TRAVAUX DE LABORATOIRE 2. "DÉTERMINATION DE LA FRACTION MASSIQUE DE FER DANS LES SELS SOLUBLES DE FER(II) OU DE FER(III)"

But du travail

Apprenez à utiliser la méthode de précipitation pour déterminer la fraction massique d'un composant dans un échantillon en obtenant un sédiment amorphe comme forme précipitée et en calcinant ce dernier jusqu'à obtenir une masse constante.

Cibles

1. Amener le creuset à masse constante.

2. Calcul de la masse optimale d'un échantillon. Calcul du volume optimal de précipitant - solution d'ammoniaque.

3. Prélèvement d'un échantillon.

4. Dissolution de l'échantillon. Oxydation du fer (II) en fer (III) avec de l'acide nitrique.

5. Obtention d'une forme précipitée sous forme d'un précipité amorphe d'hydroxyde de fer(III).

6. Séparation du précipité d'hydroxyde de fer (III) de la liqueur mère par filtration.

7. Lavage du précipité d'hydroxyde de fer(III).

8. Obtention d'une forme gravimétrique d'oxyde de fer (III) par calcination du précipité d'hydroxyde de fer (III) jusqu'à poids constant.

9. Calcul de la fraction massique de fer dans l'échantillon.

10. Traitement statistique des résultats de déterminations parallèles de la fraction massique de fer dans l'échantillon.

Mission d'autoformation

Pour la leçon à connaître : voir paragraphe ci-dessus. 1-4, 6b, 7. Pour la leçon, vous devez être capable de : voir les paragraphes ci-dessus. 1, 2 b, 3, 5. Questions pour l'auto-test : voir les paragraphes ci-dessus. 1-4, 5b, 6b, 7-11, 14, 15, 16b, 17, 19, 20, 21b, 23-34.

Soutien matériel

Plats(pour 1 élève)

Le reste - voir le travail de laboratoire 1 ci-dessus. Réactifs(qualifications « qualité analytique » ou « qualité chimique »)

1. Sels solubles de fer(III) ou de fer(II) : alun d’ammonium ferrique, sel de Mohr, etc.

2. Acide nitrique concentré.

3. Solution aqueuse d'ammoniaque à 10 %.

4. Solution de nitrate d'ammonium à 1 %.

5. Solution de chlorure de baryum à 0,2 mol/l. Appareils : voir laboratoire 1 ci-dessus.

Autre équipement requis : filtres sans cendres « ruban rouge ».

Le reste - voir travaux de laboratoire 1 ci-dessus (sauf pour le point 6). Tableaux pédagogiques.

Méthode de détermination de la fraction massique de fer dans les sels de fer(II) ou de fer(III) solubles

1. L'essence de la technique

La détermination du fer dans les sels solubles de fer(II) ou de fer(III) est basée sur l'oxydation préliminaire du fer(II) en fer(III), la précipitation de l'hydroxyde de fer(III) (forme précipitable), la calcination et la pesée du fer. (III) oxyde (forme gravimétrique).

Le fer (III) est précipité sous forme d'un composé pratiquement insoluble précipité amorphe d'hydroxyde de fer(III) par action de l'ammoniaque :

Au lieu de l'ammoniac, il ne faut pas utiliser d'alcalis caustiques pour la précipitation, car le précipité d'hydroxyde de fer (III) absorbe une quantité notable d'alcalis, difficiles à éliminer lors du lavage du précipité.

Lors d'une précipitation avec une solution d'ammoniaque, il est nécessaire que le fer contenu dans la solution soit sous forme oxydée. L'ion fer(II) n'est pas quantitativement précipité par l'ammoniac, car, parallèlement à la formation de substances peu solubles

des complexes d'hydroxyde et de fer (II) solubles se forment également. À cet égard, après dissolution d'un échantillon de l'échantillon analysé dans l'eau, le fer (II) est oxydé en fer (III) par l'action d'une solution concentrée d'acide nitrique (ou d'une solution de peroxyde d'hydrogène) lorsqu'elle est chauffée :

Les sels de fer(II) et de fer(III) sont tous deux soumis à un traitement à l'acide nitrique, car dans ce dernier, en raison de la pénétration de poussières organiques de l'air, une réduction partielle du fer(II) en fer(III) peut se produire.

