Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

МЕТОДЫ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА В САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Дорогова В Б, Игнатьева Л П,

6.5. Определение дифференциальным методом

Работа 6. Определение Р2О5 в фосфорсодержащих удобрениях по молибденовой сини

Определение основано на реакции восстановления фосфорномолибдекового комплекса до соединения, отвечающего предположительно формуле (МоО2•4МоО3)2•Н3РО4 и окрашенного в синий цвет, и на фотометрировании растворов на фотоколориметрах ФЭК-56, ФЭК-56М, КФК при ?эфф = 590 нм (светофильтр № 8)

Соляная кислота (1:1).

Молибдат аммония, раствор в серной кислоте, 50 г молибдата аммония ч. или ч. д. а. переносят в стакан вместимостью 700–800 мл и растворяют в 500 мл 5 М раствора серной кислоты. Содержимое стакана переносят в мерную колбу вместимостью 1 л, доводят объем дистиллированной водой до метки, раствор перемешивают и фильтруют.

Ацетат натрия 600 г ацетат натрия (х. ч. или ч. д. а.) растворяют в 2 л дистиллированной воды и фильтруют.

Фосфат калия КН2РО4, однозамещенный (х. ч. или ч. д. а.).

Стандартный раствор фосфата калия. Навеску 0,3834 г однозамещенного фосфата калия растворяют в мерной колбе вместимостью 1 л, прибавляют 2 мл концентрированной серной кислоты и доливают дистиллированной водой до метки, 1 мл полученного раствора содержит 0,2 мг Р2О5.

Раствор восстановителя. 5 г кристаллического сульфита натрия вносят в стакан вместимостью 500–600 мл, растворяют в 400 мл дистиллированной воды, добавляют 1 г метола и после растворения вводят 150 г бисульфита натрия (или пиросульфита натрия Na2S2О5). После растворения бисульфита натрия содержимое стакана переносят в мерную колбу вместимостью 500 мл, доводят объем дистиллированной водой до метки, раствор перемешивают и фильтруют.

Выполнение работы

Для устранения погрешностей, связанных с построением градуировочного графика, концентрацию Р2О5 в фотометрируемых пробах определяют расчетным путем по уравнению:

Сх = С0 + FA’,

где F = ?С/A’ – обратный угловой коэффициент;

Определение обратного углового коэффициента. Готовят серию стандартных растворов, содержащих 1,0–4,0 мг Р2О5 в 100 мл фотометрируемого раствора. Для этого в мерные колбы вместимостью 100 мл отмеряют из бюретки соответственно 5,0; 10,0; 12,5; 15,0; 17,5; 20,0 мл стандартного раствора (0,2 мг Р2О5 в 1 мл). Затем приливают 2 мл соляной кислоты, дистиллированную воду (примерно до 50 мл), 7 мл раствора восстановителя, 10 мл молибдата аммония, через 10 мин – 20 мл раствора ацетата натрия. Доводят объемы до метки дистиллированной водой и перемешивают. Через 30–40 мин каждый раствор трижды фотометрируют относительно раствора сравнения в кюветах толщиной 1 см. Результаты измерений вносят в табл. 6.2. и вычисляют среднее значение обратного углового коэффициента. Графическое построение градуировочной кривой – не обязательно.

Таблица 6.2

Расчет обратного углового коэффициента F градуировочного графика С0 = 1,0 мг P2O5 в 100 мл, l = 1 см

Примечание: A’ и F – средние значения, вычисленные соответственно из результатов 3-х и 5-и параллельных измерений .

Дифференциальное фотометрическое
определение высоких содержаний Р2О5

При анализе продуктов, содержащих 20–60 % P2O5 (удобрения, фосфориты, экстракционные кислоты др.), берут навеску 2,5 г (q) с погрешностью 0,0002 г, помещают в термостойкий стакан вместимостью 100 мл, прибавляют 50 мл НС1 (1:1) и кипятят 30 мин. После охлаждения содержимое стакана переносят в мерную колбу вместимостью 250 мл, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Если раствор прозрачен, то сразу отбирают аликвотный объем (V1) пипеткой на 25 мл. Если же раствор мутный, то его фильтруют, отбрасывая первые порции фильтрата, а из следующего фильтрата отбирают 25 мл (V1). Аликвотный объем (V1) переносят в мерную колбу на 250 мл и разбавляют его дистиллированной водой до метки. Затем из полученного раствора отбирают аликвоту V2 = 10 мл, содержащую 2–4 мг. Р2О5 в мерную колбу вместимостью 100 мл, добавляют 2 мл HC1 (1:10), 10 мл 10 % раствора борной кислоты (при наличии высоких содержаний фторид-ионов), дистиллированную воду примерно до 50 мл и далее – все реактивы, как при приготовлении и фотометрировании стандартных растворов.

Одновременно готовят раствор сравнения (Со = 1,0 мг Р2О5 в 100 мл раствора). В случае необходимости проверки значений F готовят стандартный раствор с концентрацией Сст = 2,0 мг Р2О5 в 100 мл (или иной). Через 30–40 мин измеряют оптическую плотность приготовленных растворов относительно С0. Значения А’ должны укладываться в пределы 0,3–1,0. В противном случае необходимо изменить разбавлениe анализируемого раствора.

