(vereenvoudigde methode)
Het Fe2+-ion van ijzer(II)sulfaat wordt in basisch milieu gemakkelijk geoxideerd door zuurstof door elektronenafgifte tot Fe3+.
De reactie is: 4 FeSO4 + 8 NaOH + O2 → 8 Na2SO4 + 2 Fe2O3 + 4 H2O. Dit proces kan men toepassen voor een volumetrische bepaling van het zuurstofgehalte van water zolang het monster geen onbekende oxiderende of reducerende stoffen bevat (zoals bij afvalwater van industriële oorsprong).
Als indicator voor het bepalen van het eindpunt van deze oxidimetrische titratie voegt men enkele druppels toe van een verdunde kleurstofoplossing waarvan de kleur verandert door oxidatie of reductie. Dergelijke kleurstoffen noemt men redox-indicatoren:
phenosafranine is in geoxideerde toestand rood en in gereduceerde toestand kleurloos, methyleenblauw is in geoxideerde toestand blauw en in gereduceerde toestand kleurloos.
Zuurstofverzadigingstabel bij verschillende temp. en Cl
--ion gehalte Tabel 38
Cl- - ionen in mg/l º C 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0,0 14,62 14,60 14,59 14,57 14.55 14,54 14,52 14,50 14,48 14,47 14,45 0,5 14,43 14,41 14,40 14,38 14,36 14,35 14,33 14,31 14,29 14,28 14,26 1,0 14,23 14,21 14.20 14,18 14,17 14,15 14,13 14,12 14,10 14,09 14,07 1,5 14,04 14,02 14,01 13,99 13.98 13,96 13,94 13,93 13,91 13,90 13,88 2,0 13,84 13,82 13,81 13,79 13,78 13,76 13,74 13,73 13,71 13,70 13,68 2,5 13,66 13,65 13,63 13,62 13.60 13,59 13,57 13,56 13,54 13,53 13,51 3,0 13,48 13,47 13,45 13,44 13,42 13,41 13,39 13,38 13,36 13,35 13,33 3.5 13,31 13,30 13,28 13,27 13,25 13,24 13,22 13,21 13,19 13,18 13,16 4,0 13,13 13,12 13,10 13,09 13.07 13,06 13,05 13,03 13,02 13.00 12,99 4,5 12,97 12,96 12,94 12,93 12,91 12,90 12,89 12,87 12,86 12,84 12,83 5,0 12,80 12,79 12,77 12,76 12,74 12,73 12,72 12,70 12,69 12,67 12,66 5,5 12,64 12,63 12,61 12,60 12,58 12,57 12,56 12,54 12,53 12,51 12,50 6,0 12,48 12,47 12,45 12,44 12,42 12,41 12,40 12,38 12,37 12,35 12,34 6,5 12,33 12,32 12,30 12,29 12,27 12,26 12,25 12,23 12,22 12.20 12,19 7,0 12,17 12,16 12,14 12,13 12,12 12,11 12,09 12,08 12,07 12,05 12,04 7,5 12,02 12,00 11,99 11.98 11,97 11,96 11,94 11,93 11,92 11,90 11,89 8,0 11,87 11,86 11,84 11.83 11,82 11,81 11,79 11,78 11,77 11,75 11,74 8,5 11,73 11,72 11,71 11,69 11,68 11,67 11,66 11,65 11,63 11,62 11,61 9,0 11,59 11,58 11,57 11,55 11,54 11,53 11,52 11,51 11,49 11,49 11,47 9,5 11,46 11,45 11,44 11,42 11,41 11,40 11,39 11,38 11,36 11,35 11.34 10,0 11,33 11,32 11,31 11,29 11,28 11,27 11,26 11,25 11,23 11,22 11,21 10,5 11,21 11,20 11,19 11,17 11,16 11,15 11,14 11,13 11,11 11,10 11,09 11,0 11,08 11,07 11.06 11,04 11.03 11,02 11,01 11,00 10,98 10,97 10,96 11,5 10,96 10,95 10,94 10,93 10,92 10,91 10,89 10,88 10,87 10,86 10,85 12,0 10,83 10,82 10,81 10,80 10,79 10,78 10,76 10,75 10,74 10,73 10,72 12,5 10,72 10,71 10.70 10.69 10,68 10,67 10,65 