Визначення розчиненого кисню у воді

(контрольне завдання)

Визначення розчиненого у воді кисню ґрунтується на здатності манган(II) гідрату закису окиснюватися за наявності лугу до манган(IV) гідрату:

2Mn(OH)₂ + O₂ → 2MnО(OH)₂

Унаслідок дії на манган(IV) гідрат хлоридної кислоти утворюється вільний хлор Сl₂ у кількості, еквівалентній розчиненому у воді O₂:

2MnО(OH)₂ + 2Cl^- + 4H⁺ → Mn²⁺ + Cl₂ + 3H₂O

За наявності йодиду калію хлор виділяє еквівалентну кількість йоду

Cl₂ + 2I ^- → I₂ = 2Cl^-,

який титрують Na₂S₂O₃: I₂ + 2S₂O₃^2- ↔ 2I^- + S₄O₆^2-

Реактиви, обладнання: розчин NaOH+KI (32 г NaOH та 20 г KI у 100 см³ води), розчин MnCl₂(50 г MnCl₂·4H₂O у 100 см³ води), ~0,1 М (1/2 Na₂S₂O₃) розчин Na₂S₂O₃, НCl_конц., піпетки з довгим носиком ємністю 1 см³, бюретка ємністю 25 см³, розчин крохмалю.

Хід роботи

Кількість розчиненого у воді кисню може зазнавати значних коливань, тому її визначення починають завжди на місці взяття проби. Послідовність дій при цьому така: досліджувану воду набирають у точно прокалібровану склянку з притертим корком ємністю від 150 до 300 см³ так, щоб у разі її закривання між корком і водою не було повітря. У процесі наповнення склянки реєструють температуру води. У випадку взяття проби з водопровідного крана на нього надівають каучукову трубку, вільний кінець якої опускають на дно склянки. Відкривши кран, дають воді протягом декількох хвилин переливатися через горло склянки, після чого її обережно закривають корком. Коли склянка в такий спосіб буде заповнена, у неї послідовно, за допомогою спеціальних піпеток із довгими носиками, що опускаються на дно склянки, уводять 1 см³ розчину NaOH + KI та 1 см³ розчину, що містить MnCl₂. Після цього склянку закривають корком, струшують і залишають на деякий час. Коли на її дні з’явиться осад, у неї доливають таким же чином, як і попередні розчини, 3–5 см³ концентрованої НCl та закривають корком. Після повного розчинення осаду вміст склянки переливають у колбу, а її промивають дистильованою водою та виливають рідину в ту ж колбу, потім титрують розчином натрію тіосульфату, додавши під кінець титрування крохмальний розчин. Одержані результати обчислюють за формулою

,

де V – ємність склянки (см³); V ₁ – об’єм улитих реактивів (см³).

Контрольні запитання та завдання

1. Як обчислюють фактор еквівалентності в окисно-відновних реакціях?

2. Чому недоцільно брати точну наважку KMnО₄ у разі готування його розчину для титрування?

3. Укажіть способи визначення кінцевої точки титрування в редокс-методах.

4. Перелічіть відомі вам титранти, що мають окисні або відновні властивості, і вкажіть, що можна визначати за допомогою цих титрантів.

5. Що таке стандартний окисно-відновний потенціал?

6. Напишіть рівняння, яке описує залежність окисно-відновного потенціалу від концентрації.

7. Перелічіть фактори, що впливають на величину окисно-відновного потенціалу.

8. Розчином ванадію(III) із концентрацією 0,1000 М титрують 0,1000 М розчин K₂Cr₂O₇ при рН 1,0. Розрахуйте потенціал, за якого ступінь відтитровування розчину дорівнює 1,001.

9. Наведіть рівняння для розрахунку інтервалу потенціалу переходу забарвлення окисно-відновного індикатора.

10. Чому біхроматометричне визначення феруму(II) слід проводити за наявності фосфорної кислоти? Який індикатор при цьому використовують?