III. NỘI DUNG PHÂN TÍCH
8. Xác định Wonfram (W) bằng phương pháp chuẩn độ acid-bazơ
8.1. Nguyên tắc
Mẫu được phá bằng acid HCl có HNO3, W tách ra khỏi mẫu dưới dạng kết tủa H2WO4, lọc, rửa kết tủa cho sạch hết acid. Hòa tan kết tủa bằng lượng kiềm NaOH tiêu chuẩn dư chính xác, chuẩn lượng dư NaOH bằng dung dịch chuẩn HCl với chỉ thị pp cho đến khi dung dịch từ màu hồng sang không màu.
Các phản ứng:
W + 2HNO3 → H2WO4↓ + 2NO↑
H2WO4 + 2NaOH → Na2WO4 + 2H2O NaOH dư + HCl ⎯⎯→PP NaCl + H2O
8.2. Điều kiện xác định
- Điều kiện phá mẫu: HCl đóng vai trò hòa tan mẫu, HNO3 dùng để hòa tan các kim loại đứng sau H2, oxi hóa Fe2+→ Fe3+ làm mẫu tan nhanh và triệt để. Đặc biệt HNO3 làm tác nhân kết tủa W. Khi cho acid thì HCl phải cho vào trước, đến khi mẫu tan gần hết mới thêm HNO3 vào, tránh tình trạng HNO3 vào trước sẽ tủa H2WO4 làm cản trở quá trình hòa tan mẫu và tiêu tốn lượng HNO3 không cần thiết. Khi cô khô mẫu, nếu dùng HCl thì có khả nănh hình thành keo H2SiO3. Lượng kết tủa keo này sẽ cộng kết với kết tủa H2WO4 làm cho quá trình kết tủa H2WO4 nhanh và kết tủa H2WO4 dễ muồi và hình thành cấu trúc nhanh hơn. Có thể xem keo H2SiO3 như là các mầm kết tinh ban đầu, xúc tác cho sự hình thành kết tủa H2WO4.
- Điều kiện kết tủa: Để kết tủa H2WO4 chắc, to hạt cần phải cô khô trước khi lọc, lượng HNO3 cho vào sau còn có tác dụng hòa tan các kim loại không tan trong HCl, tránh các kim loại này lẫn trong kết tủa cản trở quá trình lọc, rửa và hòa tan kết tủa sau này.
- Điều kiện rửa, lọc và hòa tan kết tủa: Do có khả năng kết tủa H2WO4 có lẫn kết tủa keo H2SiO3 có độ nhớt lớn, nên khi lọc kết tủa thì cần thêm nước cất nóng vào để giảm độ nhớt của keo H2SiO3 làm cho quá trình lọc nhanh hơn. Ngoài ra khi cô cạn thì các kim loại hình thành các muối kết tinh, vì vậy việc thêm nước cất nóng vào sau khi cô khô để lọc kết tủa H2WO4 là cần thiết. Do cần giữ kết tủa trên lọc, vì vậy phải lọc bằng giấy lọc băng xanh, tránh kết tủa lọt qua giấy lọc. Khi rửa kết tủa phải chắc chắn rửa hết acid. Vì kết tủa H2WO4 có tính acid, vì vậy cần phải dùng kiềm mạnh để quá trình hòa tan xảy ra dễ dàng, triệt để, sau khi hòa tan xong, phải dùng nước rửa hết lượng kiềm do phương pháp xác định theo kỹ thuật chuẩn độ ngược lượng kiềm dư này.
- Để tránh tình trạng giấy lọc nát do ngâm lâu trong dung dịch, gây ra hiện tượng hấp phụ chỉ thị, làm kéo dài điểm cuối chuẩn độ, vì vậy cần phải hòa tan kết tủa trên giấy lọc.
- Tại điểm tương đương, tồn tại muối Na2WO4 là muối bazơ mạnh, acid yếu nên pH tương đương rơi vào vùng kiềm, vì vậy dùng chỉ thị PP là hợp lý.
8.3. Qui trình xác định
Cân 1 ± 0,0002g mẫu thép hợp kim dạng phoi nhỏ có chứa W vào bình nón. Rót qua phễu vào bình nón 30ml HCl 1:1, đun sôi mẫu trên bếp cách cát hoặc bếp điện có lưới amiăng. Thêm 4÷5ml HNO3 đậm đặc, cô gần khô, thêm tiếp 2÷3ml HNO3 đậm đặc. Cô khô mẫu và để nguội. Thêm 100ml nước cất nóng (80÷900C), khuấy đều, lọc qua giấy lọc băng xanh. Rửa kết tủa bằng dung dịch HCl 1% nóng 1 lần, sau đó dùng nước cất nóng rửa cho đến hết acid (dùng giấy quì tím để thử), thay bình nón mới có 3 giọt PP 1%. Hòa tan kết tủa trên giấy lọc bằng dung dịch NaOH 0,1N đến khi dung dịch qua lọc có màu hồng, thêm dư 5ml dung dịch NaOH 0,1N nữa, rửa giấy lọc đến khi hết NaOH bằng nước. Sau đo đem đi chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,05N đến khi dung dịch mất màu hồng. 8.4. Tính toán kết quả 100 m ] ) NV _( ) NV [( mĐ W % maãu H OH W _ × = + Với mĐW = 2000 184