1 Opracował dr inż. Tadeusz Janiak Ćwiczenie 1 Zastosowanie Fe 2+ i HSO 3 w fizyczno-chemicznych metodach unieszkodliwiania odpadów chromu(vi) A. Cel ćwiczenia i krótki wstęp teoretyczny B. Próby charakterystyczne dla związków Cr(VI) C. Ilościowe oznaczanie Cr(VI): a. kolorymetryczne z 1,5-difenylokarbazydem. D. Metodyka usuwania związków Cr(VI) z odpadów E. Odpady F. Wykonanie ćwiczenia G. Sprawozdanie A. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z właściwościami chemicznymi chromu i jego związków oraz metodami analizy jakościowej i ilościowej związków chromu(vi). Część praktyczna ćwiczenia dotyczy wykonania procedury usuwania Cr(VI) z roztworów wodnych. Student oznaczy również zawartość Cr(VI) w dostarczonej próbce metodą spektrofotometryczną z użyciem 1,5-difenylokarbazydu jako wskaźnika. Chrom i jego związki właściwości, zastosowanie, zagrożenia dla żywych organizmów I Zarys właściwości chemicznych chromu i jego związków 1. Podstawowa charakterystyka pierwiastka chrom Symbol Cr Konfiguracja elektronowa Ar 4s 1 3d 5 Opis Pierwiastek zewnętrzno przejściowy, srebrzysty metal o temperaturze topnienia 2180 K, odporny na działanie czynników atmosferycznych (ulega pasywacji) Ruda z której otrzymuje się Chromit FeCr 2 O 4 metal i jego związki Inne znane rudy Krokoit PbCrO 4 2. Otrzymywanie czystego metalu: a) 4FeCr 2 O 4 + 8Na 2 CO 3 + 7O 2 8Na 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8CO 2 /1/ b) ługowanie Na 2 CrO 4 za pomocą wody /2/ c) 2Na 2 CrO 4 +H 2 SO 4 Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O /3/ d) Na 2 Cr 2 O 7 + 2C Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 + CO /4/ e) Cr 2 O 3 + 2 Al 2Cr + Al 2 O 3 (aluminotermia) /5/
2 3. Otrzymywanie ferrochromu stopu żelaza z chromem (półproduktu do otrzymywania stali nierdzewnej). Dominujący sposób przetwarzania i wykorzystania rudy chromu: f) FeCr 2 O 4 + 4C 2Cr + Fe + 4CO /6/ 4. Właściwości chemiczne Chrom może występować na wielu stopniach utlenienia od 2 do +6 przy czym najpowszechniejsze są związki na +2, +3 oraz +6 stopniu utlenienia. Najtrwalsze są związki chromu na +3 stopniu utlenienia. Związki chromu(ii) są silnymi reduktorami. Jony Cr 2+ rozkładają wodę na gorąco z wydzieleniem wodoru: 2Cr 2+ + 2H + 2Cr 3+ + H 2 /7/ Z roztworu CrCl 2 wytrąca się pod wpływem działania zasad brązowy Cr(OH) 2 który ma silne właściwości zasadowe. Szarozielony Cr(OH) 3 wytrąca się z soli chromu(iii) i ma właściwości amfoteryczne. Związki chromu(iii) tworzą połączenia kompleksowe w których atomem centralnym jest chrom a ligandy znajdują się w narożach oktaedru. W oktaedrycznych kompleksach Cr(III) występuje zjawisko izomerii solwatacyjnej. W roztworze wodnym CrCl 3 6H 2 O mogą w zależności od warunków występować różnie solwatowane jony ([Cr(H 2 O) 6 ] 3+, [Cr(H 2 O) 5 Cl] 2+, [Cr(H 2 O) 4 Cl 2 ] 1+ ). Jony [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ nadają wodnemu roztworowi kolor szaro-fioletowy, jony [Cr(H 2 O) 5 Cl] 2+ kolor jasnozielony a jony [Cr(H 2 O) 4 Cl 2 ] 1+ kolor intensywnie zielony. Podczas podwyższania ph za pomocą wodorotlenku sodu lub potasu w roztworze zawierającym jony [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ następuje reakcja polegająca na odrywaniu protonów od ligandów: [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ + 3OH [Cr(H 2 O) 3 (OH) 3 ] + 3H 2 O /8/ Towarzyszy jej wypadanie szarozielonego osadu, któremu w uproszczeniu przypisuje się wzór Cr(OH) 3 aq. Osad ten ma właściwości amfoteryczne i rozpuszcza się w nadmiarze wodorotlenku. Powstają wówczas aniony heksahydroksochromianowe(iii): [Cr(H 2 O) 3 (OH) 3 ] + 3OH [Cr (OH) 6 ] 3 + 3H 2 O /9/ Podwyższenie ph za pomocą wodnego roztworu amoniaku prowadzi również do wytrącenia się [Cr(H 2 O) 3 (OH) 3 ] przy czym nie uwidaczniają się właściwości amfoteryczne wytrącającego się osadu: [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ 3NH 3 aq [Cr(H 2 O) 3 (OH) 3 ] + 3NH 4 + aq /10/ W tym przypadku aby doprowadzić do ponownego roztworzenia się osadu trzeba użyć dużego nadmiaru stężonego amoniaku co prowadzi do wymiany ligandów w związku kompleksowym i wytworzenia kationów heksaaminachromu (III): [Cr(H 2 O) 3 (OH) 3 ] + 6NH 3 [Cr(NH 3 ) 6 ] 3+ + 3H 2 O +3OH /11/ 2 Chrom na +6 stopniu utlenienia występuje w anionach chromianowych CrO 4 i dichromianowych Cr 2 O 2 7. Pierwszy z nich występuje w roztworach zasadowych i obojętnych, drugi w roztworach kwaśnych. Pomiędzy obydwoma formami ustala się stan równowagi zależny od ph roztworu: 2CrO 2 4 + 2H + Cr 2 O 2 7 + H 2 O /12/
3 Dichromiany są silnymi utleniaczami w środowisku kwaśnym jednak słabszymi niż nadmanganiany. Jony dichromianowe utleniają w środowisku kwaśnym jodki do wolnego jodu natomiast nie utleniają chlorków. Jony Cr 2 O 2 7 utleniają alkohole I-rzędowe do aldehydów lub kwasów karboksylowych a alkohole drugorzędowe do ketonów: 2Cr 2 O 7 2 +16H + + 3CH 3 CH 2 OH 4Cr 3+ + 11H 2 O + 3CH 3 CO 2 H /13/ II Zastosowanie chromu i jego związków: Chrom wydobywany jest głównie w postaci rudy chromitu (FeCr 2 O 4 ). W przemyśle metalurgicznym zużywa się 70-80% tej rudy dla otrzymywania żelazochromu; w przemyśle chemicznym 13-20% do produkcji chromianu sodu a w przemyśle materiałów ogniotrwałych chromu zużywa się 8-9%. Chrom wykorzystuje się między innymi do: a) produkcji stali nierdzewnej, b) chromowania elementów stalowych, c) barwienia szkła na zielono Cr 2 O 3, d) produkcji syntetycznych rubinów, e) produkcji jasnożółtego barwnika PbCrO 4, f) produkcji katalizatorów (Cr 2 O 3 ), g) garbowania skóry Cr 2 (SO 4 ) 3, h) miareczkowania redox w układach zawierających chlorki K 2 Cr 2 O 7, i) produkcji taśm tzw. chromowych CrO 2, j) produkcji zielonych barwników dla farb, ceramiki, atramentów Cr 2 (SO 4 ) 3, k) wytwarzania preparatów witaminowo-mineralnych np. Vigosal, Centrum oraz specyfików na odchudzanie. III. Właściwości biologiczne chromu: Chrom (III) jest niezbędnym składnikiem każdego organizmu zwierzęcego i roślinnego. Dzienna dawka spożywanego chromu, dla człowieka powinna wynosić 50-200 µg. Dieta chromowa wpływa na poprawę tolerancji glukozy i ogranicza zawartość cholesterolu we krwi. Chrom odgrywa istotną rolę w metabolizmie tłuszczów, zapobiegając chorobom serca i cukrzycy. Chrom (VI) ma właściwości toksyczne i rakotwórcze zwłaszcza kiedy jest wchłaniany do układu oddechowego w postaci pyłu. B. Próby charakterystyczne dla związków Cr(VI) B.a. próba z KI i skrobią Próbę na obecność chromianów lub dichromianów wykonuje się dodając do badanej mieszaniny roztwór kwasu a następnie roztwór KI o stężeniu 100 g/dm 3. Przykłady reakcji zachodzących podczas wykonywania prób z KI podane są poniżej /14-16/: 2 CrO 4 2 + 2 H + Cr 2 O 7 2 + H 2 O /14/ +6-1 +3 0 Cr 2 O 2 7 + 14 H + + 6 I - 2 Cr 3+ +3 I 2 +7 H 2 O 2 3e 1e ---------------------------- 6e /15/
