|
Определение кислорода, растворенного в воде.
Задание 1.
Растворенный в воде кислород играет очень важную роль в природных процессах. Для его определения можно использовать окислительные свойства кислорода, но не все такие реакции удобны для анализа. Например, тиосульфат натрия быстро и количественно окисляется йодом:
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6 ,
а с кислородом реагирует медленно. Окисление иодида калия оксидом марганца(IV) в кислой среде происходит быстро и количественно, а кислородом медленно. Зато кислород легко окисляет в щелочной среде многие гидроксиды металлов, например: Mn(OH)2 => MnO2.
Используя эту информацию составьте схему анализа кислорода в природной воде.
В Вашем распоряжении раствор тиосульфата натрия с известной молярной концентрацией, растворы хлорида марганца(II), NaOH, KI, серной кислоты, крахмала, необходимое оборудование.
Составьте план анализа, напишите схемы реакций. На выполнение этого задания Вам отводится 20-30 минут. Если вы справились с ним раньше – сдайте отчет и получите у преподавателя задание 2.
"
- - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Задание 2.
(Выдается отдельно, после выполнения задания 1)
Проведите анализ содержания кислорода по следующим указаниям:
Отбор пробы воды:
- 1. Погрузите склянку для анализа в воду;
- 2. Откройте пробку и дайте воде заполнить склянку;
- 3. Закройте склянку под водой и извлеките ее.
В склянке не должно быть пузырьков воздуха. При последующем добавлении растворов часть воды может вытесняться из склянки. Это не влияет на точность анализа.
В склянку с пробой воды добавьте 1 мл раствора MnCl2, и 1 мл раствора, содержащего NaOH (40%) и KI (20%). При добавлении растворов пипетку погружают в склянку с пробой воды примерно на треть. Затем склянку закройте так, чтобы не было пузырьков воздуха, и тщательно перемешайте, переворачивая несколько раз. Оставьте склянку в покое до полного осаждения осадка. За это время приготовьте бюретку (слейте воду, несколько раз ополосните небольшими порциями раствора Na2S2O3, и заполните этим раствором).
Откройте склянку, и осторожно добавьте пипеткой 2 мл раствора серной кислоты, снова закройте и перемешайте до полного растворения осадка. Пробу 50 мл полученного раствора отмерьте в колбу для титрования.
При тщательном перемешивании добавляйте из бюретки раствор Na2S2O3 до перехода окраски в бледно-желтую. Затем добавьте примерно 1 мл раствора крахмала и медленно титруйте до полного обесцвечивания. Запишите объем израсходованного раствора тиосульфата. Проведите определение еще 2 раза, с новыми пробами, убедитесь в сходимости результатов. Уберите рабочее место.
Оформите отчет. В отчете напишите уравнения реакций, и данные титрования: объем пробы – объем раствора тиосульфата. Выведите формулы для расчета содержания кислорода в воде в ммоль/л и в мг/л (используя объем пробы Vпр, объем и концентрацию раствора тиосульфата натрия V(т), с(т)). Рассчитайте содержание кислорода в воде в ммоль/л и в мг/л. Пригодна ли данная вода для рыбохозяйственных целей (необходимая концентрация не менее 4,0 мг/л)?
"
- - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Решение экспериментального тура.
Задание 1. План, методика, схемы реакций ясны из задания 2, допустимы другие реальные варианты.
Задание 2. Уравнения реакций:
Связывание кислорода: MnCl2 + 2NaOH = Mn(OH)2¯ + 2NaCl
2Mn(OH)2 + O2 = 2MnO2¯ + 2H2O
Добавление кислоты: MnO2 + 2KI + 2H2SO4 = I2 + MnSO4 + K2SO4 + 2H2O
Титрование йода: I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
Формулы: по уравнениям реакций: n(O2) = 0,5n(MnO2); n(MnO2) = n(I2); n(I2) = 0,5n(т);
n(т) = с(т)V(т) (ммоль, если с(т) в моль/л, а V в мл). n(O2) = 0,25с(т)V(т) ммоль.
Получаем: с(O2) = 250с(т)V(т)/Vпр ммоль/л. сm(O2) = 32с(O2) = 8*103с(т)V(т)/ Vпр мг/л.
Пример вычислений: пусть с(т) = 0,005 моль/л, Vпр = 50 мл; V(т) = 5,2 мл.
Тогда: с(O2) = 250*0,005*5,2/50 = 0,13 ммоль/л; сm(O2) = 8*103*0,005*5,2/50 = 4,16 мг/л.
Вода пригодна для рыбохозяйственных целей. (это только пример!)
Оценивание:
Задание 1. План анализа, схемы реакций (возможно без коэффициентов) 5 баллов
Задание 2. Отчет 2 балла, техника работы 5 баллов, формулы, расчеты 5 баллов
Дополнительные баллы участникам, первым закончившим эксперимент, за быстроту и аккуратность в работе, при условии правильного выполнения и достаточно полного писания хода работы до 3 баллов
Суммарная оценка: 20 баллов
Реактивы и оборудование:
Склянка с пробкой для анализа (100 мл), бюретка, пипетка 1 мл- 3 шт, груша, пипетка 2 мл, цилиндр 50-100 мл, колба 250 мл.
Реактивы: раствор MnCl2, раствор KI+NaOH, раствор серной кислоты, крахмала, тиосульфата натрия.
На общем столе: ведро с водой для анализа
При использовании материалов ссылка на сайт обязательна.
© Можаев Г.М.
kontren.narod.ru
|