10,64 10,63 10,62 10,61 13,0 10,60 10,59 10,58 10,57 10,56 10,55 10,53 10,52 10,51 10,50 10,49 13,5 10,49 10,48 10,47 10,46 10,45 10,44 10,42 1 0,41 10,40 10,39 10,38 14,0 10,37 10,36 10,35 10,34 10,33 10,32 10,31 10,30 10,29 10,28 10.27 14,5 10,26 10,25 10.24 10,23 10.22 10,21 10,20 10,19 10,18 10,17 10,16 15,0 10,15 10,14 10,13 10,12 10,11 10,10 10,09 10,08 10,07 10,06 10,05 15,5 10,05 10,04 10,03 10,02 10,01 10,00 9,99 9,98 9,97 9,96 9.95 16,0 9,95 9.94 9,93 9,92 9,91 9,90 9,89 9,88 9.87 9,86 9,85 16,5 9,85 9,84 9.83 9.82 9.81 9,80 9,79 9.78 9,77 9,76 9,75 17,0 9,74 9,73 9,72 9,71 9,70 9,69 9,68 9,67 9,66 9,65 9,64 17,5 9,64 9,63 9,62 9,61 9,60 9,60 9,59 9,58 9,57 9,56 9,55 18,0 9,54 9,53 9,52 9,51 9,50 9,50 9,49 9,48 9,47 9,46 9,45 18,5 9,45 9,44 9,43 9,42 9,41 9,41 9,40 9,38 9,38 9,37 9,36 19,0 9.35 9,34 9,33 9,32 9,31 9,31 9,30 9,29 9.28 9,27 9,26 19,5 9,26 9,25 9,24 9,23 9,22 9,22 9,21 9,20 9,19 9,18 9,17 20,0 9,17 9,16 9,15 9,14 9,13 9,13 9,12 9,11 9,10 9,09 9,08 20,5 9,08 9.07 9,06 9,05 9,04 9,04 9.03 9,02 9,01 9,00 8,99 21,0 8,99 8,98 8,97 8,97 8,96 8,95 8,94 8,93 8,93 8,92 8,91 21,5 8,91 8,90 8,89 8,89 8,88 8,87 8,86 8,85 8,85 8,84 8,83 22,0 8,83 8,82 8,81 8,81 8,80 8,79 8,78 8,77 8,77 8,76 8,75 22,5 8,76 8,75 8,74 8,74 8,73 8,72 8,71 8,70 8,70 8,69 8,68 23,0 8,68 8,67 8,66 8,66 8,65 8,64 8,63 8,63 8,62 8,61 8,60 23,5 8,61 8.60 8,59 8,59 8,58 8,57 8,56 8,55 8.55 8,54 8,53 24,0 8,53 8,52 8,51 8,51 8,50 8,49 8,48 8,47 8,47 8,46 8,45 24,5 8,46 8,45 8,44 8,44 8,43 8,42 8,41 8,40 8,40 8,39 8,38 25,0 8,38 8.37 8,36 8,36 8.35 8,34 8,33 8,32 8,32 8,31 8,30 139
Benodigdheden:
goed afsluitbare monsterflesjes van 200 ml inhoud
brede reageerbuizen lengte 200 mm, Ø 30 mm, inhoud ongeveer 100 ml plastic canulen met rubber schijf
volumepipetten van 50 ml of plastic injectiespuiten van 50 ml inhoud gecalibreerd plastic injectiespuit van 10 ml inhoud, gecalibreerd of buret met verlengde buretkraan Pasteurse pipet voor de indicator
olijfolie of paraffinie-olie (dun vloeibare paraffine) Fehling B oplossing
1% phenosafranine (C.I. Nr. 50200), C18H15CIN4 in water ijzer(II)sulfaatoplossing
leidingwater verzadigd met zuurstof. Recepten:
1. Fehling B oplossing bevat per liter 346 gram kalium-natriumtartraat C4H4KNa.4 H2O, Seignette-zout en 100 gram natriumhydroxide NaOH.
2. IJzer(II)sulfaatoplossing bevat 2,78 gram FeSO4.7 H2O pro analyse aangevuld tot 1 liter met 1% H2SO4. Deze vloeistof is niet houdbaar omdat ze door de zuurstof uit de lucht spoedig wordt geoxideerd. De titratievloeistof moet daarom slechts korte tijd voor een serie bepalingen vers bereid worden. Dit dient te geschieden zonder veel klotsen en mengen met zuurstof uit de lucht. Vervolgens sluit men de fles of kolf luchtdicht af. Ook bij het vullen van de buret dient men het mengen met lucht zoveel mogelijk te voorkomen.