4 K 2 Cr 2 O 7 + 6KI + 7H 2 SO 4 4K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3I 2 + 7H 2 O /16/ Wydzielający się jod można wykryć przy pomocy skrobi. Próba ta nie jest specyficzna dla chromianów i dichromianów. Dają ją również inne utleniacze (H 2 O 2, KMnO 4, NaClO). Próbę wykonuje się w ten sposób, że do roztworu zawierającego nie mniej niż 5 µg Cr(VI), umieszczonego w probówce dodaje się kilka kropli 2 M H 2 SO 4, 1 cm 3 roztworu KI (100 g/cm 3 ) i niewielką ilość roztworu skrobi. W przypadku obecności Cr(VI) lub innego utleniacza roztwór zabarwi się na niebiesko lub fioletowo. B.a.1. wykonywanie próby w czasie ćwiczenia Do 2 cm 3 roztworu B (patrz C.a.2.) umieszczonego w probówce dodać kilka kropli 2 M H 2 SO 4, 1 cm 3 roztworu KI i niewielką ilość skrobi, następnie probówkę zatkać korkiem i wstrząsnąć. B.b. próba z H 2 O 2 i eterem etylowym Próba ta jest specyficzna dla chromianów i dichromianów, jest jednak mniej czuła niż metoda jodkowa. Polega na wytworzeniu niebieskiego nadtlenku chromu CrO 5, który jest trwały w eterze etylowym i octanie etylu w niskiej temperaturze. Próbę wykonuje się w ten sposób, że roztwór zawierający Cr(VI) (z reguły nie mniej niż 25 µg) umieszcza się w probówce, zakwasza 2 M H 2 SO 4 (ph ~1), dodaje eteru etylowego lub octanu etylu, następnie 5% H 2 O 2 i wstrząsa. B.b.1. wykonywanie próby w czasie ćwiczenia Do 2 cm 3 roztworu A (patrz C.a.2.) umieszczonego w probówce dodać kilka kropli 2M H 2 SO 4, 1 cm 3 eteru etylowego, następnie około 1 cm 3 5% H 2 O 2. Probówkę zatkać korkiem, wstrząsnąć kilkakrotnie i otworzyć, następnie delikatnie zamknąć i ponownie wstrząsnąć. (Eter etylowy jest cieczą lotną, palną, a więc próbę należy wykonać pod włączonym wyciągiem i przy wygaszonych palnikach.) Faza organiczna barwi się na niebiesko. C. Ilościowe oznaczanie Cr(VI): C.a. Oznaczanie Cr(VI) przy użyciu 1,5-difenylokarbazydu Jony Cr(VI) dają w środowisku kwaśnym barwną reakcję z 1,5-difenylokarbazydem (rys.5). Mechanizm powstawania fiołkowego zabarwienia nie jest dokładnie znany. W oznaczeniu przeszkadzają większe ilości żelaza (można go maskować kwasem fosforowym) oraz rtęci (można ją przeprowadzić w kompleks chlorkowy). Wartość molowego współczynnika absorpcji barwnego kompleksu chromu(vi) z 1,5-difenylokarbazydem dla λ = 546 nm zależy od jakości preparatu i waha się od 2,0x10-4 do 4,17 10-4 mol -1 dm 3 cm -1 ] (absorbancja właściwa od 0,4 do 0,8). NH NH C NH NH O Rys. 5 Wzór strukturalny 1,5-difenylokarbazydu C.a.1.Procedura oznaczania Do roztworu zawierającego maksimum 80 µg chromu Cr(VI) a nie zawierającego jonów przeszkadzających w tym oznaczeniu (na przykład jonów żelaza lub rtęci) dodać 1,25 cm 3 2 M H 2 SO 4, dodać 1 cm 3 0,25% roztworu 1,5-difenylokarbazydu, wymieszać roztwór i odczekać około 5 minut. Następnie rozcieńczyć roztwór do objętości 50 cm 3 wodą podwójnie destylowaną. Zmierzyć absorbancję w kuwetach o długości 1 cm przy długości fali 546 nm w stosunku do wody jako odnośnika, lecz nie później niż po 12 minutach od momentu uzyskania zabarwienia. Odczytać zawartość Cr(VI) w danym oznaczeniu z krzywej wzorcowej.
