DSCF6838

134

W wielu przypadkach odczynniki organiczne okazują się niezastąpionym środkiem do maskowania substancji przeszkadzających w analizie.

5. Oznaczanie żelaza i cynku obok siebie

Oddzielanie żelaza od cynku

Żelazo (III) można oddzielić od cynku (II) strącając je amoniakiem w postaci wodorotlenku żelaza (III). Cynk w tych warunkach przechodzi do roztworu w postaci kompleksu [Zn(NH₃)J²⁺. Jednakże oddzielenie tą metodą jest niedokładne ze względu na silne własności adsorpcyjne koloidalnego wodorotlenku żelaza (III). Tylko w przypadku nieznacznych ilości żelaza, jakie występują np. w wielu stopach, można osiągnąć dokładne wyniki za pomocą dwukrotnego strącania. W innych przypadkach stosuje się mieszaniny buforowe. Najczęściej jest to bufor octanowy o pH 4,0-4,7; dobre wyniki daje też bufor benzoesanowy (pH = 3,8). Otrzymane osady wymagają jednak rozpuszczania i ponownego strącania.

Podczas oddzielania żelaza (III) od cynku (II) metodą octanową po dodaniu buforu powstają rozpuszczalne czerwone kompleksy wielordzeniowe żelaza, które w wyższych temperaturach ulegają hydrolizie wytwarzając trudno rozpuszczalny osad Fe(OH)₂CH₃COO. Osad ten tylko w nieznacznym stopniu adsorbuje jony Zn(II). Wytrącony hydroksooctan żelaza odsącza się, przemywa wrzącą wodą i rozpuszcza w kwasie solnym. Z otrzymanego roztworu wytrąca się wodorotlenek żelaza (III) amoniakiem, odsącza, przemywa i praży do tlenku żelaza.

Z przesączu po oddzieleniu Fe(OH)₂CH₃COO wytrąca się cynk w postaci ortofosforanu amonowocynkowego.

Wykonanie oddzielenia

Badany roztwór umieścić w zlewce o poj. 600 ml, dodać 1 ml stężonego kwasu azotowego i ogrzać do wrzenia, aby utlenić żelazo (II) do żelaza (DI). Następnie rozcieńczyć roztwór do ok. 200 ml, ogrzać do temp. ok. 343 K (70°C) i dodawać kroplami amoniak aż do momentu powstania trwałego zmętnienia. Następnie dodać 20 ml buforu octanowego (roztwór zawierający 100 g CHjCOONa i 15 ml 80% kwasu octowego w 1 litrze) i ogrzewać w celu skoagulowania osadu. Strącanie, sączenie, przemywanie powinno odbywać się w temperaturze bliskiej wrzenia, aby ułatwić hydrolizę powstałych octanów. Nie powinno się jednak gotować osadów, gdyż wtedy trudniej się sączą, kłaczki osadu stają się drobniejsze i lepkie.

Powstały osad hydroksooctanu żelaza (III) odsączyć na sączku z bibuły gybko sączącej, przemyć gorącą wodą z niewielką ilością buforu octanowego.

W przesączu oznaczać cynk.

Oznaczanie żelaza

Po rozpuszczeniu Fe(OH)₂CH₃COO w kwasie solnym wytrąca się żelazo V postaci wodorotlenku żelaza (III), który po odsączeniu i przemyciu praży śę i waży jako Fe₂0₃.

Reakcje zachodzą według równań:

Fe³⁺ + 3NH₃ + 3H₂0 Fe(OH)₃ + 3NH$

2Fe(OH)₃    2Fe₂0₃+ 3H₂0

Amoniak strąca osad uwodnionego wodorotlenku żelaza (III), który jest związkiem wielkocząsteczkowym o zmiennym składzie i może zawierać różne Hołd wody związanej koordynacyjnie oraz wodę higroskopijną. Najczęściej jego przybliżony wzór fomułuje się jako FeO • OH.

Osad ten strącany na zimno jest bezpostaciowy, natomiast strącany na gorąco w obecności dużego stężenia jonów amonowych posiada charakter skoagulowanego koloidu. Najłatwiej odsącza się osad strącony w temperaturze bliskiej 373 K (100°C) i ogrzewany przez pewien czas.

Wodorotlenek żelaza (III) jest związkiem bardzo trudno rozpuszczalnym w wodzie (I_r = 10~³⁶). Do przemywania osadu można więc stosować gorącą wodę. Częściej jednak stosuje się rozcieńczone roztwory azotanu amonu, co apobiega ewentualnej peptyzacji osadu. Użycie chlorku amonu nie jest natomiast wskazane ze względu na możliwość strat w osadzie wynikłych na skutek tworzenia się podczas prażenia lotnego FeCl₃. Z tego samego powodu należy osad bardzo dokładnie przemyć, aż do całkowitego usunięcia jonów Cl".

Uwodniony tlenek żelaza (III) prażony w temperaturze 1073-1273 K (800-1000°C) daje niehigroskopijny tlenek Fe(OH)₃. Powyżej 1473 K (1200°Q tlenek ten ulega częściowej redukcji do Fe₃0< na skutek odtleniąjącego działania węgla i gazów spalinowych w tych temperaturach. Można temu apobiec spalając sączek powoli, w możliwie niskiej temperaturze przy dobrym dostępie powietrza. Gdy pomimo to reakcja redukcji zajdzie (w brunatnym osadzie Fe₂0₃ pojawi się czarny Fe₃0₄), można ponownie utlenić osad do FejOj poprzez długotrwałe prażenie.

Wykonanie oznaczenia

Osad hydroksooctanu żelaza (III) rozpuścić na sączku w 50 ml gorącego roztworu kwasu solnego (1 : 4), rozcieńczyć wodą do 150 ml i ogrzać do