C6H5OH + 3Br2   3HBr + C6H2Br3OH

H2C=CH2 + Br2   H2CBr-CBrH2

      Индикаторами броматометрии являются азокрасители, такие, как метиловый оранжевый или метиловый красный. В точке экви­валентности происходит необратимое окисление индикатора с об­разованием бесцветных продуктов. Азокрасители могут окислять­ся непосредственно броматом, поэтому перед точкой эквивалент­ности обычно вновь добавляют несколько капель индикатора, который обесцвечивается в точке эквивалентности. Обратимо изменяют свою окраску при проведении броматометрических определений n-этоксихризоидин, -нафтофлавон, хинолиновый желтый и др.

Достоинства и недостатки броматометрического метода.

       Броматометрический метод отличается рядом достоинств по сравнению с дру­гими методами.

1.  Бромат-бромидные растворы можно применять не только для определения восстановителей и окислителей, но и для анализа органиче­ских ненасыщенных,  ароматических и гетероциклических соединений, а также для косвенного определения разнообразных ионов, осаждаемых в виде нерастворимых в воде соединений, например в виде оксихинолятов.

2.  В отличие от стандартных растворов йода или брома, применяе­мых для анализа тех же соединений, растворы бромата калия устойчивы и не меняют своего титра в течение продолжительного времени. Поэтому при пользовании броматом получаются более надежные результаты ана­лиза.

3.  При введении в бромат-бромидную смесь ионов ртути (II) увели­чивается  потенциал   системы   бром — бромид  благодаря   образованию устойчивых комплексных ионов [HgBr4]2-;  случае пре­вышает . При этом происходит окисление таких ионов и соединений, которые в отсутствие ионов ртути не окисляются бромат-бромидной смесью. Например, хром (III) легко окисляется до хрома (VI) в присутствии ионов ртути (II).

       Броматометрический метод имеет также ряд недостатков.

1. Вода, присутствующая в растворе или образующаяся в процессе титрования неводных растворов, мешает определению многих органиче­ских соединений.

2. Окисление некоторых органических соединений сопровождается нежелательными побочными реакциями гидролиза, замещения и присо­единения, вызываемыми действием ионов воды и брома.

3.  В ряде случаев реакции бромата калия с органическими веще­ствами протекают не в строго стехиометрических отношениях, что при­водит к искажению конечных результатов анализа.

Фенолы.

      Фенолы — производные бензола с одной или несколькими гид-роксильными группами. Их принято делить на две группы — летучие с паром фенолы (фенол, крезолы, ксиленолы, гваякол, тимол) и нелетучие фенолы (резорцин, пирокатехин, гидрохинон, пирогаллол и другие многоатомные фенолы).

      Фенолы в естественных условиях образуются в процессах метаболизма водных организмов, при биохимическом распаде и трансформации органических веществ. Фенолы являются одним из наиболее распространенных за­грязнений, поступающих в поверхностные воды со стоками пред­приятий нефтеперерабатывающей, лесохимической, коксохими­ческой, и др. В сточных водах этих предприятий содержание фенолов может превосходить 10—20 г/л при весьма разнообразных сочетаниях.

       В поверхностных водах фенолы могут нахо­диться в растворенном состоянии в виде фенолятов, фенолят-ионов и свободных фенолов. Фенолы в водах могут вступать в реак­ции конденсации и полимеризации, образуя сложные гумусоподобные и другие довольно устойчивые соединения

      Хлорирование фенолсодержащих вод при водоочистке приводит к образованию хлорфенолов (фенола, о- и м-крезолов и др.), которые даже при концентрации 1 мкг/л при­дают воде неприятный запах и вкус. Спуск в водоемы и водотоки фенольных вод резко ухудшает их общее санитарное состояние, оказывая влияние на живые ор­ганизмы не только своей ядовитостью, но и значительным изме­нением режима биогенных элементов и растворенных газов (О2, С02).

       В токсикологическом и органолептическом отношении фенолы неравноценны. Летучие с паром фенолы более токсичны и обла­дают более интенсивным запахом при хлорировании, чем неле­тучие фенолы. Наиболь­шей токсичностью отличается гидрохинон, затем по уменьшению токсичности следуют нафтепы, кспленолы, пирокатехин, крезолы, фенол,  резорцин,  пирогаллол,  флороглюцин. Токсикологические пороговые концентрации фенолов состав­ляют несколько миллиграммов в литре, органолептические значи­тельно ниже и для различных фенолов отличаются более чем в  1000 раз. Поэтому большое практическое значение имеет  суммарное содержание  фенолов.