Il est à noter que l'acide nitrique sert non seulement à oxyder le fer(II), mais également à empêcher l'hydrolyse des sels de fer, qui se produit avec la formation de sels basiques peu solubles de cet élément :

Si le fer(II) n'est pas complètement oxydé en fer(III), sous l'action de l'ammoniaque, au lieu d'un précipité rouge-brun d'hydroxyde de fer(III), un précipité noir de fer(II) et d'hydroxyde de fer(III) de Il se forme une composition incertaine, très stable lors de la calcination. C'est pourquoi, si un précipité noir est obtenu, il est dissous dans une solution diluée d'acide nitrique lorsqu'il est chauffé et une précipitation à l'ammoniaque est répétée.

La forme précipitée - l'hydroxyde de fer (III) - forme par nature de volumineux sédiments amorphes, caractérisés par une capacité d'adsorption prononcée. La quantité d'impuretés adsorbées dépend de la taille de la surface du sédiment, de sorte que la précipitation de l'hydroxyde de fer (III) est effectuée dans des conditions qui garantissent la production d'un sédiment compact bien coagulé avec la plus petite surface. La précipitation est réalisée à forte sursaturation de la solution par rapport à la forme précipitée dans les conditions suivantes :

a) la précipitation est effectuée à partir d'une solution concentrée avec une solution concentrée d'un précipitant ;

b) la solution précipitante est ajoutée rapidement ;

c) pour éviter la formation de particules colloïdales, on effectue une précipitation à partir d'une solution chaude, de préférence en présence d'un électrolyte coagulant.

Après précipitation, la solution contenant le précipité amorphe est immédiatement diluée avec de l'eau chaude (pour réduire la contamination du précipité par les impuretés adsorbées) et immédiatement filtrée.

Lors de la filtration des sédiments amorphes, un filtre à « ruban rouge » lâche et sans cendre est utilisé. Le précipité peut être lavé à l'eau chaude (dans ce cas, la perte de substance due à la très faible solubilité du précipité est négligeable, et l'utilisation d'eau chaude évite la peptisation du précipité). Cependant, pour prévenir plus efficacement la peptisation, il est recommandé de laver les sédiments avec une solution chaude diluée d'un électrolyte coagulant. Pour ce dernier cas, il convient d'utiliser du nitrate d'ammonium, mais pas du chlorure d'ammonium, car l'utilisation de chlorure d'ammonium peut entraîner une perte de la substance par suite de la volatilisation du chlorure de fer(III) lors de la calcination ultérieure du précipité.

Forme gravimétrique- l'oxyde de fer(III) est obtenu par calcination de la forme précipitée à une température de 800-900 °C :

La calcination à des températures plus élevées ne doit pas être effectuée pour éviter une décomposition thermique partielle de l'oxyde de fer (III) :

Les gaz formés lors de l'incinération du filtre, ainsi que les produits de combustion incomplète du gaz dans le brûleur, peuvent réduire l'oxyde de fer(III) en oxyde de fer(II) et de fer(III), en oxyde de fer(II) et même en oxyde de fer(II). fer. Afin d'éviter cela, il est nécessaire d'assurer un accès d'air suffisant au précipité lors de la calcination.

La fraction massique (en pourcentage) de fer dans l'échantillon est calculée à partir des masses de la forme gravimétrique et de l'échantillon prélevé.

Les principales sources d’erreurs dans le dosage du fer sont dues à la teneur en acide silicique de la solution d’ammoniaque, qui coprécipite avec l’hydroxyde de fer(III). C'est pourquoi vous ne devez pas utiliser une solution d'ammoniaque conservée longtemps dans un récipient en verre. Si l'hydroxyde de fer (III) précipite à partir d'une solution contenant des chlorures, le précipité insuffisamment lavé peut contenir une quantité importante de chlorure de fer (III) coprécipité, qui se volatilise lorsque le précipité s'enflamme. Le mélange d'acide silicique donne des résultats surestimés, et le mélange de chlorure de fer(III) et la conversion de l'oxyde de fer(III) en fer(II) et oxyde de fer(III) donnent une teneur en fer sous-estimée.

