Обоснование выбора методики для проведения количественного анализа образца.

Основными компонентами смеси, которые будем определять количественно, являются Fe³⁺ и Ni²⁺. Для определения мы будем использовать метод титриметрии и гравиметрии.

Одним из распространенных методов определения железа является перманганатометрический [1]. Сущность метода заключается в окислении ионов Fe²⁺ в Fe³⁺ стандартным раствором перманганата в присутствии защитной смеси Рейнгарда-Цимермана, которая связывает ионы Fe^3+..

5Fe²⁺ + MnO₄^- + 8H⁺ = 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H₂0

Перед титрованием необходимо восстановить железо до Fe²⁺. К достоинствам метода относится отсутствие индикатора и доступность реагентов. К недостаткам относится мешающее действие ионов хрома. Отделение ионов хрома усложняет анализ и увеличивает время его проведения.

Другим возможным способом определения железа является дихроматометрия. Сущность данного метода совпадает с перманганатометрией и отличается лишь используемым веществом в роли титранта – дихромат [1].

6Fe²⁺ + Cr₂O₃^2- + 14H⁺ = 6Fe³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

Плюсами данной методиками являются: использование вместо сложной смеси Рейнгарда-Цимермана смесь фосфорной и серной кислот, отсутствует необходимость в отделении хрома, а также высокая контрастность аналитического сигнала. Недостатками являются использование индикатора.

Ещё одним титриметрическим методом является комплексометрическое определение железа стандартным раствором ЭДТА [2].

Fe³⁺ + H₄Y = FeY^- + 4H⁺

Главное достоинство метода – его простота и скорость выполнения. Недостатком является положительная погрешность титрования в присутствии хрома.

Среди гравиметрических методом определения стоит выделить метод осаждения гидроксида железа аммиаком [3, 4, 5], хотя и присутствует хром, который выпадает в осадок при тех же условиях, его легко перевести в раствор с помощью персульфата натрия.

Как и методы определения железа, методы определения никеля разнообразны. Основополагающим методом является гравиметрическое определение, которое основано на осаждении никеля диметилдиоксимом из слабощелочного раствора в присутствии винной (лимонной) кислоты и последующим взвешивании диметилдиоксимата никеля. К достоинствам метода относится его точность, а к недостаткам скорость выполнения и выполнение переосаждения в присутствии кобальта и меди [6].

Существует и титриметрическое определение никеля комплексоном 3 [6]. Предварительно отделяют никель от других компонентов осаждением с диметилдиоксимом (железо маскируют винной или лимонной кислотой). Полученный осадок растворяют в соляной кислоте, избыток кислоты нейтрализуют и проводят титрование. Как и у предыдущего метода, главным недостатком является скорость. А также существует цианидный метод. Полученный солянокислый раствор нейтрализуют аммиаком, добавляют AgNO₃ и KI, маскируют железо и титруют при 60-70°С цианистым калием [6].

Из представленных методик по определению никеля нашим требованиям удовлетворяет гравиметрия с применением в качестве осадителя диметилдиоксим, по причинам малого содержания компонента (около 2%), отсутствия в образце меди и кобальта, простоты выполнения. Представленные титриметрические методы содержат в себе осаждение никеля диметилдиоксимом для его отделения и последующей титриметрии, усложняя процесс определения.

По причине простоты процесса и скорости выполнения – комплексометрическое определение железа лучший вариант из предложенных методик. Даже с учётом того, что в состав стали входят никель марганец и медь, их константы устойчивости значительно меньше, чем у Fe³⁺,следовательно, вклад данных элементов меньше погрешности измерения.

Не мало важно, что комплекс хрома с ЭДТА инертен. Всё выше перечисленное даёт нам возможность проведения определения.

Существует необходимость переведения Fe²⁺ в Fe³⁺ так как устойчивость комплекса Fe³⁺ с ЭДТА больше. Окисление проводим концентрированной азотной кислотой при нагревании, после окисления следует убрать из раствора оксиды азота методом испарения.

При создании определённого значения pH мы уменьшаем влияние мешающих титрованию компонентов, но при слишком большом понижении pH, мы можем получить отрицательную погрешность.

Таким образом, для определения железа было выбрано комплексометрическое титрование с предварительным окислением железа в Fe³⁺, и гравиметрическое определение никеля, так как это основополагающий метод определения никеля.

Дата добавления: 2015-10-24