چگونه میزان آهن یک نمونه را محاسبه کنیم؟ (شرح کامل آزمایش)

یکی از تست های جالبی که در صنایع مختلف برای تعیین میزان آهن نمونه ها انجام می شود، تست بر مبنای تیتراسیون با یک اکسنده قوی می باشد. در ادامه به بررسی یک تست بسیار قوی و دقیق می پردازیم که میزان آهن را برایمان مشخص می کند.

برای این تست وسایل زیر را تهیه کنید:

بشر 100 میلی لیتر

ارلن 250 میلی لیتر

پیپت 10 میلی لیتر + پوآر

بورت 50 میلی لیتر

قیف + کاغذ صافی

بالن ژوژه 100 میلی لیتر

بالن ژوژه 50 میلی لیتر

پایه و گیره

سولفوریک اسید غلیظ

هیدروکلریک اسید غلیظ

پتاسیم پرمنگنات

آب مقطر

به روش زیر مرحله به مرحله پیش بروید تا میزان آهن را به دست آورید:

1: مقدار 1 گرم از نمونه داده شده را درون ارلن قرار داده و 10 میلی لیتر هیدروکلریک اسید غلیظ به آن اضافه کنید و نمونه را در آن حل کنید.

2: پس از انحلال کامل نمونه، آن را از یک کاغذ صافی عبور دهید تا گل و خاک و یا سایر مواد نامحلول جدا شود.

3: در بالن ژوژه 100 میلی لیتری مقدار 0.8 گرم از پتاسیم پرمنگنات بریزید و سپس تا نیمه با آب مقطر پر کنید، سپس با هم زدن مداوم و شدید بالن، پتاسیم پرمنگنات را حل کنید و سپس با آب مقطر ظرف را به حجم 100 میلی لیتر برسانید.

4: محلول حاصل از مرحله 2 را به بالن ژوژه 50 میلی لیتری منتقل کنید و سپس 3 میلی لیتر سولفوریک اسید غلیظ به آن بیفزایید و سپس با آب مقطر به حجم برسانید.

5: محلول مرحله 4 را به بشر 250 میلی لیتری منتقل کنید و سپس تیتراسیون را تا ایجاد رنگ صورتی بسیار ملایم ادامه دهید. سپس از فرمول های زیر برای محاسبه میزان آهن نمونه استفاده کنید.

بین دو تصویر پایین، ارلن شماره 1 در نقطه پایان این تیتراسیون بوده و مورد تایید است اما در ارلن شماره 2 از نقطه پایانی تیتراسیون گذشته و برای محاسبات مناسب نیست.

بهتر است تیتراسیون را 2 بار انجام داده و حجم میانگین آن ها را در فرمول وارد کنید.

در این تیتراسیون چه اتفاقی می افتد و تئوری پشت آن چیست؟

اولین اتفاق در مورد آهن موجود در نمونه رخ می دهد؛ آهن موجود در نمونه با هیدروکلریک اسید واکنش می دهد تا کلرید آهن (2) ایجاد کند؛ واکنش آن به صورت زیر است:

کلرید آهن به دست آمده از این واکنش با سولفوریک اسید واکنش داده و آهن سولفات (2) می سازد:

آهن سولفات (2) در حظور پتاسیم پرمنگنات اکسید شده و در مجاورت سولفوریک اسید به آهن سولفات (3) تبدیل می شود.

در طی این مرحله، پتاسیم پرمنگنات بنفش رنگ صرف اکسایش آهن 2 شده و به بی رنگ تبدیل می شود؛ پس از آن که همه آهن های 2 به آهن 3 تبدیل شد، پتاسیم پرمنگنات اضافه شده تغییر نمی کند و با رنگی که دارد باعث تغییر رنگ محلول می شود.