5 Wykonywanie krzywej wzorcowej Sporządzić roztwór A i B w następujący sposób, pobrać pipetą Mohra 10 cm 3 roztworu podstawowego Cr(VI) (1 mg/cm 3 ) do kolby miarowej o pojemności 100 cm 3 dopełnić do kreski wodą podwójnie destylowaną, zatkać korkiem i wymieszać. Otrzymujemy roztwór A o stężeniu 100 µg/cm 3. Pobrać pipetą Mohra 10 cm 3 roztworu A, przenieść do kolby miarowej o pojemności 100 cm 3, dopełnić do kreski wodą podwójnie destylowaną, zatkać korkiem i wymieszać. Otrzymujemy roztwór B o stężeniu 10 µg/cm 3. Oznaczyć każdą z kolb odpowiednim symbolem i wypisać na niej miano roztworu w µg /cm 3. Do kolbek miarowych o pojemności 50 cm 3 wprowadzić objętości roztworu B zawierające: a) 10, 20, 40, 80 µg Cr(VI), lub b) 15, 30, 45, 60 µg Cr(VI), lub c) 10, 15, 30, 60 µg Cr(VI), Wyboru wariantu dokona prowadzący ćwiczenia. Roztwór zakwasić 2 M H 2 SO 4 w ilości 1,25 cm 3, dodać 1 cm 3, 1,5-difenylokarbazydu wymieszać roztwór i odczekać około 5 minut następnie dopełnić do kreski wodą podwójnie destylowaną i wymieszać. Zmierzyć absorbancję dla światła o długości 546 nm w kuwecie o grubości 1 cm. Uwaga: barwa kompleksu nie jest trwała i należy dokonać pomiaru zaraz po wykonaniu reakcji barwnej. Wyniki umieścić w tabeli i na rysunku. Tabela1. Zależność absorbancji od ilości Cr(VI) w metodzie z 1,5-difenylokarbazydem L.p. Ilość Cr(VI) (m i ) [µg ] Absorbancja (A) Rys. 1 Krzywa wzorcowa oznaczania chromu metodą z 1,5- difenylokarbazydem 0.55 0.50 0.45 Absorbacja 0.40 0.35 0.30 0.25 A=0,0125 + 0,00266 0.20 0.15 0.10 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 masa / µg D. Metody usuwania związków Cr(VI) z roztworów wodnych Związki Cr(VI) (VI) charakteryzują się właściwościami toksycznymi i rakotwórczymi. Wodne odpady zawierające chrom na tym stopniu utlenienia unieszkodliwia się przeprowadzając jego redukcję do związków Cr(III). Można tego dokonać przy użyciu różnych reduktorów. Często do tego celu używa się soli żelaza (II), disiarczynu sodu, siarczynu sodu lub wodorosiarczynu sodu a zachodzące przemiany opisują reakcje /17-19/. Na 2 Cr 2 O 7 +6FeSO 4 +7H 2 SO 4 Na 2 SO 4 +Cr 2 (SO 4 ) 3 +3Fe 2 (SO 4 ) 3 +7H 2 O /17/
6 Na 2 Cr 2 O 7 + 3Na 2 SO 3 + 4H 2 SO 4 4Na 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 4H 2 O /17/ 2K 2 Cr 2 O 7 + 6NaHSO 3 + 5H 2 SO 4 2K 2 SO 4 + 3Na 2 SO 4 + 2Cr 2 (SO 4 ) 3 + 8H 2 O /19/ Podczas wykonywania ćwiczenia, dla przeprowadzenia redukcji stosuje się: wodny roztwór wodorosiarczynu sodu - jako reduktor, roztwór wodny kwasu siarkowego jako regulator ph i wodny roztwór amoniaku do wytrącania Cr(OH) 3. Procedura stosowana na zajęciach składa się z następujących etapów: 1a. dodanie wodnego roztworu wodorosiarczynu sodu NaHSO 3 do roztworu zawierającego jony Cr 2 O 7 2, 1b. zakwaszenie otrzymanej mieszaniny wodnym roztworem kwasu siarkowego, Na tym etapie następuje redukcja Cr(VI) do