2. Calculs préliminaires2.1. Calcul du poids de l'échantillon

La masse optimale de l'échantillon est calculée conformément aux recommandations données précédemment. Valeur de masse approximative

L'enseignant indique le pourcentage (en pourcentage) de fer dans l'échantillon. Le facteur gravimétrique pour déterminer le fer par la masse d’oxyde de fer (III) se trouve dans le « Manuel ». La masse de l'échantillon est calculée approximativement au deuxième chiffre significatif.

2.2. Calcul du volume de la solution précipitante

Une solution aqueuse d’ammoniaque à 10 % est utilisée comme précipitant du fer (III).

1. Fraction massique (pourcentage) de fer Le % dans l'échantillon est calculé par la formule :

Où - masse de fer dans un échantillon, g ; m(poids) - poids de l'échantillon

razza, g; , % - fraction massique approximative de fer dans l'échantillon, %.

2. Pour calculer la masse du précipitant nécessaires à la précipitation du fer(III), constituent la proportion basée sur l'équation de réaction, selon laquelle 3 moles de précipitant sont consommées pour 1 mole de fer(III) :

Où Et - masses molaires du fer(III) et du précipitant selon

respectivement, g/mol.

3. Pour déterminer le volume de la solution précipitante V il faut connaître sa densité p (voir « Ouvrage de référence »). Ensuite, en tenant compte du fait que la fraction massique % indique le nombre de grammes de précipitant contenu dans 100 g de solution ; il est facile de calculer le volume de solution d'ammoniaque contenant ; grammes de précipitant :

4. L'ammoniac étant un précipitant volatil, un excès de deux ou trois fois est recommandé par rapport à la quantité stoechiométrique calculée.

5. La formule finale pour calculer le volume de la solution précipitante a la forme :

Le volume de la solution précipitante est calculé approximativement au deuxième chiffre significatif.

3. Amener le creuset à une masse constante

La calcination du creuset jusqu'à poids constant est réalisée dans un four à moufle à une température de 800-900 °C (voir travail de laboratoire 1).

4. Prélèvement d'un échantillon

Un échantillon d'une masse proche de celle calculée est d'abord pesé sur une balance de pharmacie (avec une précision de ±0,05 g), puis transféré dans un flacon propre et sec et pesé sur une balance analytique (avec une précision de ±0,0002 g). ). Le contenu du flacon est soigneusement versé dans un bécher d'une capacité de 300 à 400 ml, destiné à la précipitation du fer(III). La bouteille contenant l'échantillon restant est à nouveau pesée avec la même précision. La masse d'un échantillon est calculée comme la différence entre le premier et le deuxième résultat de pesée sur une balance analytique.

5. Dissolution d'un échantillon

Une tige de verre propre avec un embout en caoutchouc tourné vers l'extérieur est descendue dans un verre contenant un échantillon dont la masse est connue avec précision, et l'échantillon est traité avec 10 à 15 ml d'eau distillée, mesurés avec une éprouvette graduée. L'eau est ajoutée, en évitant les éclaboussures, sur une tige de verre, en appuyant le nez du cylindre contre celle-ci.

ATTENTION! La tige de verre n'est pas retirée du verre tant que la détermination n'est pas terminée.

Le contenu du verre est agité avec une tige de verre et la quantité appropriée de solution d'acide nitrique concentrée est ajoutée le long de la paroi du verre : 1,0 à 1,5 ml si le sel de fer (II) est analysé et 0,5 à 1,0 ml si le sel de fer (II) est analysé. le sel de fer (III) est analysé). Le contenu du verre est à nouveau mélangé, après quoi le verre est placé sur un grillage en amiante et chauffé sur un brûleur à gaz (ou sur une cuisinière électrique à spirale fermée) jusqu'à ce que la solution soit proche de l'ébullition (vous ne pouvez pas faire bouillir, car le la vapeur peut entraîner des gouttelettes de liquide hors du verre).

ATTENTION! Avant de chauffer, assurez-vous que la surface extérieure du verre est complètement sèche.

Le chauffage est poursuivi jusqu'à ce que l'échantillon soit complètement dissous et que la solution devienne jaune en raison de l'oxydation complète du fer (II) en fer (III).

Simultanément à la solution analysée, un ballon contenant de l'eau distillée et un lavage avec une solution de nitrate d'ammonium à 1% sont également chauffés afin de les utiliser dans des travaux ultérieurs.

