濃度的穩(wěn)定(1個(gè)月左右)。同時(shí)投入少量NaHCO3,產(chǎn)生的CO2氣體隔絕空氣的氧化。
標(biāo)定:以重鉻酸鉀標(biāo)定。用移液管吸取標(biāo)準(zhǔn)0.1mol重鉻酸鉀溶液(配制:取分析純重鉻酸鉀于150℃干燥1h,在干燥器內(nèi)冷卻,準(zhǔn)確稱取29.421g,溶解于水,在量瓶中稀釋至1L.不需標(biāo)定)10mL于250mL錐形瓶中,加水70mL及1+1 硫酸10mL,磷酸1mL.加入PA酸指示劑4滴,溶液呈紫紅色,用配制好的0.1mol 硫酸亞鐵銨溶液滴定至紫紅色轉(zhuǎn)綠色為終點(diǎn),記錄耗用的硫酸亞鐵銨的體積V(mL)。(終點(diǎn)前應(yīng)逐滴觀察。)
計(jì)算:標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵銨溶液的摩爾濃度
M= 10×0.1×6 / V(mol/L)
④. 1%硝酸銀溶液。稱取1g重的硝酸銀溶解于100mL水中?;蛴?.1mol/L硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液。
⑤. 過硫酸銨。固體。
3. 分析方法
①. 吸取電解液各5mL于A、B兩個(gè)250mL錐形瓶中,各加水50mL(A、B各用于測定鉻酐和三價(jià)鉻之用)。
②. 各加1+1硫酸10mL.
③. 于B瓶中加硝酸銀10mL.
④. 于B瓶中加過硫酸銨2g,煮沸至冒大氣泡2min左右,冷卻。
⑤. 向A、B兩瓶中加PA酸5滴,搖勻。
⑥. 用標(biāo)準(zhǔn)0.1mol硫酸亞鐵銨溶液滴定A、B兩瓶各至由紫紅色變綠色為終點(diǎn),記錄分析A、B各耗用標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵銨溶液各為V1和V2的體積(mL)。V1為分析鉻酐時(shí)耗用硫酸亞鐵銨溶液的體積(mL),V2為分析總鉻酐時(shí)耗用硫酸亞鐵銨溶液的體積(mL).
4. 計(jì)算
式中,52為Cr的相對(duì)原子質(zhì)量。
注:如果鉻酐或三價(jià)鉻含量過高,可適當(dāng)減少電解液所取體積。