Cr(III,) co opisuje następująca reakcja chemiczna: 2 Cr 2 O 7 + 3HSO 3 + 5H 3 O + + 3H 2 O 2[Cr(H 2 O) 6 ] 3+ 2 + 3SO 4 /20/ 2x3e 2e ------------------------------ 6e lub w formie uproszczonej, jeżeli nie uwzględni się solwatacji jonów: 2 Cr 2 O 7 + 3HSO 3 + 5H + 2Cr 3+ 2 + 3SO 4 + 4H 2 O /21/ 2x3e 2e ------------------------------ 6e Ilość wodorosiarczynu powinna z lekkim nadmiarem (~2%) przewyższać niezbędną do redukcji ilość stechiometryczną tego odczynnika, wynikającą z równania /20/ lub /21/. Z kolei ilość kwasu, który jak widać zużywa się w wyniku reakcji powinna być taka, aby po zakończeniu procesu redukcji ph wynosiło około 1. Ten ostatni warunek wynika z tego, że szybkość reakcji redukcji maleje wraz ze wzrostem ph. Jest to szczególnie ważne dla końcowego etapu procesu redukcji, gdzie z powodu malejących stężeń reagentów szybkość reakcji znacznie się obniża i przy wyższym ph reakcja mogłaby nie zajść do końca. 2. podgrzanie mieszaniny i dodanie wodnego roztworu amoniaku, co powoduje wytrącenie się [Cr(H 2 O) 3 (OH) 3 ] (w uproszczonym zapisie Cr(OH) 3 ) zgodnie z reakcją: Cr 3+ + +3NH 3 + 3H 2 O Cr(OH) 3 +3NH 4 /22/ 3. sflokulowanie zawiesiny Cr(OH) 3 za pomocą polielektrolitu Magnafloc 592 z ewentualnym dodaniem niewielkiej ilości ZnCl 2. Dodatek tego ostatniego powoduje regulację ph i współstrącenie się osadów Cr(OH) 3 + Zr(OH) 2 Podczas strącania wodorotlenku chromu ph nie może być zbyt wysokie. Świeżo wytrącony Cr(OH) 3 )(aq) ma właściwości amfoteryczne, czyli rozpuszcza się w kwasach i zasadach. Dodatek nadmiaru silnej zasady spowodowałby więc roztworzenie się osadu z wytworzeniem hydroksochromianów(iii) zgodnie reakcją /20/: Cr(OH) 3 + 3 NaOH Na 3 [Cr(OH) 6 ] /20/ Z powyższego względu do wytrącania Cr(OH) 3 ) stosuje się w ćwiczeniu wodny roztwór amoniaku, choć ten z kolei sprawia kłopoty na etapie flokulacji osadu. D.1. Przykładowe procedury usuwania związków chromu(vi) z wody Redukcja Cr(VI) roztworem wodorosiarczynu sodu Odmierzyć cylindrem miarowym 50 cm 3 roztworu zawierającego Cr(VI) z butelki podpisanej Odpad chromu. Zawartość cylindra wlać do zlewki o pojemności 250 cm 3 a
7 następnie dodać do niej 3,0-3,5 cm 3 5 M NaHSO 1 3, wymieszać bagietką otrzymany roztwór. Dodać 3,0-3,4 cm 3 2 M H 2 SO 1 4 i ponownie wymieszać bagietką zawartość zlewki. Sprawdzić ph powinno wynosić 1. Połączyć płaszcz grzejny z regulatorem mocy za pomocą przewodu. Podłączyć wtyczkę regulatora mocy do gniazdka, nastawić moc grzania na pozycję 2 przy pomocy pokrętła i włączyć zasilanie (czerwona lampka kontrolna na płycie czołowej regulatora mocy zapala się i gaśnie). Wstawić zlewkę z unieszkodliwianym odpadem do płaszcza grzejnego. Podgrzać zawartość zlewki do temperatury 90-95 o C mieszając zawartość zlewki od czasu do czasu termometrem bagietkowym. Po osiągnięciu temperatury w granicach od 90 do 95 o C dodać do zlewki, cały