Способ определения нитратов
Иллюстрации
Реферат
8036
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ОПИСА
ИЗОБРЕТ
К АВТОИ:КОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву—
{22) Заявлено 170878 (21) 2654744/23-26 с присоединением заявки Мо— (51) М. Кл.
С 01 В 21/38
F N 21/27
Государственный комитет
СССР
h0 делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 230181, Бюллетень N9 3.
Дата опубликования описания 2.30181 (53) УДК 546.175— 323: 543. 42. 062 (088.8) (72) Авторы изобретения
С.Г.Дятел и Л.Ф.Липатова
Восточный научно-исследовательский углехимический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРАТОВ
Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения нитратов в сточных водах после биохимической очистки от аммиака, в природных водах,, воздухе, почвах, реактивах, удобрениях и др.
Известен способ определения нитратов, включающий их растворение в 10 конденсированной фосфорной кислоте с плотностью 1,85-1,94 г/см с после3 дующим потенциометрическим титрованием солью закисного железа (1).
Однако этот способ пригоден для определения только больших содержаний нитратов (от 300 мг и выае).
Кроме того, этот способ не может врыть применен для определения нитратов в присутствии ионов Fe (II) и
C1 - обычных компонентов вод. .Известны фотометрические способы определения нитратов, основанные на следующих реакциях: а) реакциях нитрования фенолдисульфоновой кислоты; салицилата натрия; 2,6-ксиленола в среде концентрированной серной кислоты в присутСтвии NH4 С1; хромотроповой кислоты; б) на реакции окисления
4-дифенил-4-сульфоновой кислоты; 30 в) на измерении собственвенного светопоглощения нитрат-ионов без введения специальных реагентов P2).
В большинстве этих методов при определении нитратов оказывают мешающее влияние хлориды. В присутствии хлоридов и высоких концентраций серной кислоты результаты определения нитратов занижены.
Мешающее влияние хлоридов устраняют введением дополнительных операций, резко усложняющих способ и увеличивающих его продолжительносты добавлением дефицитных и дорогих солей серебра с последующим удалением их избытка осаждением фосфатом натрия.и фильтрованием раствора или введением ядовитого IIgSOg, работа с которым требует специальных мер предосторожности.
Недостатком методов группы O является также мешапаее влияние органических веществ. Под действием используемых в качестве среды для нитрования крепких растворов серной кислоты, проявляющих сильные окислительные свойства, образуются окрашенные органические вещества, что .делает невозможным фотометрическое
798036
30,132 0,76 2,59 0,679 30,132+ 2,25
+0,679
2,235 1,303 2 171,5+2 1,166
170
171,5 определение нитратов. В связи с этим для устранения мешающего влияния органических веществ, присутствующих в водах, необходимо вводить дополнительные приемы.
Группа < характеризуется отсутствием линейной зависимости между концентрацией нитрата и интенсивностью окраски и не обеспечивает точные результаты определения. Осложйяющими анализ факторами является мешающее влияние окислителей и солей железа, необходимость тщательного контроля температуры, времени, количества добавляемого хлорида натрия и серной кислоты. Метод в настоящее время в практике не применяется. 13
Группа ф наименее селективна.
Необходимо удалять примеси (С),Fe(11), Fe(III), Мп(!I)) и все другие, обычно встречающиеся в водах, пропусканием пробы через активированный уголь 2О что резко усложняет метод. Область его применения — чистые растворы нитратов. В практической работе не используется.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения малых количеств нитратов (от 10 мг и выше) включающий разложение нитратов сульф аминовой кислотой с последующим образованием окрашенного соединения при добавлении к продукту этой реакции соли железа (II) и серной кислоты, разбавленной водой в отношении
5:1, и спектрофотометрирование раствора (31.
Однако этот способ сложен из-за необходимости обработки нитратов .дефицитной сульфаминовой кислотой и трудности удаления пузырьков газообразных продуктов этой реакции, при- 40 сутствие которых искажает результаты определения. Кроме того, в связи с малой прочностью окрашенного соединения, реакция его образования проводится при охлаждении в ледяной 4 бане, что также осложняет анализ.
Этот способ не пригоден для определения нитратов в присутствии хлористого аммония в количестве более 15 мг в и".обе.
Цель изобретения — упрощение спооба и повышение точности определения нитратов в присутствии хлоридов.
Указанная цель достигается за сметет обработки нитратов солью железа (Il) и ортофосфорной кислоты О с плотностью 1,73-1,78 г/см при
70-100 С.
При этом образуется прозрачный раствор, окрашенный в розово-красный цвет, имеющий максимум светопоглощения при 465 нм.
Выбор фосфорной кислоты обусловлен тем, что в ее присутствии восстановительная способность двухвалентного железа сильно увеличивается
1 что позволяет провести прямое восстановление нитратов без предвосстановления сульфаминовой кислотой.
При использовании для фотометрического определения нитратов ортофосфорной кислоты с плотностью меньше 1,73 г/см оптическая плотность растворов падает, что приводит к уменьшению чувствительности метода.