6. Obtention d'un formulaire de dépôt

Un certain volume de solution d'ammoniaque à 10 % est ajouté un bâton à la fois à la solution d'essai chaude de sel de fer jaune (III) sous agitation. Ce volume doit être égal à la somme de deux volumes de solution d'ammoniaque :

1) le volume nécessaire pour neutraliser l'acide nitrique contenu dans la solution analysée ;

2) le volume nécessaire à la précipitation presque complète du fer(III) sous forme d'hydroxyde de fer(III).

Le premier volume doit être 2 à 2,5 fois supérieur au volume d'une solution concentrée d'acide nitrique précédemment ajoutée à la solution analysée. Le deuxième volume est pré-calculé (voir ci-dessus). Si le volume de solution d'ammoniaque est déterminé correctement, après l'avoir ajouté à la solution analysée, une légère odeur d'ammoniaque devrait être ressentie.

Pour réduire la coprécipitation des impuretés par un précipité amorphe d'hydroxyde de fer (III), 100 à 150 ml d'eau distillée chaude sont ajoutés à la solution avec le précipité rouge-brun résultant immédiatement après la précipitation.

Le contenu du verre est agité, le précipité est laissé décanter (3 à 5 minutes), après quoi l'intégralité de la précipitation du fer (III) est vérifiée en ajoutant soigneusement 2 à 3 gouttes de solution d'ammoniaque le long de la paroi du verre. La précipitation est considérée comme complète si la formation de flocons de sédiments rouge-brun n'est pas observée. Une précipitation presque complète est également indiquée par le fait que la solution initialement jaune devient incolore à la fin de la précipitation. Après précipitation, commencer immédiatement à filtrer et laver le précipité amorphe.

7. Séparation du précipité de la solution par filtration

Pour séparer les sédiments amorphes, un filtre en papier sans cendre « ruban rouge » est utilisé. Le transfert du précipité sur le filtre et la filtration sont effectués comme décrit ci-dessus dans le travail de laboratoire 1.

8. Laver les sédiments

Une solution chaude à 1% de nitrate d'ammonium est utilisée comme liquide de lavage. Techniques et méthodes de lavage des sédiments - voir travaux de laboratoire 1.

Les dernières portions du liquide de lavage s'écoulant de l'entonnoir sont vérifiées pour vérifier l'intégralité du lavage des sédiments de l'impureté de l'ion sulfate ou de l'ion chlorure, en fonction du sel de fer analysé. Pour vérifier l'intégralité du lavage de l'ion sulfate, environ 1 ml du filtrat est collecté dans un semi-microtube et quelques gouttes d'une solution de chlorure de baryum à 0,2 mol/l y sont ajoutées. L'absence de turbidité (précipité blanc) lors de l'ajout du réactif indique une élimination presque complète de l'ion sulfate. Sinon, le lavage du gâteau de filtration est répété jusqu'à ce que la réaction à l'ion sulfate soit négative. Le réactif pour l’ion chlorure est une solution à 0,1 mol/l de nitrate d’argent.

9. Obtention d'une forme gravimétrique

Séchage du sédiment, incinération du filtre - voir travaux de laboratoire 1. La calcination du sédiment jusqu'à poids constant est effectuée dans un four à moufle à une température de 800-900 °C.

10. Calcul du résultat de l'analyse

La fraction massique (en pourcentage) de fer dans l'échantillon est calculée à l'aide de la formule :

Où - masse de forme gravimétrique - oxyde de fer(III), g ; m(sur-

poids) - masse de l'échantillon, g ; facteur gravimétrique

11. Traitement statistique des résultats de déterminations parallèles

Pour n les résultats des déterminations parallèles de la fraction massique (en pourcentage) de fer dans l'échantillon, %, calculent la moyenne, %, l'intervalle de confiance, l'écart type relatif moyen s r et le pourcentage d'erreur de détermination, %.

12. Vérification du résultat de l'analyse

Effectuez comme décrit ci-dessus.

Questions de sécurité

2. Comment empêcher l’hydrolyse des sels de fer lorsqu’ils sont dissous dans l’eau ?

3. Pourquoi, lors du dosage gravimétrique du fer, une partie de l'échantillon analysé est-elle traitée avec une solution concentrée d'acide nitrique ?

4. Donnez les raisons du choix du précipitant lors de la détermination du fer dans l'alun de ferroammonium. Comment calculer la quantité optimale de précipitant ?

