Краткие теоретические сведения

Определение ионов SO₄^2- титрованием нитратом свинца отличается высокой чувствительностью. В зависимости от концентрации титрованных растворов Pb(NO₃)₂ и условий титрования можно определять от 10 мкг до 100 мг ионов SO₄^2- в пробе.

Метод основан на двух реакциях: осаждение сульфат-ионов в виде малорастворимого сульфата свинца: Pb(NO₃)₂ + SO₄^2- = PbSО₄ + 2NO₃^- и взаимодействии избытка ионов свинца с индикатором дитизоном (молекулы дитизона диссоциируют в две ступени).

N-NH-C₆H₅

S

N-NH-C₆H₅ N = N-C₆H₅

Pb²⁺ + 2H-S → Pb +2Н⁺

N = N-C₆H₅ N-NH-C₆H₅

S

N = N-C₆H₅

Так как константа диссоциации второй ступени диссоциации меньше первой, свинец с указанными индикаторами дает кислые соли. Изменяя рН среды можно регулировать условия титрования таким образом, чтобы изменение окраски индикатора вызывалось малым избытком ионов свинца после осаждения SО₄^2-.

Растворимость PbSО₄ в воде составляет 4∙10^-2 г/дм³, поэтому для количественного осаждения титрование необходимо проводить с добавками органических веществ, снижающих растворимость PbSО₄. При титровании с дитизоном используют ацетон. Ионы некоторых тяжелых металлов реагируют с дитизоном, как и ионы Рb²⁺, т.е, с образованием ярко окрашенных комплексных соединений. Для удаления ионов Са²⁺ и тяжелых металлов пробу воды перед определением ионов SO₄^2- необходимо катионировать Умягчение воды методом ионного обмена основано на свойстве катионитов обменивать свои катионы на катионы кальция и магния. Реакция обмена между катионами и анионами исходной воды определяется диффузией ионов с раствора внутрь катионита и с катионита в воду. Обмен ионов между катионитом и раствором является не только эквивалентным, но и обратимым процессом.