Анализ азота и его соединений

фенолдисульфоновой кислотой.

Определение основано на образовании желтого соединения в ре¬зультате реакции нитратов с фенолдисульфоновой кислотой. Без разбавления этим методом можно определять от 0,5 до 50 мг в 1 л воды.

При концентрации 2-50 мг1л и отсутствии мешающих влия¬ний точность определения ±0,5 мг!л.

Мешающие влияния. Определению мешают хлориды. Концен¬трация их в пробе не должна превышать 10 мг/л. Уменьшить их концентрацию можно соответствующим разбавлением. Мешающее влияние хлоридов можно также устранить добавлением сульфата серебра (см. ниже). Однако при анализе некоторых вод избыток ионов серебра вызывает окрашивание раствора или образование мути. Для подщелачивания пробы применяют едкое кали или аммиак.

Если для осаждения хлоридов был применен сульфат серебра, то под-щелачивать раствор едким кали нельзя, так как этот реактив вызывает ко-ричневое окрашивание; вместо него следует применять раствор аммиака.

При содержании нитритов, превышающем 0,7 мг/л, получаются повы-шенные результаты. Окрашенные соединения не должны при¬сутствовать.

Удаление хлоридов. Определяют в пробе содержание хлоридов. К 100 мл пробы прибавляют эквивалентное количество раствора сульфата серебра (4,40 г Ag2SO4 ч. д. а., сво¬бодного от нитритов, растворяют в дистиллиро-ванной воде и доводят объем до 1 л, 1 мл раствора соответствует 1 мг ). Осадок хлорида серебра отфильтровывают или отделяют центрифугиро-ванном после предварительного нагревания смеси. Целесообразно оста-вить смесь на ночь в темноте.

Удаление окраски. К 150 мл пробы прибавляют 3 мл суспензии гидро-окиси алюминия (125 г сульфата алюминия и калия или сульфата алюми-ния и аммония растворяют в 1 л дистиллиро¬ванной воды, нагревают до 60° С и постепенно прибавляют 55 мл концентрированного раствора ам-миака при постоянном перемешивании. После отстаивания в течение 1 ч осадок переносят в большой стакан и промывают декантацией дистилли-рованной водой до исчез¬новения свободного аммиака, хлоридов, нитритов и нитратов), тща¬тельно перемешивают, оставляют стоять несколько минут и филь¬труют. Первые порции фильтрата отбрасывают.

Окисление нитритов. К 100 мл пробы прибавляют 1 мл 1 н. раствора H2SO4 и перемешивают. Затем по каплям при¬бавляют при перемешивании необходимое количество 0,1 н. рас¬твора перманганата калия или 3%-нога раствора перекиси водо¬рода. Перманганат добавляют в таком количестве, чтобы розовая окраска не исчезала в течение не менее 15 мин. Поскольку оки¬сление нитритов приводит к образованию нитратов, надо из резуль¬тата определения последних вычесть количество нитритов, при¬сутствовавших в первоначальной пробе (в пересчете на нитраты). Содержание нитритов определяют в отдельной порции пробы соот¬ветствующим методом.

Аппаратура

Фотометр с фиолетовым (синим) светофильтром ( = 410 нм). Кю-веты с толщиной слоя 1-5 см или набор цилиндров Несслера емкостью 50 или 100 мл. Для повышения верхнего предела определяемой концентра-ции можно производить измерения и при других длинах волн, например 480 нм.

Реактивы

Фенолдисульфоновая кислота, раствор в серной кислоте. Растворяют 25 г фенола ч. д. а, (препарат не должен быть окрашен) в 150 мл концен-трированной серной кислоты. Прибавляют 75 мл дымящей серной кисло-ты (олеум с 15% SO3), тщательно перемешивают и нагревают с обратным холодильником в течение 2 ч на кипящей водяной бане.

Аммиак ч. д. а., концентрированный раствор.

Едкое кали, приблизительно 12 н. раствор. Растворяют 673 г КОН ч. д. а. в дистиллированной воде и доводят до 1 л.

Комплексон III, аммиачный раствор. Растирают 50 г комплексона III с 20 мл дистиллированной воды до получения пасты, которую растворяют в 50 мл концен¬трированного раствора аммиака.

Нитрат калия, стандартный раствор. Растворяют 0,1631 г KNOз ч. д. а., высу¬шенного при 105°С, в дистиллированной воде, прибавляют 1 мл хло-роформа и доводят водой до 1 л; 1 л содержит 0,100 м .

Калибровочная кривая. На водяной бане выпаривают досуха 50,0 мл стандарт кого раствора. Сухой остаток растворяют в 2,0 мл кислого рас-твора фенолсульфоновой кислоты и доводят дистиллированной водой до 100 мл.

Для визуального колориметрирования, проводимого в цилиндрах Несс-лера, в несколько цилиндров емкостью по 50 мл отмеривают 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 1,0, 2,0. 5,0; 10, 15; 20 и 30 мл окрашенного стандартного раствора (что отвечает 0; 0,1; 0,3; . . .I 30 мг в 1 л), прибавляют 2,0 мл раствора фе-нолдисульфоновой кислоты и такое же количество раствора NH4OH или КОН, какое прибавлялось в пробе.

Объем раствора в цилиндрах доводят дистиллированной водой до мет-ки и перемешивают Приготовленные таким способом окрашенные стан-дарты для сравнение могут сохраняться несколько недель без изменения окраски.