5. Quelles doivent être les conditions de précipitation lors de l’obtention de l’hydroxyde de fer (III) sous forme précipitée ?

6. Comment vérifier l’intégralité de la précipitation de l’hydroxyde de fer(III) ?

7. Pourquoi, après la précipitation d'un précipité amorphe d'hydroxyde de fer(III), la solution contenant le précipité est-elle immédiatement diluée avec de l'eau et ensuite seulement filtrée ?

8. Pourquoi, après précipitation, le précipité d’hydroxyde de fer(III) doit-il être immédiatement séparé de la liqueur mère ?

9. Quels filtres sont utilisés pour séparer les sédiments d’hydroxyde de fer(III) ?

10. Comment éviter la peptisation du précipité d’hydroxyde de fer(III) lors du lavage ?

11. Comment vérifier l'intégralité du lavage du précipité d'hydroxyde de fer (III) de l'impureté de l'ion chlorure de sulfate ?

12. Comment obtenir une forme gravimétrique à partir de la forme précipitée de l’hydroxyde de fer(III) ?

13. Nommez les sources possibles d’erreurs systématiques dans la détermination gravimétrique du fer basée sur la masse d’oxyde de fer(III).

GOST 26318.3-84

Groupe A59

NORME D'ÉTAT DE L'UNION URSS

MINERAI NON MÉTALLIQUES

Méthodes de détermination de la fraction massique d'oxyde de fer (III)

Matériaux miniers non métalliques.
Méthodes de détermination de la fraction massique d'oxyde de fer

OKSTU 5709

Valable à partir du 01/01/86
jusqu'au 01.01.96*
______________________________
* Limite de validité supprimée
selon le Protocole n° 5-94 du Conseil interétatique
sur la normalisation, la métrologie et la certification.
(IUS N 11-12, 1994). - Note.

DONNÉES D'INFORMATION

1. DÉVELOPPÉ ET INTRODUIT par le Ministère de l'industrie des matériaux de construction de l'URSS

DÉVELOPPEURS

N.M. Zolotukhina, V.M. Gorokhova, E.A. Pyrkin, O.N. Feodosyeva, E.I.

2. APPROUVÉ ET ENTRÉ EN VIGUEUR par la résolution du Comité d'État de l'URSS sur les normes du 31 octobre 1984 N 3810

3. AU LIEU DE GOST 20543.3-75 et GOST 14328.2-77

4. DOCUMENTS RÉGLEMENTAIRES ET TECHNIQUES DE RÉFÉRENCE

5. Période de validité prolongée jusqu'au 01/01/96 par décret de la norme d'État de l'URSS du 24/12/90 N 3242

8*. RÉÉDITION (mai 1991) avec modifications n° 1, 2, approuvées en octobre 1986, octobre 1990 (IUS 1-87, 4-91)
________________
*La numérotation correspond à l'original. - Note.

Cette norme s'applique aux matériaux feldspathiques et quartzfeldspathiques, au mica, au diopside et établit des méthodes photométriques et complexométriques pour déterminer la fraction massique du fer total en termes d'oxyde de fer (III).

Si des désaccords surviennent lors de l'évaluation de la qualité sur la base de la fraction massique d'oxyde de fer (III), la détermination est effectuée à l'aide de la méthode photométrique.

1. EXIGENCES GÉNÉRALES

1. EXIGENCES GÉNÉRALES

1.1. Exigences générales pour les méthodes de détermination de la fraction massique d'oxyde de fer (III) - selon GOST 26318.0-84.

2. MÉTHODE PHOTOMÉTRIQUE

La méthode est basée sur la formation d'un composé complexe rouge orangé de fer divalent avec l'orthophénanthroline ou ses analogues (dipyridyle ou chlorhydrate d'orthophénanthroline), stable pendant plusieurs heures.

2.1. Équipements, réactifs, solutions

2.1.1. Pour effectuer l'analyse, utilisez :

Photoélectrocolorimètre ou spectrophotomètre d'absorption atomique ;

Acide chlorhydrique selon GOST 3118-77, dilué 1:1 et 1:3 ;

Acide acétique selon GOST 61-75 ;

Acide tartrique selon GOST 5817-77 ;

Acide ascorbique ;

Chlorhydrate d'hydroxylamine selon GOST 5456-79 ;

Oxyde de fer (III), séché à une température de 105-110°C jusqu'à poids constant ;

Acétate de sodium selon GOST 199-78, concentration de la solution 70-100 g/dm ;

Orthophénanthroline (ou dipyridyl ou chlorhydrate d'orthophénanthroline) ;

Solution tampon pH 3,6 (33 g d'acétate de sodium sont dissous dans l'eau, 58 cm d'acide acétique glacial sont ajoutés et ajustés à 1 dm avec de l'eau).

