Химия
8 класс
Вопрос
Для определения содержания серы в стали пробу стали массой 20,73 г сожгли в электрической печи в токе
кислорода. Образовавшиеся при этом газы пропустили через систему промывных склянок, содержащих примерно 1 н. раствора NaOH. Содержимое промывных склянок количественно перенесли в мерную колбу емкостью 1000см3, нейтрализовали 1 н. раствором H2SO4 и разбавили водой 0 метки; 100см3 получённого раствора оттитровали в присутствии крахмала 3,35см3 0,01125 н. раствора иода в йодистом калии до появления синей окраски.
а. Напишите уравнения реакций, происходящих при определении серы в анализируемой стали, считая, что сера окисляется только до SO2.
б. Вычислите процентное содержание серы в стали.
Ответ
При сожжении образца стали происходит окисление входящих в ее состав элементов до оксидов
4Fe+3O2=2Fe2O3,
3Fe+2O2=Fe3O4 (частично),
S+O2=SO2,
C+O2=CO2.
Летучие продукты (CO2 и SO2) поглощаются раствором щелочи
CO2+2OH−=CO2−3+H2O,
SO2+2OH−=SO2−3+H2O.
В дальнейшем избыток щелочи нейтрализуется и содержание сульфит-иона в нейтральной среде определяется иодометрически
OH−+H+=H2O,
CO2−3+2H+=CO2+H2O,
SO2−3+I2+3H2O=SO2−4+2I−+2H3O+.
(При нейтрализации необходимо также превратить карбонат в гидрокарбонат или свободную двуокись углерода, так как иод в щелочных растворах претерпевает сам по себе окислительно-восстановительное превращение
3I2+6OH−=5I−+IO−3+3H2O.
Поэтому иодометрическое определение в данном случае лучше вести в слабокислой среде.)
Исследуемая проба раствора содержала 10−3×3,35⋅0,01125⋅10=0,3768⋅10−3 г-экв серы (1V) и, следовательно, 0,3768⋅10−3⋅32,06/2=6,04⋅10−3 г серы.
Процентное содержание (по массе) серы в стали составляет (NULL,04⋅10−2:20,73)⋅100=0,029%.