Цель работы:

1. Провести количественное осаждение Fe³⁺ раствором NH₄OH.
2. Выявить грубую погрешность по Q-критерию.

Метод осаждения является разновидностью гравиметрического метода анализа. Определяемый элемент осаждают в виде малорастворимого соединения. Выпавший осадок отделяют фильтрованием, тщательно промывают, прокаливают (или высушивают) и взвешивают на аналитических весах. По массе осадка и его формуле рассчитывают содержание в нём определяемого элемента.

Железо (III) осаждают действием гидроксида аммония в виде практически нерастворимого аморфного осадка Fe(OH)₃ (K_{s Fe(OH)3} = 6,3·10^-38). В результате реакции

FeCl₃ +3 NH₄OH = Fe(OH)₃ + 3NH₄C1

образуется также легколетучий хлорид аммония, который играет роль электролита-коагулятора.

Ионы железа (III) осаждают из достаточно концентрированного раствора. Образующийся при этом аморфный осадок гидроксида железа (III) получается менее объёмистым, адсорбирует меньше примесей и легко отмывается от них. Чтобы понизить адсорбцию ионов Сl^- на осадке, раствор после осаждения разбавляют 100 мл горячей воды. Промывая осадок, обращают внимание на удаление примесей ионов Сl^-, которые при прокаливании могут образовывать с осадком летучий хлорид железа.

Отфильтрованный, промытый и высушенный осадок прокаливают при температуре (800-900) °С до оксида Fe₂O₃: 2 Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3Н₂О.

Прокаливание осадка при более высокой температуре может привести к погрешностям определения за счёт реакции: 6 Fe₂O₃ = 4 Fe₃O₄ + O₂.

Выполнение работы

Аппаратура: аналитические весы, сушильный шкаф, муфельная печь.

Посуда: тигель, доведённый до постоянной массы, стаканы на 200 мл (2 шт.), стеклянная палочка, воронка, промывалка, бюретка.

Реактивы:

• Раствор азотной кислоты, HNO₃, 2М.
• Раствор гидроксида аммония, NH₄OH, 10%-ный.
• Раствор нитрата аммония, NH₄NО₃, 2%-ный.
• Раствор нитрата серебра, AgNO₃, 0,1М.

Анализируемый раствор хлорида железа нагревают на плитке до появления паров, не допуская кипения.

К горячему раствору по каплям из бюретки приливают 10%-ный раствор NH₄OH до появления устойчивого запаха аммиака. Объём раствора, добавленный для осаждения Fe(OH)₃, превышает рассчитанное количество, так как часть NH₄OH расходуется на нейтрализацию НСl, которую добавляют при приготовлении раствора FeCl₃ для предотвращения протолиза ионов Fe³⁺.

Раствор с осадком перемешивают стеклянной палочкой, добавляют 100 мл горячей дистиллированной воды и ещё раз перемешивают.

Осадку дают возможность отстояться, и когда раствор над осадком станет прозрачным, делают пробу на полноту осаждения, добавляя 2-3 капли NH₄OH.

Далее приступают к фильтрованию, применяя фильтр (белая лента). Декантируют жидкость на фильтр, осадок в стакане промывают 2-3 раза горячим раствором нитрата аммония.

Количественно, без потерь переносят осадок на фильтр и продолжают промывать его нитратом аммония до полного удаления ионов Сl^-, т.е. до тех пор, пока порция промывных вод, подкисленная HNO₃, не перестанет давать мути с нитратом серебра.

Учитывая особенности аморфного осадка гидроксида железа, необходимо осажденеие, промывание и фильтрование закончить в одно занятие.

Фильтр с осадком подсушивают в сушильном шкафу (100-110) °С и слегка влажным переносят в прокаленный до постоянной массы тигель. Осторожно озоляют фильтр на плитке, следя, чтобы он не вспыхнул. Затем помещают тигель с осадком в муфельную печь и прокаливают до постоянной массы.

Вычисления

• Масса прокалённого тигля -
• Масса тигля с Fe₂O₃ после первого прокаливания -
  после второго прокаливания -
  после третьего прокаливания -
• Постоянная масса тигля с Fe₂O₃ -
• Масса полученного Fe₂O₃ -
• Зная массу Fe₂O₃ , вычисляют содержание железа по формуле:

, где F - гравиметрический фактор, равный 0,6990.