Способ определения азотной кислоты и нитратов

Способ определения азотной кислоты и нитратов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С" и,",И; ьН "Е ««1и 658083

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) ДОполнительное к авт. свил-ву-(22) Заявлено 06. 01. 76 (21) 2313289/23-26 с присоединениеь« заявки №вЂ” (23) Приоритет— и (51) М; Кл.

СО В 21/ОО

G 01 К 27/46

Государствекиь«й хекетет

СССР ле делам иэобретенхй и открытий

Опубликовано 25. 04. 79. Б«оллетеиь ¹ 15

Дата опубликования описания 25. 04. 79 (53) УДК 543. 257., 1: 546. 175 (088,8) (72) Автор - изобретения

С. Г. Дятел (71) Заявитель

Восточный научно-исследовательский углехимическ««й институт (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ И НИТРАТОВ

Изобретение относится к аналитической химин азотной кислоты и может найти применение в анализе удобрений, воздуха, химических реактивов, природных, промышленных и сточных вод, олеумных, нитрующих и других окислительных смесей.

Известен способ потенциометрического определения азотной и азотистой кислот (нитратов и нитритов) B присутствии 80 o-ной серной кис- . лоты раствором хлорида титана (I I I) в атмосфере инертного газа(1 1.

Метод обеспечивает достаточно точные результаты (ошибка С 1%), однако усложняется необходимостью использования специальных устройств для хранения растворов хлорида титана (ITI) в атмосфере инертного газа и их черезвычайно легкой окисляемостью кислородом воздуха. Реактив труднодоступен и практически не используется в аналитических лабораториях. Кроме того, хлорид титана (I II) является очень сильным восстановителем, и при титровании им в кислых растворах мешающее действие будут оказывать такие ионы, как F«. (I II),Cu (I I), Ь(У): М(У)

Ю(У1),Мо(У1) и др.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения нитратов, состоящий в растворении образца с последующим объемным титрованием азотной кислоты илн нитратов раствором соли эакисного железа, приготовленным на разбавленной 1: 2 серпой кислоте, в среде концентрированной сер-!

О ной кислоты в атмосфере углекислого газа. Индикатором конца тнтрования служит появление розово-красного скрашивания, обусловленного взаимодействием избытка закисного железа с продуктами восстановления азотной кислоты.

Конец титровгння трудно различим, и поэтому метод позволяет получать только ориентировочные результаты. Известный способ не прил«е««««м в присутств««и окрашенных веществ, окислителей и хлоридио««о11(2", .

Кроме того раствор сульфатате (I I), приготовленный на разбавленной 1: 2 серной кислоте, легко окисляется кислородом воздуха, в связи ци зла.

1 явнс1вес13ос. зию3ецис 13отенцизлз B начале титро1вя13ия устянавл33вается медлезгно. Ход кривой титр17В313131я зав1юит От В эемсьщ сеяновления ис" О ходного значения окислительно — В37сстяновитель.

Но1о потенциала. Если качать тцтровзние сряз3, не дож33даясь устянов7тс313И3 равновесного значения. потс1И313зля..HR начальном «чястке к1лгвои тит170вяиия потенциал возрастает, Предпочтительнее Все

-экс 11е эец .Гитровя3131ем и, ре3,3е333зть озсTBop в тетр ние 20 — 30 м33н.. Тзк кзк прН этом легче стабилизиP7 3cJ! 13о с31цизл пОсл» goGRBiIGHHJI О 1сРеднби ПОРции титрантя. Результаты определения, полученные обоими способами, удовлетвор33тельно совладают.

2О

Изучено меша1ещсе влияние ряда элементов

25 .1 7 У. (М33 1 11 1Г3. 1.,, +

„131 вания отсутствует.

33Я фоне 90ф.но33 (1б133) фосфорной t<3301!oть1 (tf= 1,75 г/см ) на кривой титрования появляется нечеткий скачок потенциала.

Повысить концентрацию фосфорной кислоты без изменения ее состава можно осторожнэым упариванием в сушильном шкафу при 100 С, Од33ако в связи с присутствием в продажной фосфорной кислоте восстанавливяю3цих примесей (наг1р13мср, фосфористой кислоты), резгирую3цих с азотной Я33 кислотой и снижающих точность определения, восстанавливающие примеси необходимо удалять из фосфорной кислоты.