Voorbereiding:
om de monsterflesjes goed afsluitbaar te maken waarbij geen luchtbel achterblijft dient men de ingeslepen glazen stop aan één zijde ten dele schuin weg te slijpen. de plastic canule moet passen op de Record-aansluiting van de 10 ml injectiespuit
wanneer hiermede wordt getitreerd.
de rubberschijf aan de canule werkt als zuiger of roerder in de reageerbuis gedurende het titreren. Door zachtjes op en neer bewegen mengen de reagerende vloeistoffen zich goed. De rubber zuiger moet hiertoe vrij bewegelijk zijn in de buis.
Dit bepaalt de afmetingen. Verder behoeft deze schijf een passend gaatje waarin de canule wordt vastgeklemd.
de reageerbuizen kan men met betrekking tot het volume van 50 ml monster calibreren door middel van het aanbrengen van een merkstreep of ingeëtste
ringsnede. Voor een juist volume dienen dan wel de canulen met de rubberschijf in de vloeistof aanwezig te zijn.
de kraan van de buret moet men verlengen met een slangetje eindigend in een spits toelopend glasbuisje of uitvloeibuisje zodat de titreervloeistof in het monster onder het vloeistofoppervlak gebracht kan worden. Of men gebruikt een buret zonder kraan die afgesloten is met een slangetje waarin als afsluiter een glasparel of glaskogel aanwezig is. Het uitvloeibuisje aan het slangetje kan dan zolang gemaakt worden dat de titreervloeistof in het te titreren monster uitvloeit.
voor de blanco-titratie maakt men water verzadigd met zuurstof door een half gevulde kolf met leidingwater langdurig sterk te schudden.
Uitvoering:
breng enige druppels olijfolie of paraffine in de brede reageerbuis, of in een erlenmeyer.
breng met een pipet of injectiespuit 50 ml van het te titreren monster voorzichtig onder de olielaag. De punt van de pipet steekt daarbij door de olielaag tot op de bodem van de schuingehouden erlenmeyer of buis. Door het op het wateroppervlak drijvende olielaagje zal de zuurstof van de lucht het monster gedurende het titreren niet meer kunnen beïnvloeden.
140
sluit de overige vloeistof van het monster in het monsterflesje ook van de lucht af door middel van enkele druppels olie.
breng met een kleine injectiespuit 5 ml Fehling B-oplossing onder de olielaag in de buis.
voeg twee a drie druppels 1% phenosafranine toe.
De druppels zullen door het olielaagje vallen en het monster rose kleuren. lees de stand van de buret of de inhoud van de 10 ml injectiespuit met ijzer(II)-
sulfaatoplossing af voor aanvang van de titratie.
titreer nu met vers bereide ijzer(II)sulfaatoplossing tot de rode kleur van de redox-indicator is verdwenen. De uitvloeipunt van de buret moet daarbij tot onder het vloeistofoppervlak komen, of de injectiespuit moet aangesloten worden op de canule. Meng de vloeistoffen gedurende de titratie door de rubberschijf voorzichtig op en neer te bewegen.
stop de titratie na het verdwijnen van de kleur, ook al komt de kleur even later weer terug.
lees de stand van de buret of van de injectiespuit af. Het verschil V tussen de aanvangsstand en de eindstand is het aantal gebruikte ml ijzer(II)sulfaat, dat equivalent is met het aantal opgeloste ml zuurstof per liter.
de titratie moet van hetzelfde monster minstens in duplo geschieden om betrouwbare uitkomsten te verkrijgen.
de gevonden waarden V moeten nog wel gecorrigeerd worden ten opzichte van een blanco-titratie van leidingwater verzadigd met zuurstof.
Deze blancobepaling geschiedt op geheel gelijke wijze en met dezelfde chemicaliën. Tevens bepaalt men de temperatuur van dit water.
De correctiefactor R is gelijk aan de breuk:
zuurstofgehalte van water verzadigd met zuurstof volgens tabel 34 . de experimentele waarde (met FeSO4) van water verzadigd met zuurstof De berekening geschiedt volgens de formule:
R x V = aantal mg O2 per liter Opdracht:
1. Bepaal van enige verschillende watermonsters het juiste zuurstofgehalte door middel van voornoemde titratie en met behulp van tabel 34, van zuurstofverzadiging in water.
N.B. De gevonden waarden voor het zuurstofgehalte van verschillende monsters hebben bij deze methode minder absolute waarden dan met de methode volgens Winkler
aangezien afwijkende oxidaties gemakkelijk kunnen optreden. Deze methode is vooral bruikbaar voor een eenvoudige globale vergelijking van verschillende monsters.