czas mieszając roztwór w zlewce termometrem bagietkowym, od 8,2 do 11 cm 3 2 M NH 3 (aq) 1 (aby uzyskać ph około 6,0). Następnie ogrzać do wrzenia, po czym wyjąć zlewkę z płaszcza grzejnego i wyłączyć regulator mocy. Od czasu do czasu wymieszać zawartość zlewki. Po 15 minutach odmierzyć zlewką o pojemności 60 cm 3 około 30 cm 3 polielektrolitu Magnafloc 592 i dodawać go porcjami do unieszkodliwianego odpadu cały czas mieszając roztwór bagietką. Powinno to spowodować sflokulowanie się osadu. Jeżeli osad nie sflokuluje się należy dodać jedną, ewentualnie następną łyżeczkę stałego ZnCl 2. Sflokulowany osad odsączyć na lejku Büchnera, pod próżnią, przez twardy sączek. Osad włożyć do pojemnika na Odpady metali ciężkich znajdującego się w szafce z napisem Miejsce zbierania odpadów chemicznych, przesącz wylać do zlewu. D.2. Oznaczenie ilościowe Cr(VI) w odpadzie Odmierzyć pipetą Mohra 5 cm 3 roztworu z butelki z napisem Odpadowy chrom i umieścić w kolbie miarowej o pojemności 500 cm 3, dopełnić wodą podwójnie destylowaną do kreski, zatkać korkiem i wymieszać-otrzymujemy roztwór C. (Nie wylewać roztworu C po zakończeniu ćwiczeń). Następnie pobrać pipetą Mohra 5 cm 3 roztworu C i umieścić w kolbie miarowej o pojemności 100 cm 3, dopełnić wodą podwójnie destylowaną do kreski, zatkać korkiem i wymieszać - otrzymujemy roztwór D Oznaczyć każdą z kolb odpowiednim symbolem. Następnie pobrać V x = 8 cm 3 roztworu D dla metody z 1,5 difenylokarbazydem, do kolby miarowej o pojemności 50 cm 3 i wykonać oznaczenie zgodnie z punktami C.a.1. ( pomiar zasadniczy ) E Odpady Przesącz z procedury unieszkodliwiania (D.1) sprawdzić na obecność Cr(VI). W przypadku uzyskania negatywnego wyniku przesącz wylać do zlewu. Osad wraz z sączkiem usunąć za pomocą łopatki stomatologicznej z lejka Buchnera do pojemnika z napisem "Odpady metali ciężkich" (Szafka z napisem Miejsce gromadzenia odpadów chemicznych ). Roztwory z analiz wylać do zlewu. F. Wykonanie ćwiczenia 1) Odmierzyć cylindrem miarowym podaną w procedurze objętość odpadowego Cr(VI) z butelki z napisem Odpadowy chrom i oczyścić go zgodnie z procedurą w punkcie D.1) W czasie gdy wytrącony osad Cr(OH) 3 (aq) starzeje się: a) sporządzić krzywą wzorcową dla oznaczania Cr(VI) z zastosowaniem 1,5- difenylokarbazydu korzystając z roztworów A i B. (C.a.), b) dokonać oznaczenia zawartości Cr(VI) w butelce z napisem Odpadowy chrom z 1,5-difenylokarbazydem (D.2). 2) Przesączyć osad Cr(OH) 3 )(aq) na lejku Büchnera pod próżnią. 3) Wykonać barwne reakcje zgodnie z B.a.1 i B.b.1. 4) Usunąć odpady zgodnie z E. 5) Zanotować wyniki oznaczeń Cr(VI). G. Sprawozdanie 1) Wypisać zastosowane w czasie ćwiczeń reakcje unieszkodliwiania odpadu Cr(VI). 1 Podane ilości odczynników są orientacyjne a dokładne wartości ustala się doświadczalnie w stosunku do jakości NaHSO3 2- i zostaną podane prze prowadzącego zajęcia.
