Способ потенциометрического определения фосфат-ионов

Способ потенциометрического определения фосфат-ионов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 685625 (63) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 3I 0378 (21) 2597933/23-26 с присоединением заявки )(О (23) Приоритет—

Опубликовано 1 .0979. Бюллетень М 34

Дата опубликования описания 1509.79 (51)М, Кл.2

С 01 В 25/26

G 01 N 27,/46

Государственный номнтет

СССР мо делам нзо6ретеннм н открытнй (53) УДК 543. 257.1:

: 546.185 (088.8) (72) Авторы

Л.A.Äåìèíà, Н.Н.Мазепова, Н. Б. Краснова (54) СПОСОБ IIOTEHIIHOMETPH×ÅÑÊOÃO ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ФОСФАТ-ИОНОВ

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам определения веществ с помощью ионоселективных электродов.

Известны фосфатные ионоселективные электроды, потенциал которых линейно зависит от отрицательного логарифма концентрации фосфат-ионов. Однако в связи с малой крутизной электродной функции (20 мВ/ра - — теоретиРо,т ческое значение), значительным дрейфом потенциала и некоторыми другими недостатками этих электродов, они не выпускаются промышленностью, что делает невозможным их использование 15 в аналитической практике (1) .

Известны косвенные методы определения фосфатов с применением серебряного и свинцового ионоселективных электродов (2). Способ заключается в следующем.

В водные растворы, содержащие фосфат-ионы, вводят избыток соли металла, к которому селективен электрод, измеряют потенциал электрода в растворе после отделения осадка и с помощью несложного расчета находят содержание фосфат-иона в исходном растворе. Например, к фосфату натрия добавляют нитрат серебра, 30 осадок фосфата серебра отфильтровывают, в фильтрате с помощью серебряного электрода находят избыточное количество серебра. Точность метода не превышает 14-8%. Определению мешают галогенид-, цианид, сульфиди сульфат- ионы. Одно-и двухзамещенные гидрофосфаты этими методами не определяются.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо— му результату является способ потенциометрического определения фосфатов в водных растворах, основанный на титровании их солью лантана и использовании в качестве индикаторного электрода фторидного ионоселективного электрода, чувствительного к ионам лантана (3).

Так как крутизна электродной функции при определении лантана (3+) составляет величину С 20 мВ/ д скачки потенциала и в конечной точке титрования не превышают-50 мВ на 1 мл добавляемого титранта.отсюда, при добавлении титранта порциями по 0,1 мл (как это обычно делается при титровании ) скачок потенциала составит 5 мВ. Ошибка определения потенциала в обычных потенциометри85625 4

40

3 6 ческих методах состанляет +2 мВ, что дает ошибку титрования 40%. Гидрофосфат и дигидрофосфат-ионы этим методом не могут быть определены.

Определению не мешают галогенид-ионы и ионы щелочных металлов.

С целью повышения точности метода и обеспечения воэможности совместного определения фосфат-, гидрофосфати дигидрофосфат-ионов анализируемый раствор титруют в присутствии фторида натрия или аммония в соотношении

F :РО 1:5-10, и диметилформамида в соотношении с водой 5-3,5-1,а в качестве титранта используют раствор соли кальция с использованием в качестве индикаторного электрода фторядного ионоселективного электрода.

В качестве раствора соли кальция используют хлорид или нитрат кальция.

В основу метода положена реакция образования труднорастноримых солей кальция с фторид-, Фосфат-, гидрофосфат- и дигидрофосфат- ионами в смеси диметилформамида с водой.

Ошибка определения предлагаемого способа, найденная из 5 параллельных определений, составляет 4 1%. Это объясняется тем, что скачок потенциала в точке эквивалентности составляет 300 мВ/мл- (30 мВ/0,1 мл), что значительно превышает ошибку измерения потенциала и поэтому позволяет с большой точностью находить точку эквивалентности одним из графических методов. Оптимальный интервал концентраций Фосфат-,гидрофосфати дигидрофосфат- ионов, определяемый предлагаемым способом, 10" — 10 М.

Определению не мешают ионы Ci Br

Пример 1. В ячейку для титрования вводят 5-7мп раствора,содержащего 5-25мг фосфата натрия или калия,добавляют О,lмп 0,1 М NaF и 20мл диметилформамида. В раствор погружают фторидный ионоселективный электрод и хлорсеребряный электрод сравнения.

Раствор во время титрования перемешивают с помощью магнитной мешалки, разность потенциалов измеряют рНметром рН-340 (или любым аналогичным). Титруют потенциометоически

0,05 М раствором (ДМФ:Н 0=5:1) нитрата ипи хлорида кальция. Титрант добавляют по 0,2 мл, а вблизи точки эквивалентности по 0,1 мл. Рассчитывают со ержание препарата в растворе,, исходя из того, что Са реагиа+ рует с фосфатом в соотношении 3:2.

Ошибка определения 0,4%.

Пример 2. В ячейку для титрования вводят 7 мл воды, содержащей

5-50 мг смеси гидрофосфата и дигидрофосфата натрия, добавляют 0,1 мл

p,l.М раствора фторида натрия и 20 мл диметилформамида. Далее поступают, как описано в примере l. Из найденного по графику значения объема титранта, пошедшего на титронание, по Формулам: мг гидрофосфата=щ — 1- (†- - ) мг дигидрофоората= — — а ™- -р

2М,— Ì Ь Н где W — исходная нанеска смеси солей, М вЂ” молекулярный нес гидрофосфата, Ì - молекулярный нес дигидрофосфата, N u V — - нормальность и объем соли кальция, пошедший на титронание, находят содержание каждой соли н смеси.

Ошибка определения каждого компонента 2%.

Предлагаемый способ позволяет определять как фосфат-ионы, так и гидрофосфат- н дигидрофосфат-ионы.

Ошибка определения прн этом снижается до 0,4-2Ъ. Использование метода к анализу основного вещества позволит повысить качество выпускаемой продукции. Применение метода н анализе природных и сточных нод позволит получить достоверные сведения о содержании различных форм фосфатов н стоках, что благоприятно скажется на решении проблемы охраны окружающей среды. Возможность определять содержание гидрофосфатов и дигидрофосфатон при совместном присутствии н природных и минеральных водах расширит наши познания н области химии природных

Форм фосфора.

Формула изобретения

Способ потенциометрического определения фосфат-ионов, включающий их титрование солью с помощью фторидного ионоселективного электрода, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью повышения точности и обеспечения возможности совместного определения фосфат-, гидрофосфат-, и дигидрофосфат-ионов, титрование ведут в присутствии Фторида натрия или аммония в соотношении F ::РО 1-5:10 и диметилформамнда н соотношении с водой =5-3,5:1, а н качестве титранта используют раствор соли кальция °

2. Способ по п.l, о т л н ч а юшийся тем, что в качестве раствора соли кальция используют хлорид или нитрат кальция.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Такашвили О.Г. Электрохимия, 9 2, 2, 291-293, 1976.

2. Русина О.Н., Горбаткона В.X.

Труды Северо-Кавказского горнометаллургического института, 1974, вып.37, с.9-10.

3. Walter S "Mikrochim acta"

М 3, с. 349-359, 1973 (прототнп).