Визначення вмісту H2SO4 в складі електроліту хромування VI+

[Techemy]

Масова концентрація сульфатної кислоти в електроліті хромування VI+ визначається в основному двома методами: ультрацентифугуванням та гравіметрією.

Ультрацентрифугування полягає в осадженні сульфатної кислоти барій хлоридом в спеціальній колбі з закритим градуйованим кінчиком, в якому збирається осад барій сульфату при ультрацентрифугуванні на 1300-1500 об./хв.
Після ультрацентрифугування значення висоти осаду BaSO4 примножують на певний коефіцієнт в результаті отримують масову концентрацію сульфатної кислоти в зразку електроліту.

Гравіметричний метод полягає в осадженні сульфатної кислоти барій хлоридом, фільтруванні та прожарюванні отриманого осаду в муфельній печі. Масу отриманого осаду перераховують на масову концентрацію сульфатної кислоти в зразку електроліту.

Обидва методи потребують використання дорогого обладнання (ультрацентрифуга, муфельна піч) яке не завжди є в хімічній лабораторії на виробництві.

Чи можна визначити масову концентрацію сульфатної кислоти в електроліті хімічними об'ємними методами?

Ділимось ідеями та досвідом

[Techemy]

Метод визначення масової концентрації сульфатної кислоти (H2SO4) в кислому електроліті хромування Cr^VI+

Метод засновано на осадженні сульфатної кислоти надлишком барій хлориду точно відомої концентрації, визначенні надлишку барій хлориду у вигляді барій хромату, розрахунку барій хлориду, який осаджує сульфатну кислоту і розрахунку вмісту сульфатної кислоти в електроліті.

1. Реактиви та обладнання.
1.1. Розчин електроліту хромування Cr^VI+ кислотного з концентрацією CrO3 250,00 г/л та H2SO4 1,96 г/л. Стандартний розчин для перевірки методики.
1.2. Розчин калій гідроксиду (натрій гідроксиду) 300 г/л.
1.3. Розчин барій хлориду 50.00 г/л.
1.4. Дистильована вода.
1.5. Розчин KI 100 г/л.
1.6. Розчин Na2S2O3 0.1M.
1.7. Розчин концентрованої хлоридної кислоти з дистильованою водою 1 : 1.
1.8. Розчин крохмалю.
1.9. Конічні колби 250 мл, воронки, фільтрувальний папір, мірний циліндр 25 мл, піпетки 10, 2 мл, гумова груша, електрична плитка.

Хід виконання методики визначення H2SO4
1. 10.00 мл розчину електроліту переносять в конічну колбу, додають 25 мл дистильованої води, нагрівають до 50-80*С і додають 2.00 мл розчину BaCl2.

H2SO4 + BaCl2 = 2HCl + BaSO4

2. Нейтралізують кислотність розчину до лужної реакції додавши 10 мл калій гідроксиду. Колір розчину змінюється з помаранчевого на жовтий, також спостерігаємо утворення додаткового осаду барій хромату. Розчин охолоджуємо до температури ~20*С.

BaCl2 + K2CrO4 = 2KCl + BaCrO4

3. Фільтруємо розчин через фільтр червона стрічка. Ретельно промиваємо осад барій хромату і фільтр дистильованою водою від залишків розчинного хромату.

4. Переносимо воронку в колбу де осаджувався барій хромат і змиваємо осад барій хромату з фільтру у воронку кількома порціями розчину хлоридної кислоти (не більше 50 мл.) промиваємо дистильованою водою. Стінки колби омиваємо розчином хлоридної кислоти.

5. Додаємо в колбу з кислим розчином барій хромату 10 мл розчину КІ. Витримуємо колбу в темному місці 5 хв.

6. Титруємо йод 0.1М розчином натрій тіосульфату (V1) з додаванням крохмалю наприкінці титрування.

Розрахунки
Cm(H2SO4) = 4,7098 - V1 * 0,3269

[Sitalin]

Комплексонометричний метод визначення сульфатів.