Оптическая плотность растворов, приготовленных взаимодействием нитрата с солью железа (II) падает с увеличением плотности фосфорной кислоты выше 1,78 г/cM, что также понижает чувствительность метода.
В среде конденсированной;.фосфорной кислоты (плотность 1,85-1,94 г/см ) спектрофотометрическое определение нитратов по реакции взаимодействия с солями железа (II) вообще невозможно из-за образования белой мути,пре- . пятствующей измерению интенсивности окраски раствора.
При плотности фосфорной кислоты
1,73-1,78 г/см3 оптическая плотность растворов является максимальной и постоянной, чем и объясняется выбор данных концентрационных условий для фотометрического определения нитратов .
Проведение реакции образования окрашенного комплекса при t меньше
70ОС приводит к развитию окраски в течение 30 мин, что значительно увеличивает время анализа. При комнатной температуре окраска не развивается вообще. Проведение реакции образования окрашенного комплекса при более 100оС сопровождается получением пониженных значений оптической плотности вследствие частичного его разрушения. Оптимальной является температура 70-100 С, при которой время полного развития окраски составляет 5-10 мин. Закон Вера выполняется в интервале 10-250 мг/л иона NO
В таблице представлена математическая обработка результатов спектрофотометрического определения нитратов предлагаемым методом. . t
798036
Формула изобретения
Составитель А.Жаворонкова
Техред С.Мигунова Корректор Е. Папп
Редактор Н.Егорова
Заказ 9933/23 Тираж 516 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Как видно из таблицы, предлагаемый способ обеспечивает получение воспроизводимых и точных результатов определения нитратов. Относительная ошибка определения нитратов 4оо, вычисленная с помощью статйстического метода, не превышает 3%.
Определению не мешают NH4 СI в количестве до 5 г/л, Fe (I ), 11, Сй6, НС0> СО, Fe (I ! ), формальдегид. Время определения 10-15 мин.
Пример 1. В стаканчик емкостью 50 мл помещают 2 мл исследуемой воды, прибавляют 25 мп раствора
Fe(lI) в ортофосФорной кислоте с плотностью 1,73 г/см и нагревают в тер- 15 мостате при 70оС 5-10 мин. Охлаждают раствор до комнатной температуры, перег.ивают в кювету с расстоянием между рабочими гранями 50 мм и измеряют оптическую плотность при длине 20 волны 470 нм на спектрофотометре или на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром. По калибровоч.ному графику находят количество йО, в пробе (мг) и рассчитывают концентрацию нитрат-иона в исходной воде по формуле а 1000 0 164-1000
2 2
82 мг/л 30 где Х вЂ” концентрация й0, мг/л; количество НО, найденное по калибровочной кривой, мг; коэффициент, показываниций во сколько раз разбавлена проба.
Для приготовления раствора Fe(1!) в фосфорной кислоте 1 r железа марки
"карбонильное" растворяют в 300 мп ортофосфорной кислоты с плотностью +}
1,73-1,78 г/см> при слабом нагревании. Раствор охлаждают до комнатной температуры и хранят в склянке с притертой пробкой.
Пример 2. В стаканчик емкостью 50 мп помещают 2 мп воды, прИбавляют 25 мл раствора Fe(II) в ортофосфорной кислоте с плотностью
1 73 г/см и нагревают на кипящей водяной бане при 100ОС в течение 510 мин. Далее поступают, как в примере 1.
Найдено нитрата 83,5 мг/л.
Il р и м е р 3. В стаканчик емкостью 50 мп помещают 2 мп воды, прибавляют 25 мп раствора Fe(ll) в ортофосфорной кислоте с плотностью
1,78 г/см и нагревают в термостате при 70 С в течение 10 мин. Далее поступают, как в примере 1.
Найдено нитрата 83 мг/л.
Пример 4. В стаканчик емкостью 50 мп помещают 2 мл воды, прибавляют 25 мп раствора Ге(II) в ортофосфорной кислоте. с плотностью
1,78 г/см и нагревают на кипящей водяной бане при 100оС 5-10 мин.
Далее проводят анализ, как в примере 1.
Найдено нитрата %4 мг/л.
Способ определения нитратов, включающий переведение их н окрашенное соединение путем обработки солью закисного железа и минеральной кислотой с последующим спектрофотометриронанием раствора, о т л и ч а ю » шийся тем, что, с целью упрощения анализа и повыаения точности определения нитратов в присутствии хлоридов н качестве минеральной кислоты используют ортофосфоуную кислоту плотностью 1,73-1,78 г/см и обработку ведут при 70-100оC.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1 ° Авторское снидетельство СССР
9 658083, кл. С 01 В 21/38, 06.01 ° 76.
2. РЖ "Химия", 23 Г-143, 1977.
3. Привалов В.Е. и др. Анализ сточных вод коксохимических эанодов, N. "Металлургия", 1976, с. 101-103 (прототип).