2.2. Préparation à l'analyse

2.2.1. Préparation du réactif composé

Placer 400 cm de solution tampon, 20 g de chlorhydrate d'hydroxylamine (ou 5 g d'acide ascorbique), 30 g d'acide tartrique et 1 g d'orthophénanthroline (ou dipyridyl, ou chlorhydrate d'orthophénanthroline) dans un verre doseur d'une contenance de 1000 cm3, ajouter de l'eau jusqu'au trait et mélanger. La solution est filtrée dans un flacon muni d'un bouchon rodé.

(Édition modifiée, amendement n° 1, 2).

2.2.2. Préparation d'une solution étalon d'oxyde de fer

0,1 g d'oxyde de fer (III) est placé dans un verre d'une capacité de 150 cm, 50 cm d'acide chlorhydrique dilué 1:1 sont ajoutés, recouverts d'un verre de montre et maintenus au bain-marie bouillant jusqu'à dissolution complète. La solution est refroidie, transférée quantitativement dans une fiole jaugée de 1000 ml, ajoutée au trait avec de l'eau et mélangée.

1 cm de la solution obtenue contient 0,1 mg d'oxyde de fer (III).

2.2.3. Construction d'un graphique d'étalonnage

Dans des fioles jaugées d'une capacité de 50 cm sont prélevés : 0 ; 0,5 ; 1,0 ; 1,5 ; 2.0 ; 2,5 et 3,0 cm d'une solution étalon d'oxyde de fer (III), ce qui correspond à 0 ; 0,05 ; 0,10 ; 0,15 ; 0,20 ; 0,25 et 0,30 mg d'oxyde de fer (III).

20 cm d'une solution de l'expérience à blanc 1 ou 2 selon GOST 26318.1-84, 5 cm du réactif composé sont versés dans les flacons, ajustés au trait avec une solution d'acétate de sodium et mélangés. Après 10 minutes, les solutions sont photométriques à l'aide de cuvettes d'une épaisseur de couche de 10 mm et d'un filtre de lumière bleue (400-500 nm) lors de l'utilisation d'orthophénanthroline ou de chlorhydrate d'orthophénanthroline et d'un filtre de lumière verte (500-520 nm) lors de l'utilisation de dipyridyl. La solution de référence est une solution qui ne contient pas d'oxyde de fer (III).

Sur la base des densités optiques des solutions et des concentrations correspondantes d'oxyde de fer (III), un graphique d'étalonnage est construit.

2.3. Réalisation d'une analyse

2.3.1. A partir de la solution analysée 1 ou 2 selon GOST 26318.1-84, une aliquote est prélevée dans une fiole jaugée de 50 cm en fonction de la teneur attendue en oxyde de fer (III) conformément au tableau 1.

Tableau 1

La même aliquote de la solution de l'expérience à blanc 1 ou 2 est prélevée dans une autre fiole jaugée d'une capacité de 50 cm3.

Ensuite, tous les réactifs sont introduits dans les flacons, comme lors de la construction d'une courbe d'étalonnage, ajustés au trait avec une solution d'acétate de sodium et soigneusement mélangés. La densité optique de la solution de test résultante est mesurée par rapport à la solution à blanc.

À partir de la densité optique mesurée, la teneur en oxyde de fer (III), en mg, est déterminée à partir du graphique d'étalonnage.

2.4. Traitement des résultats

2.4.1. La fraction massique d'oxyde de fer (III) () en pourcentage est calculée à l'aide de la formule

,

où est la masse d'oxyde de fer (III) trouvée à partir de la courbe d'étalonnage, en mg ;

Volume total de solution, cm ;

Le volume d'une aliquote de la solution prélevée pour analyse, cm ;

Poids d'attelage, g.

2.4.2. L'écart admissible entre les résultats de déterminations parallèles ne doit pas dépasser la valeur indiquée dans le tableau. 2.