Осад барій сульфату (див. ваговий метод) розчиняють у розчині комплексону III і титрують надлишок його хлоридом цинку з індикатором хромоген чорний ЕТ-00.

Реактиви:
Хлоридна кислота, пл. 1,19 г/см3.
Етиловий спирт 96%.
Амоніак, 25%-ний розчин.
Комплексон ІІІ, 0,1 н. розчин.
Хлорид цинку, 0,1 н. розчин.
Хромоген чорний ЕТ-00 Розчиняють 0,1 г індикатора 50 мл спирту.

Хід визначення.
У конічну колбу ємністю 250 мл поміщають 10 мл розчину електроліту, додають 10 мл соляної кислоти, 30 мл спирту і кип'ятять до видалення запаху альдегідів. Осаджують сульфат-іони барій хлоридом, як описано у ваговому методі, і відфільтровують. Осад барій сульфату промивають на фільтрі гарячою водою, переносять разом з фільтром в колбу, в якій проводили садження сульфату барію, доливають 100 мл води, 10 мл 25% розчину аміаку і 20 мл 0,1 н. розчину комплексону ІІІ.
Колбу нагрівають до 60-70*С і розчин перемішують до розчинення осаду. Після охолодження додають 5-10 мл 25% розчину амоніаку і титрують розчин 0,1 н. розчином цинк хлориду з індикатором хромоген чорним ЕТ-00 до появи рожево-бузкового забарвлення. Вміст сульфат-іону (х) у г/л обчислюють за формулою:

x = (a - bC)*K*0.0048*1000/m

де а - об'єм 0.1 н. розчину комплекеону III, введеного в пробу, мл; b - об'єм 0,1 н. розчину цинк сульфату, витраченого на титрування надлишку комплексону III, мл; С - співвідношення концентрацій розчинів цинк сульфату та комплекеону III; К - поправка до титру розчину комплекеону III; 0,0048 - теоретичний титр 0,1 н. розчину комплекеону III по SO4, г/мл; m - кількість електроліту в розчині, взятому для аналізу, мл.

[Chemist]

МВВ 081/12-0007-01 Поверхневі та очищені стічні води. Методика виконання вимірювань масової концентрації сульфатів гравіметричним методом передбачає осадження сульфатів барій хлоридом та прожарювання і зважування осаду барій сульфату.

Використав Комплексонометричний метод визначення сульфатів з попереднього посту, трохи видозмінений. Результати відмінні.

Важливо, щоб кількість Трилон Б була приблизно в два рази більшою за очікуваний вміст сульфатів в пробі.

Осад Барій сульфату

IMG_20240401_201603_979.jpg (70.19 Кіб) Переглянуто 36087 разів

Додати дистильованої води ~100 см³ у колбу в якій проводилось осадження + фільтр з осадом барій сульфату + 10 см³ 25% амоніаку + 10.00 см³ 0.05М Трилон Б. Кип'ятити розчин з осадом до розчинення.

Осад Барій сульфату розчинений з Трилон Б в амоніачному середовищі

IMG_20240401_201607_671.jpg (80.86 Кіб) Переглянуто 36087 разів

Після розчинення осаду, в трохи охолоджений розчин додається індикатор Хромовий темно-синій

Розчин з індикатором Хромовий темно-синій

IMG_20240401_201611_357.jpg (69.46 Кіб) Переглянуто 36086 разів

Розчин титрується 0.005М MgSO4 до зміни забарвлення

Зміна забарвлення індикатору Хромовий темно-синій в точці еквівалентності

IMG_20240401_201616_528.jpg (64.17 Кіб) Переглянуто 36082 разів

Було проведено серію визначень вмісту сульфатів на розчинах виготовлених з фіксаналів Трилон Б 0.05М, MgSO4 0.005M для осадження сульфатів і титрування розчиненого барій сульфату.