Определение фенола.

       Большое практическое применение имеет броматометрическое определение фенола. Определение фенола основано на том, что в анализируемый раствор вводится избыток бромат-бромидной смеси, которая в кислой среде выделяет свободный бром:

Образующийся бром реагирует с фенолом:

С6Н5ОН + ЗВг2  С6Н2Вг3ОН + 3HBr

      При добавлении к этому раствору иодида калия избыточный, не прореагировавший бром окисляет иодид до йода, который титруют стандартным раствором тиосульфата натрия:

Br2 + 2I = 2Br + I2

I2 + 2S2O = 2I + S4O

   Реактивы:

    1.  Тиосульфат натрия 0,02 М раствор (или стандартизированный)*

    2.  Бромат-бромидная смесь.

    3.  Серная кислота 1М раствор

    4.   Крахмал, 0,5% раствор

    5.   Иодид калия, KI (к)

   Посуда:

1.     Колба мерная 500 мл

2.     Колба коническая 250-300 мл

3.     Мерный цилиндр 20 мл

4.     Пипетки 20 и 25 мл

5.     Бюретка 25 мл

   Выполнение работы.

     Бромат-бромидный раствор можно приготовить по навеске: 0,334 г KBrO3 и 1,2 KBr растворяют в дистиллированной воде и доводят до метки в мерной колбе вместимостью 500 мл, в этом случае концентрация приблизительно равна 0,024 М. Для получения такой же концентрации раствор можно приготовить из фиксанала KBrO3 –KBr 0,1 Н но в этом случае содержимое запаянной ампулы нужно растворить в 4 л дистиллированной воды.

     Для анализа отбирают аликвоту (10 мл) раствора, содержащего 0,02-0,4 г/л фенола**, пипеткой в коническую колбу для титрования. Прибавляют 12 мл (пипеткой) бромат-бромидной смеси, 10 мл 1М раствора серной кислоты, закры­вают пробкой и оставляют на 30 мин. Затем прибавляют 1 г иодида калия, взвешенного на технических весах, и снова закрывают пробкой. Через 5 мин титруют выделившийся йод раствором тио­сульфата натрия, прибавляя в конце титрования, когда окраска раствора станет светло-желтой, 2—3 мл раствора крахмала. Тит­рование продолжают до исчезновения синей окраски раствора. Проводят три титрования и рассчитывают средний объем V1 из сходящихся результатов.

     Определение общей массы брома,  выделяющейся из бромат-бромидного раствора, выполняют следующим образом.

     В чистые конические колбы приливают дистиллированную воду в том же объеме, в каком был взят анализируемый раствор, прибавляют 25 мл (той же пипеткой) бромат-бромидный раствор, 10 мл 1М раствора серной кислоты, закрывают пробкой, выдерживают 30 мин, прибавляют 1 г иодида калия и также через 5 мин оттитровывают выделившийся иод тиосульфатом натрия. Титрование повторяют три раза, находят средний результат V2.

Рассчитывают концентрацию (мг/л) фенола:

где m (1/6С6Н5ОН) — молярная масса эквивалента фенола; Vпр —  объем пробы, взятый для анализа.

     Результаты эксперимента:

С1= (мг/л)

С2= (мг/л)

С3= (мг/л)

     Математическая обработка результатов (P=0,95 tp, n-1=4,30 при n=3)

         На основании данного эксперимента можно сделать вывод о том, что метод броматометрического определения фенола вполне точный, т.к. были получены результаты, удовлетворяющие  исходному условию. Оценка данных эксперимента методом математической  обработки показала, что погрешность, связанная с различными факторами, присутствует только в третьем знаке после запятой, что допустимо для данного определения.

         Важно также отметить, что данный метод достаточно быстрый (~50 мин), простой и не требует больших расходов.

Список литературы

1. В.Н. Алексеев «Количественный анализ», изд. «Химия», 1972.

2. А.П. Крешков «Основы аналитической химии», том 2,

    изд. Москва, 1976.

3. В.П. Васильев «Аналитическая химия. Гравиметрический и    титриметри- 

    ческий анализ», изд. Москва «Высшая школа», 1989.

4. Статья А.В. Бугаевского «Титриметрические методы».

* При проведении данного анализа использовался стандартизированный раствор тиосульфата натрия с C=0,0184 М

** В условиях данного эксперимента анализировался раствор содержащий 0,4009 г/л фенола

Страницы: 1, 2