Tableau 2

3. MÉTHODE COMPLEXONOMÉTRIQUE

La méthode est basée sur la formation d'un composé complexe de fer ferrique avec l'acide sulfosalicylique et sa destruction avec du Trilon B. La méthode est utilisée avec une fraction massique d'oxyde de fer (III) d'au moins 1,5 %.

3.1. Réactifs et solutions

3.1.1. Pour effectuer l'analyse, utilisez :

Acide chlorhydrique selon GOST 3118-77, solution 1 M (80 cm d'acide chlorhydrique dans 1 dm de solution aqueuse) ;

Acide sulfosalicylique selon GOST 4478-78, concentration de la solution 100 g/dm ;

Ammoniac aqueux selon GOST 3760-79, dilué 1:1 ;

Trilon B selon GOST 10652-73, solution 0,025 m préparée à partir d'un titre standard contenant 0,1 g/eq (0,1 mol) de la substance, qui est dissoute dans un ballon de 2 dm3, ajoutée au trait avec de l'eau et mélangée.

(Édition modifiée, amendement n° 2).

3.2. Réalisation d'une analyse

3.2.1. De la solution principale 2, une aliquote de 50 cm est prélevée dans une fiole conique d'une capacité de 300 cm. Ajouter goutte à goutte 0,3 à 0,5 cm de solution d'acide sulfosalicylique et de l'ammoniaque diluée jusqu'à ce que la couleur de la solution commence à passer du violet. à l'orange et immédiatement 5 cm de solution 1 M d'acide chlorhydrique.

La solution est chauffée à 60-70 °C et titrée avec une solution Trilon B jusqu'à disparition de la couleur violette.

3.3. Traitement des résultats

3.3.1. La fraction massique d'oxyde de fer (III) () en pourcentage est calculée à l'aide de la formule

,

où est le volume de solution Trilon B consommé pour le titrage, cm ;

Volume total de la solution échantillon analysée, cm ;

0,001996 - titre de solution 0,025 M de Trilon B pour oxyde de fer (III), g/cm ;

Volume d'une aliquote de la solution prélevée pour analyse, cm ;

Poids d'attelage,

3.3.2. L'écart admissible entre les résultats de deux déterminations parallèles ne doit pas dépasser la valeur indiquée dans le tableau 2.

(Édition modifiée, amendement n° 2).

La détermination est basée sur la précipitation de Fe 3+ sous la forme d'un précipité amorphe peu soluble de Fe(OH) 3 (forme précipitable) suivie d'une calcination en Fe 2 O 3 (forme gravimétrique) :

2Fe 3+ ® 2Fe(OH) 3 ® Fe 2 O 3 + 3H 2 O

Comme précipitant, on utilise une solution d'ammoniaque dont l'excès se décompose facilement lors de la calcination. Les sels de fer pouvant contenir simultanément des ions Fe 3+ et Fe 2+, ces derniers doivent d'abord être oxydés (avec de l'acide nitrique, du peroxyde d'hydrogène, etc.) afin de réduire la solubilité du précipité. L'ajout d'acide nitrique est préférable, car lorsqu'ils sont chauffés, les sels de fer ont tendance à subir une hydrolyse, pour supprimer laquelle la solution est acidifiée avec de l'acide nitrique. Sinon, les sels basiques de fer formés suite à l'hydrolyse forment un précipité qui adhère aux parois du verre et est mal filtré.

La forme précipitée de Fe(OH) 3 est un précipité amorphe de couleur rouge-brun, sujet à la formation de solutions colloïdales. Par conséquent, lors de la précipitation, il est nécessaire de respecter strictement les conditions qui empêchent la formation de solutions colloïdales et conduisent à la formation d'un précipité dense et bien filtré. A cet effet, on précipite à partir d'une solution chaude et concentrée en présence d'un électrolyte coagulant, en ajoutant rapidement une solution concentrée d'ammoniaque. Pour la filtration, utiliser le filtre sans cendres le plus poreux (« paperasse » / « white tape »), et laver le précipité avec une solution diluée de coagulant. Les sels d'ammonium, principalement le nitrate d'ammonium, sont utilisés comme électrolyte coagulant lors de la précipitation et du lavage du précipité, car une partie du précipité, lorsqu'elle est calcinée sous l'influence, par exemple, du chlorure d'ammonium, est transformée en chlorure ferrique volatil :

Fe(OH) 3 + 3NH 4 Cl ® FeCl 3 + 3H 2 O

Une calcination prolongée du sédiment doit être évitée ; elle peut conduire à une réduction partielle de l'oxyde de fer :

6Fe 2 O 3 ® 4Fe 3 O 4 + O 2

Le sédiment est calciné à une température de 1 000 à 1 100 0 C jusqu'à obtention d'une masse constante du creuset avec le sédiment.