Удаление этих примесей проводят путем нягре45 ванин фосфорной 3а3слоть3 с азотной (иэ расчета

1 мл азотной кислоты с&.1,39-1,40 Г/см на 100 мл фосфорной3Я1,70-1,75 г/см ) и избыток азотной кислоты и продукты ее восстановления уд3Н3я1от при упаривании фосфорной кислоты. В результате такой обработки получают конденсированную фосфорную кислоту, свободную от восстззззвллвающих примесей, с удельным весом 1,85-1,94 г/см, которую используиэт в качестве ср ды при опреде3IeHHH азотной кислоты. Использование фосфор,! 3 иой кислоты с удель3п 3м весом более 1,94 Г/см нецелесообразно, так как оиа плОхО HepeM еш!ГИЗЕВ ется B процессе титрованкя и при дзльнейшем ее с чем следует принимать меры к обсскислоро. живанию титруемого раствора, а также хранить титранта в атмосфере углекислого газа, rro значительно усложняет способ.

Проверка точности титровзния IBITpRT-лола по прототипу показала, что даже в отсутств11е î:»слителей и окрашенных Веществ сн позволяет получать лишь ориентировочные резульэаты, Целью изобретения является В1ээможность определения азотной кислоты и шгзратов B присутствии окислителей и окряц3енных Вец1сс! В и по вышение тОчнОсти янялиза.

Это достигается путем лотенциометрического

THTp0BRHHJI растВОРОМ сО!1и закисного железа B среде конденсированной фосфорной кис71оты с удельным весом 1,85-1,94 г/см .

С увеличением концс33тращ333 фосфо;энай кислоть3 резко увяличивзпотся как окисл13телы1ая способность азотнои кислОты, тзк и Восстя13ови.1ельные свойства закисного железа.

1 Я3сим 061эазом, максимальная;эазно Ib 31отс11. цизлов может быль дости нута только в области наиболыпих концентраций фосфорной кислоты, В области концентраций фосфорной кислоты менее 15М скачок потещиача, о3т3еча3073Н13Й иэсстя330вле3п330 язотиОЙ кислоты до азотистой кислоты сольи1 зяк33033ОГО железа, HR КРНВ013 титроН21 piс37Я1133и Возмож110 Вьпэадсние ме1афосфо37ной

КИСЛО1 Ь1

Наиболее благоприятца для фсррометрического опрсд JCHHH 3гитрятов 30013BICIITpRIIIIJI Гросфорной кислоты нс менее 17М B ооласти 1 скачка потениа Гютелциомет3лзчсскОС Определение HHTpRTOB °

О11рс11еле33ию 3П1трато31 не мс333азот: хлорная, серная и бо;.эцзя кислота, окислигсли ь „-+, ь.1 4»-, 5+

В отсутств33е МГ3, Ч73 1 3 3, И не мешают определению 1310(У1) и Л (1), Последние BoccTRIIaB,IIIBR30TcJI солями Гз(11) совместно с азотной кислотой и ь3ешзэот на 2-й ступеш3

THTPGB 83ТИЯ.

2+

"4сша1от определению FB 1 IIJ) и НН, "1"зк33м образом, предлагаемый способ определения HIITpRToa отличается достаточной избиратель.

НОСЗЪЗО.

31 Ьь 4+

В присутствии смеси окислителей:933 1 С, CC, азотная кислота (1333трзты) могут быть определены по второй ступени титронанил (КМО 1ч3з) .

В том случа, если В системе присутствует только Один из указанных окислителей-иОнОВ металлов, дифферешшрованно могут быть определены и он, и азотная кислота, Более того, в присут& й. ствииМГ3 или С1 титровзние протекает очень быстро и потеш3пзл стабилизируется практически

МГНОВЕННО.

В ОтСУтотВИЕ ОКИСЛИТЕЛЕЙ (/Ч73З 1 СР, МП

33. б+ 5+ Ц+.

3 Г, V, V ) определению азотной киелоты по.первой ступени тт3трования) не мешает азотна кислота

Результаты определеиич азотной кислоты (в смеси ее с серной кислотой) ло предлагаемому способу, обработанные методом математическОЙ статистики представле33ы B таблице.

658083

Метрологическая характеристика предлагаемого метода

Найдено предлагаемым методом,%

Найдено р Н- потенцио метрическим титрованием, % относиотносиХ +1»

l тельная ошибка тельная 1 оцгибка) 0,9

08 10 1 5 64 7т0 613

10 1,3 64,6 i 0,53

4 0,9 5,1 0,046 0,9 8 1 5,15 0,036 0,7

4 2 0,2+0,004 2

4 2 0,2+0,004

На второй ступени титрования (HKO NO) равновесное значение потенциала устанавливается быстро и только вблизи конечной точки титрова15 ния {KTT) — в течение 2-3 мин.