Концентрацию (Сх, мг на 100 мл раствора) и массовую долю (?, %) Р2О5 в объекте анализа рассчитывают по уравнениям:

CX = C0 + FA’х; ? = Сх•250•250•100/(V1V2q•1000).

Примечание. Определение Р2О5 по данной методике возможно в присутствии примесей (в пересчете на CaO, Fe2О3, А12О3, SiО2, SiF62–, F–) при отношениях содержания примеси к содержанию P2O5 не более 25, 15, 15,4, 22,15 (без Н3ВО3) и 70 (в присутствии Н3ВО3) соответственно.

Определение малых содержаний Р2О5 абсолютным методом

Определение содержаний 0,1–20 % Р2О5 может быть проведено абсолютным методом по градуировочному графику, построенному для интервала концентраций 0,5–2,5 мг Р2О5 на 100 мл раствора. При этом используют все вышеуказанные реактивы в тех же количествах и в том же порядке, что и при дифференциальном методе. В качестве раствора сравнения берут раствор «холостого» опыта, содержащий все добавляемые реагенты.

Работа 7. Определение P2О2 фосфорномолибденованадиевым методом в удобрениях и фосфатных растворах[20]

Определение основано на образовании фосфорномолибденованадиевой гетерополикислоты (ГПК) желтого цвета и фотометрировании желтых растворов. Фотометрирование осуществляют в кюветах с толщиной слоя l = 20 мм на фотоколориметрах ФЭК-56М, КФК-2МП, , КФК-3 с лампой накаливания при ?эфф = 400–440 нм (светофильтры № 3 или № 4) и дополнительным жидким светофильтром 0,02 М КМnО4. Последний позволяет получать в более широком интервале концентраций и с большим углом наклона линейные градуировочные графики.

Реактивы

Соляная кислота (1:1).

Фосфат калия КН2РО4 и стандартный раствор фосфата калия (см. работу 6).

Единый реактив. Готовят смешением трех компонентов в объемном соотношении 1:1:1 в следующей последовательности: HNО3 (1:1), молибдат аммония (водный 10 % раствор) и раствор NH4VO3 (2,5 г/л) с добавлением 20 мл HNO3 (конц.).

Выполнение работы

Определение обратного углового коэффициента. В мерные колбы вместимостью 100 мл вводят из мерной бюретки 5,0; 10,0; 12,5; 15,0; 17,5; 20,0 мл стандартного раствора (0,2 мг Р2О5 в 1 мл), прибавляют дистиллированную воду (примерно до 50 мл), по 30 мл единого реактива, доводят объемы до метки дистиллированной водой и перемешивают. Через 5–10 мин каждый раствор фотометрируют трижды в кювете (l = 20 мм) относительно раствора сравнения (С0 = 1 мг Р2О5 в 100 мл). Результаты заносят в таблицу по форме табл. 5/5/1/ и рассчитывают среднее значение F. Значения Fi, полученные для каждого стандартного раствора, не должны отклоняться от F более чем
на 1–2 % (отн.).

При массовом экспрессном анализе периодически производят проверку значения F по одной точке путем фотометрировании стандартного раствора, содержащего 2,0 мг Р2О5 в 100 мл, относительно раствора сравнения (Со = 1,0 мг Р2О5 в 100 мл). В этом случае

F = (Сст – С0)/А’ст = 1,0/А’ст.

Дифференциальное фотометрическое определение высоких содержаний Р2О5 (20–60 %). Навеску (q) пробы, взятую с погрешностью 0,0002, помещают в термостойкий стакан вместимостью 100 мл, прибавляют 50 мл НС1 (1:1) и кипятят 30 мин. После охлаждения содержимое стакана переносят в мерную колбу на 250 мл и доводят до метки дистиллированной водой[21]. Аликвотный объем (V) полученного раствора, содержащий от до 4 мг Р2О5, переносят в мерную колбу на 100 мл, разбавляют дистиллированной водой примерно до 50 мл и далее поступают, как при приготовлении серии стандартных растворов, одновременно готовят стандартные растворы (Со = 1,0 и Сст = 2,0 мг Р2О5 в 100 мл). Через 5–10 мин проводят измерение оптической плотности приготовленных растворов по отношению раствору сравнения (С0). Значение А’х должно находиться в пределах 0,2–0,9. В противном случае необходимо повторить анализ с другой навеской или другим аликвотным объемом (V ? 5 мл).

Концентрацию (Сх, мг на 100 мл раствора) и массовую долю (?, %) Р2О5 рассчитывают по формулам:

CX = C0 + FAх’ = 1 + FAх’; ? = Cх•250•100/(qV•1000).

Примечание. Определению не мешают примеси Са, Mg, Fe, Al, F SiО2, SiF26 в количествах, не превышающих массовое содержание P2O5 в фотометрируемой пробе соответственно в 57,45, 5, 13, 9, 3, 250 раз.

Определение малых содержаний (< 20 %) Р2О5 абсолютным методом.

Определение Р2О5 по желтой окраске фосфорномолибенованадиевой кислоты можно провести быстро и абсолютным методом. В этом случае при вышеприведенных условиях градуировочный график строят для интервала концентраций 0,5–2,5 мг Р2О5 в 100 мл раствора, для которого соблюдается основной закон светопоглощения.