Для построения калибровочного графика используют оптические плот-ности. окрашенных стандартов, приготовленных, как указано выше при описании визуаль¬ного колориметрирования. Из найденных значений вы-читают оптическую плотности холостой пробы. Строят график зависимо-сти оптической плотности от концентрации нитрат-ионов.

Ход определения. Прозрачную пробу объемом 100 мл или менее с со-держанием не более 5 мг нейтрализуют до рН 7, переливают в фар-форовую чашку и выпаривают на кипящей водяной бане до¬суха. К сухому остатку прибавляют 2,0 мл раствора фенолдисульфоновой кислоты и раз-мешивают стеклянной палочкой до полного растворения. Если потребует-ся, смесь слегка нагревают на водяной бане. Прибавляют 20 мл дистилли-рованной воды и приливают при помешивании 6-7 мл концентрированного раствора аммиака или 5-6 мл 12 н. раствора едкого кали. Если при этом выделяются гидроокиси присутствующих металлов, их удаляют фильтро-ванием через стеклянный фильтр или прибавляют по каплям аммиачный раствор комплексона III до полного растворения осадка. Фильтрат или прозрачный раствор переносят в мерную колбу емкостью 50 или 100 мл, доводят дистиллированной водой до метки и содержимое колбы переме-шивают. Окрашенный раствор колориметрируют. Из найденного значения вычитают оптическую плотность холостого раствора (дистиллированная вода с реактивами) и по калибровочному графику находят содержание нитрат-ионов.

Расчет. Содержание нитрат-ионов в мг/л (х) или в мг-екв/л (у) вычисля-ют по формулам:

где с - концентрация нитрат-ионов, найденная по калибровочному графику или по шкале стандартов, мг/л; V1 - объем пробы, взятой для анализа, мл; V2 - объем окрашен-ной пробы, мл (50 или 100 мл); 62,0 - эквивалент .

Округление результатов

Диапазон, мг/л 0,10-1,00 1,0-2,0 2,0-5,0 5,0-10,0

Округление .......

в мг/л 0,05 0,1 0,2 0,5

в мг-экв/л 0,001 0,002 0,005 0,01

Колориметрическое определение с салицилатом натрия

Определение основано на реакции нитратов с салицилатом на¬трия в среде серной кислоты, где образуются окрашенные в желтый цвет соли нитросалициловой кислоты. Без разбавления можно опре¬делять от 0,1 до 20 мг в 1 л воды.

Мешающие влияния. Коллоидные органические и окрашенные веще-ства, присутствующие в пробе, мешают определению. Их уда¬ляют так же, как и при определении нитратов с фенолдисульфоновон кислотой (см. выше).

Если сухой остаток после прибавления серной кислоты окра¬сится рас-творенными органическими веществами, то этот метод неприменим.

Определению мешают хлориды в количествах, превышающих 200 мг/л. Их удаляют способом, изложенным при определении нитратов с фенолди-сульфоновой кислотой (см. там же).

Железо мешает определению в количестве, превышающем 5 мг/л. Ме-шающее влияние большой концентрации железа или других катионов можно устранить фильтрованием через катионит.

Нитриты оказывают влияние на определение нитратов при содержании их, превышающем 1-2 мг!л. Содержание 20 мг в 1 л повышает най-денный результат при определении нитратов на 1 мг/л. Нитрит-ионы в ко-личестве более 2 мг/л следует удалять выпариванием 20 мл пробы досуха на водяной бане с добавлением 0,05 г сульфата аммония.

Аппаратура

Фотометр с фиолетовым светофильтром ( = 410 нм). Кюветы с толщиной слоя 1-5 см или набор цилиндров Несслера емкостью 50 мл. Во-дяная баня.

Реактивы.

Салицилат натрия, 0,5%-ный водный раствор (всегда свежеприготов-ленный).

Серная кислота ч. д. а., концентрированная, свободная от нитратов.

Едкий натр, приблизительно 10 н. раствор. Растворяют 400 г NaOH ч. д. а. в дистиллированной воде и после охлаждения доводят до 1 л.

Нитрат калия, стандартный раствор, содержащий в 1 мл 0,100 мг (при¬готовление - см. стр. 138).

Рабочий раствор. Разбавляют 10,0 мл предыдущего раствора дистил¬лированной водой до 100 мл, всегда применяют свежеприготовленный раствор, 1 мл раствора содержит 0,010 мг .

Калибровочная кривая. Готовят стандарты, содержащие 0; 0,5; 1,0, 2,0. 5,0; 10,0; 20 мг в 1 л. Для этого берут 0; 0,5; 0,2 мл рабочего рас-твора нитрата калия и доводят дистиллированной водой до 10 мл, как опи-сано ниже, затем строят калибровочный график в координатах оптическая плотность - кон¬центрация нитрат-иона.

Шкала стандартов. Для визуальной колориметрии в цилиндрах Несс-лера при¬готавливают окрашенные стандартные растворы объемом 50 мл, обработанные, как указано ниже, например, для ряда 0; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 4.0* 6,0; 8,0; 10,0 мг в 1 л (0; 0,2; 0,5 и т. д. мл рабочего раствора до-водят до 10 мл дистиллированной водой).

Ход определения. К 10 мл пробы прибавляют 1 мл раствора салицила-та натрия и выпаривают в фарфоровой