8 2) Nanieść punkty otrzymane zgodnie z C.a.2. (Tabela 1) na płaszczyznę w układzie współrzędnych jak na Rysunku 1. W oparciu o powyższe punkty wyznaczyć równanie krzywej wzorcowej, A = f(m i ), metodą najmniejszych kwadratów i nanieść ją na ten sam rysunek. 3) Na podstawie krzywej wzorcowej obliczyć ilość chromu dla pomiaru zasadniczego (D.2.), m x w µg. Otrzymaną wartość nanieść na wykres (Rysunek 1). Wyprowadzić zależność pozwalającą obliczyć stężenie chromu w odpadzie C x [µg/cm 3 ] korzystając z ogólnego wzoru (1): 3 K x Cx [ µ g / cm ] = m x[ µ g] 3 (1) V x[cm ] (patrz Uwagi dla wykonujących ilościowe oznaczenie metodami spektroskopowymi ) oraz zastosowanych do analizy: krotności rozcieńczenia K x i objętości rozcieńczonego analitu V x. użytych dla pomiaru zasadniczego Obliczyć C x a następnie w oparciu o tą wielkość ilość chromu(vi) w 50 cm 3 unieszkodliwianego odpadu w mgcm -3. Wymagane szkło laboratoryjne 1. Okulary ochronne 2 2. Nasadka na pipety 1 3. Cylinder miarowy 50 cm 3 1 4. Zlewka 800 cm 3 1 5. Zlewka 250 cm 3 1 6. Zlewka 50 cm 3 1 7. Bagietka 1 8 Termometr bagietkowy 1 9. Lejek Buchnera φ wew 6.3 cm 1 10. Pipeta Mohra 10 cm 3 2 11 Pipeta Mohra 5 cm 3 2 12. Pipeta miarowa 25 cm 3 1 13. Pipeta miarowa 10 cm 3 2 14. Pipeta miarowa 5 cm 3 2 15. Pipeta miarowa 2 cm 3 2 16. Pipeta miarowa 1 cm 3 2 17. Kolba miarowa 500 cm 3 1 18. Kolba miarowa 100 ml 3 19 Kolba miarowa 50 ml 6 20 Kolba ssawkowa 250 ml 1 21 Probówka z podziałką 5 22 Kuweta polistyrenowa 6 23 Stojak na kuwety 1 Wymagane przygotowanie teoretyczne: Właściwości chromu i jego związków. Nazewnictwo związków kompleksowych. Kompleksy oktaedryczne. Unieszkodliwianie odpadów wodnych zawierających chrom(vi): redukcja, strącanie Jakościowe i ilościowe metody oznaczania chromu. Reakcje utleniania i redukcji, właściwości roztworów koloidalnych (koagulacja, flokulacja, peptyzacja). Zagrożenia dla zdrowia i zasady bezpieczeństwa w trakcie wykonywania doświadczenia: Chromiany - trucizna, związki podejrzewane o właściwości rakotwórcze. Zapoznaj się z zagrożeniami związanymi z użyciem określonych chemikaliów i procedur laboratoryjnych:
9 I. Kupryszewski Gotfryd "Podstawowe zasady bezpiecznej pracy w laboratorium chemicznym", Wydawnictwo Gdańskie, Gdańsk 1999. II. Luxon, S.G.;Ed. "Hazards in the Chemical Laboratory", The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 1992. UNIKAJ KONTAKTU CHEMIKALIÓW ZE SKÓRĄ, NIE WDYCHAJ OPARÓW, NIE PIPETUJ ODCZYNNIKÓW USTAMI! Literatura: 1. Anielak A.M., Chemiczne i fizykochemiczne oczyszczanie ścieków, PWN, Warszawa 2000. 2. Sobczyk L., Kisza A., Chemia fizyczna dla przyrodników, PWN, Warszawa 1977. 3. Nawrocki J., Biłozor S., Uzdatnianie wody. Procesy chemiczne i biologiczne, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa-Poznań 2000. 4. Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998. 5. Marczenko Z. Balcerzak M., Spektrofotometryczne metody w analizie nieorganicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998. 6. Janiak T., Ćwiczenia laboratoryjne z utylizacji odpadów, Wydawnictwo Uniwersytetu Gdańskiego, Gdańsk, 2003. 7. http://en.wikipedia.org/wiki/chromium 8. http://www.lenntech.com/periodic-chart-elements/cr-en.htm 9. http://www.chemguide.co.uk/inorganic/transition/chromium.html 10. http://www.mlyniec.gda.pl/~chemia/pierwiastki/nieorganiczna/grupa_6_opis.htm