H o d a n a l i s a

Calcul du poids. Lors de l'analyse de l'alun de ferroammonium, le calcul est effectué selon le schéma suivant :

2NH 4 Fe(SO 4) 12H 2 O ® 2Fe(OH) 3 ® Fe 2 O 3.

La masse optimale de Fe 2 O 3 ne doit pas dépasser 0,1 g.

Calcul du volume de précipitant. La masse d'ammoniac anhydre nécessaire pour précipiter l'échantillon d'alun calculé est calculée selon l'équation de dépôt.

Le volume requis de solution d'ammoniaque est calculé à l'aide de la formule :

où w est la fraction massique de NH 3 en solution, %

r est la densité de la solution d'ammoniaque.

Étant donné que la solution d'ammoniaque est un précipitant volatil, pour une précipitation presque complète, un double excès de solution est pris.

Prélèvement et dissolution de l'échantillon. L'échantillon calculé (pour l'opération de prélèvement, voir Problème 2) est transféré quantitativement dans un bécher dans lequel sera effectuée la précipitation et dissous dans un volume minimum d'eau en ajoutant 1 à 2 ml d'une solution concentrée de HNO 3 . L'opération d'oxydation est réalisée lors de l'analyse des sels de fer (II). Si des sels de fer (III) sont analysés, dans lesquels il n'y a pas d'ions fer (II), au lieu d'une solution concentrée de HNO 3, ajoutez 1 à 2 ml de 2 M HNO 3. Chauffer délicatement à 80–90 0 C au bain-marie, en recouvrant le verre d'un verre de montre.

Précipitation. Une solution d'ammoniaque à 25 % est ajoutée goutte à goutte à la solution chaude sous courant d'air sous agitation jusqu'à l'apparition d'une turbidité rouge-brun permanente, qui sert de signe de l'établissement d'une acidité dans la solution, à laquelle commence la précipitation de Fe(OH) 3 . Après cela, introduisez rapidement le volume calculé de solution d'ammoniaque et placez le verre avec les sédiments dans un bain-marie (la solution doit sentir l'ammoniaque). Suite à la neutralisation de l'acide avec une solution d'ammoniaque, un sel d'ammonium se forme dans la solution, qui joue le rôle de coagulateur. Lorsqu'ils sont chauffés, les sédiments doivent s'épaissir et se déposer au fond du verre. Si la solution reste trouble et que le précipité est trop lâche, il faut ajouter un peu de nitrate d'ammonium sec dans la solution, mélanger et chauffer à nouveau la solution. Ajoutez 50 à 100 ml d'eau chaude au précipité bien coagulé tout en remuant, laissez reposer 5 à 10 minutes et commencez immédiatement à filtrer.

Filtration et lavage du précipité. Tout d'abord, comme d'habitude, le liquide est décanté des sédiments sur le filtre (« ruban rouge »/« ruban blanc »). Ensuite le précipité est lavé avec un liquide de lavage chaud (solution 2% NH 4 NO 3 + quelques gouttes d'une solution 25% NH 3) d'abord dans un verre puis sur un filtre jusqu'à ce que la réaction pour l'ion SO 4 2- soit négative (test avec du chlorure de baryum) ou Cl - ion si du chlorure ferrique est analysé (échantillon avec du nitrate d'argent). Terminez de laver les sédiments sur le filtre avec de l'eau distillée chaude.

Séchage et calcination La précipitation s'effectue de la manière habituelle, d'abord par incinération du filtre, puis par calcination du creuset avec le sédiment dans un four à moufle jusqu'à masse constante.

Calcul des résultats d'analyse. En calculant la masse du sédiment Fe 2 O 3 résultant à partir de la différence des masses du creuset avec le sédiment et du creuset vide, la masse (g) ou la fraction massique (%) de fer dans le sel est calculée.