Пример. Определение азотной кислоты в присутствии окислителя Рв{ 11Т) .

Определение проводят на потегщиометре ЛПМ60 М с.платиновым и хлорсеребряным электро36 дами из полумикробюретки обьемом 10 мл. Титрант-- 0,02 н.раствор соли Мора.

Содержание азотной кислоты в отсутствие других минеральных кислот устанавливали вНпотенциометрическим титрованием раствором едкого натра со стеклянным и хлорсеребряным

Примечание: n. — число определенийЯ вЂ” коэффициент вариации; Х„ С вЂ” доверительный интервал.

Из таблицы видно, что результаты, полученные с помощью предлагаемого метода, обеспечивают удовлетворительную точность определения и хорошо воспроизводятся.

Методика определения. Навеску жидкого или твердого образца 0,05-20 г растворяют в воде, переносят в мерную колбу и доводят до метки водой. Аликвотную часть раствора 0,1-10 мл, содержащую 0,02-5 мг азотной кислоты, вносят в титрационную ячейку, добавляют 95-100 мл конценсированной фосфорной кислоты (d-1,851,94 г/см ) и хорошо перемешивают с помощью магнитной мешалки в течение 20-30 мин. В случае разогревания раствора его быстро охлаждают проточной водой. Титрование проводят из микро- 4о бюретки емкостью 1-2 или микробюретки емкостью

5-10 мл на компенсационной (потенциал Р-307 или

ППТВ) или некомпенсационной (pH-метр тина

ЛПМ-60М или1эН-121) потенциометрической ус45 тановках с индикаторным платиновым и хлорсеребряным (или вольфрамовым) электродом сравнения при комнатной температуре. В качестве титранта используют 0,005-0,05 н,раствор соли Мора, приготовленной на серной кислоте, разбавленной

1: 10.

Величина скачка потенциала достигает 50 — 70 мВ от одной капли 0,02 н.раствора %(И) в 1 точке эквивалентности. Однако в связи с медленностью протекания и сложностью двухэлектронных окислительно-восстановительных реакций на первой стадии титрования титрант следует добавлять равномерно со скоростью 4 — 5 капель в мин1 ту электродами. Установить концентрацию азотной кислоты в присутствии других минеральных кис. лот рН-потенциометричсским титрованисм в водных растворах не представляется возможным, В стакатиик емкостью 250 мл помещают 100 мл конденсироватшой фосфорной кислоты (с(=1,851,94 г/см ) и вводят пипеткой анализируемый раствор, Проводят титроваиие, добавляя титрант по каплям и хорошо перемешивая раствор. По результатам титрования строят график, Первый скачок соответствовал 6,75 мл растворами (11) (т;е. конечная точка титрования — азотной кислоты иМп(1II); второй скачок соответствовал

7,8 мл титранга {конечная точка титровапия азотистой кислоты - продукта восстановления азотной кислоты) . Количество титржта, которое пошло на титрование азотной кислоты, находят по разности 7,8-6,75- "1,05 мл. В этом случае эквивалент азотной кислоты равен ее молекулярному в есу

Преимуществом предлагаемого способа является использование более "мягкого" общедоступного восстановителя, не требующего специальных мер защиты от кислорода воздуха ни в процессе хранения, ни при титровании. Предлагаемый способ позволяет уменьшить число мешающих элементов по сравненшо с известным способом.

658083

Составитель A. Жаворонкова

Редактор О. Степина Техред МПатко

Корректор С. Шекмар

Заказ 19б5/18 Тираж 590 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делаь изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППЛ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ определения азотной кислоты и нитратов, включающий растворение образца с последующим титрованием раствором закисного железа

5 в качестве восстановителя, в среде концентрированной минеральной кислоты, отличающийся тем, что, с целью определения азотной кислоты и нитратов в присутствии окислителей и окрашенных веществ и повышения точности, в качестве срелы 16 при поте щиометрическом титровании используют конденсированную фосфорную кислоту с удельным весом 1,85-1,94 г/см .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ЖоНге 1 ., Losio Е ., CastoCd М,Ииглтса < (Маы о, 4.В, ь17, 72/-725, Ябб, Z, е бе ЕЕеЦ . ZPithch Y Ht fup ndQ1bsche Chei i8 75, С. 145, 1928,