1. 方法原理
在硫酸溶液中,六價鉻被亞鐵離子還原為三價鉻:
2H2CrO4+6H2SO4+6FeSO4 = Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+8H2O
以苯基代鄰氨基苯甲酸(PA酸)為指示劑指示反應終點。
三價鉻在酸性溶液中,在硝酸銀催化下,以過硫酸銨氧化成六價銘,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鉻消耗的亞鐵量,即得三價鉻量。
硝酸銀對氧化反應起催化作用,銀離子和過硫酸銨生成過硫酸銀,過硫酸銀能將三價鉻氧化成六價鉻。氧化反應完成后,硝酸銀仍恢復原來的狀態。過量的過硫酸銨對測定有干擾作用,必須經煮沸后完全分解出氧氣。分解反應如下:
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. 標準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,應加入純鋁片若干,以還原被氧化的高鐵。應于使用前定期標定。鋁片的存在,有效維持亞鐵離子濃度的穩定(1個月左右)。同時投入少量NaHCO3,產生的CO2氣體隔絕空氣的氧化。
標定:以重鉻酸鉀標定。用移液管吸取標準0.1mol重鉻酸鉀溶液(配制:取分析純重鉻酸鉀于150℃干燥1h,在干燥器內冷卻,準確稱取29.421g,溶解于水,在量瓶中稀釋至1L.不需標定)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綠色為終點,記錄耗用的硫酸亞鐵銨的體積V(mL)。(終點前應逐滴觀察。)
計算:標準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。或用0.1mol/L硝酸銀標準溶液。
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250mL錐形瓶中,各加水50mL(A、B各用于測定鉻酐和三價鉻之用)。
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. 用標準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,記錄分析A、B各耗用標準硫酸亞鐵銨溶液各為V1和V2的體積(mL)。V1為分析鉻酐時耗用硫酸亞鐵銨溶液的體積(mL),V2為分析總鉻酐時耗用硫酸亞鐵銨溶液的體積(mL).
4. 計算
式中,52為Cr的相對原子質量。
注:如果鉻酐或三價鉻含量過高,可適當減少電解液所取體積。