Анализ азота и его соединений

удалится и сероводород, сильно ме-шающий определению. Последний можно также удалить введением не-большого количества карбоната свинца перед отгонкой аммиака из слабо-щелочной среды.

7.1.1. Предварительная отгонка

Предварительную отгонку аммиака рекомендуется проводить при pH=9.5 (если предполагается присутствие цианатов, а также большинства азотсодержащих органических соединений, при рН = 7,4 (когда предпола-гается присутствие карбамида) и из сильнощелочной среды (если анализи-руют сточные воды, содержащие большие количества фенолов-сточные воды коксохимических заводов, газогенераторных предприятий и др.). Ес-ли наряду с фенолами присутствуют вещества, гидролизующиеся в ще-лочной среде, то отгонку надо провести дважды: сначала при рН = 7,4, со-бирая отгон в разбавленный раствор сильной кислоты, потом подщелочив этот отгон до сильнощелочной реакции.

Поглотителем аммиака служит раствор борной кислоты, когда опреде-ление заканчивают титрованием или фотометрическим методом с реакти-вом Несслера. При применении фенол-гипохлоритного метода отогнанный аммиак поглощают раствором серной кислоты. Отгонку проводят из круг-лодонной колбы вместим мастью от 800 до 2000 мл с вертикальным холо-дильником, конец которого (или форштосс) надо погрузить в раствор ки-слоты, нахолящейся в приемнике.

Реактивы

Боратный буферный раствор), рН = 9,5. К 500 мл 0,025 М раствора тетрабората натрия содержащего 9,5 г/л Na2B4O7 10H2O) приливают 88 мл 0,1 н. раствора NaOH и разбавляют безаммиачной водой до 1 л.

Фосфатный буферный раствор, рН = 7,4. В дистиллированной воде, не со¬держащей аммиака и аммонийных солей, растворяют 14,3 г безвод-ного KH2PO4 и 68,8 г безводного К2НРО4 и разбавляют такой же водой до 1 л.

Дехлорирующий раствор, 1 мл одного из нижеследующих растворов может восстановить до 1 мг/л остаточного хлора в 500 мл пробы.

Арсенат натрия, 1 г NaAsO2 растворяют в безаммиачной воде и раз-бавляют до 1 л.

Сульфит натрия, 0,9 г Na2SO3 растворяют в безаммиачной воде н раз-бавляют до 1 л.

Тиосульфат натрия, 3,5 г Na2S2O3 5H2O растворяют в безаммиачной воде и разбавляют до 1 л.

Поглощающий раствор. Растворяют 40 г Н3ВО3 в безаммиачной воде и разбавляют такой же водой до 1 л. При определении фенолгипохло-ритным методом поглощающим раствором служат 40 мл 0,2 н. 1-12504 или НС1.

Ход отгонки. Отгонку следует проводить в комнате, воздух которой не содержит аммиака. В колбу для отгонки вместимостью 800-1000 мл помещают 400 мл анализируемой сточной воды (или меньший объем, разбавленный до 400 мл безаммиачной водой), Если проба содержит «ак-тивный хлор», ее предварительно де¬хлорируют добавлением эквивалент-ного количества одного из перечисленных выше дехлорирующих реаген-тов. Нейтрализуют, если надо, пробу до рН = 7 разбавленной кислотой или щелочью, определив необходимое количество титрованием отдель-ной пор¬ции. Затем приливают 25 мл буферного раствора (pH=9.5 или 7,4 в зависимости от предполагаемых загрязнений) или 20 мл раствора едко-го натра при анализе фенольных вод. В приемник наливают 50 мл по-глощающего раствора. Отгоняют 300 мл жидкости, количественно пере-носят отгон в мерную колбу вмести¬мостью 500 мл, разбавляют до метки безаммиачной дистиллиро¬ванной водой и перемешивают.

7.1.2. Титриметрический метод

Реактивы

Бромфеноловый синий. В 3,00 мл 0,05 н. раствора едкого натра раство-ряют 0,1 г бромфенолового синего и разбавляют до 100 мл дистиллрован-ной водой.

Метиловый красный. В 7,4 мл 0,05 н. раствора едкого натра растворяют 0,1 г метилового красного и разбавляют до 100 мл дистиллированной во-дой.

Стандартный раствор серной кислоты, 0,02 н.; 1 мл этой кислоты со-ответствует 0,28 мг аммонийного азота, 0,36 мг NH+4, 0,34 мг NH3.

Ход анализа. К аликвотной части полученного после перегонки раствора (или ко всему раствору, не разбавляя его в мерной f колбе) прибавляют не-сколько капель того или другого индикатора и титруют 0,02 н. раствором серной кислоты до изменения окраски индикатора. В качестве раствора-свидетеля используют дистиллированную воду, освобожденную от СО2 кипячением, при¬бавляют те же количества раствора борной кислоты и ин-дика¬тора. Проводят холостой опыт со всеми примененными в анализа ре-активами.

Расчет. Содержание аммонийных ионов (х) в мг/л находят по формуле

если отбирали аликвотную часть

если титровали весь отгон

где а - объем 0,02 н. серной кислоты, израсходованной на титрование пробы, мл; b - объем той же кислоты, израсходованной в холостом опыте, мл; К - поправочный коэффициент для приведения кон-центрации серной кислоты к точно 0,02 н.; V - объем сточной воды, взятой для анализа, мл, V1 - объем отобранной аликвотной части; 500 - вместимость мерной колбы, мл; 0,36 - количество NH+4, эквива-лентное 1 мл точно 0,02 н. серной кислоты, мг.

7.1.3. Фотометрический фенол-гипохлоритный

метод

При взаимодействии аммиака с гипохлорит-ионами образует¬ся моно-хлорамин, который далее с фенолятом даст n-аминофенол:

Последний, реагируя со второй молекулой фенола, образует сна¬чала 4,4’-дигидрксидифениламин, а затем краситель индофенол:

Предполагалось, что добавляемый в раствор нитропруссид натрия слу-жит в этих процессах катализатором, однако наши исследования показали, что он вступает в реакцию с парааминофенолом с образованием продукта, имеющего также синюю окраску. Реакция идет в обоих направлениях, и в результате интенсивность получаемой окраски возрастает и повышается чув¬ствительность метода:

В качестве катализатора и стабилизирующего агента вводят соль мар-ганца.

Мешающие вещества. Определению NH+4 фенолгипохлоритным ме-тодом мешают немногие вещества; их значительно меньше, чем при опре-делении с реактивом Несслера. Это дает возможность во многих случаях проводить определение NH+4 без предварительной отгонки аммиака. В ча-стности, было показано, что определение без предварительной отгонки вполне применимо при анализе сточных вод, содержащих наряду с ам-миаком ряд органических соединений, в состав которых входит азот (ме-ламин, дицианамид, карбамид, циануровая кислота).

Мешают сильно сероводород и сульфиды. Их можно удалить, подкис-лив пробу до pH=3 и пропустив воздух до исчезновения запаха сероводо-рода. Мешают восстановители, реагирующие с гипохлоритом (например, цианиды, роданиды), большая щелочность пробы (выше 500 мг/л), слиш-ком большая кислотность (больше 100 мг-экв/л) и вещества, вызывающие окраску воды или мутность. В таких случаях проводят предварительную отгонку аммиака.

Реактивы

Бидистиллят, не содержащий аммиака. Дважды перегнанную воду пропускают через колонку с катионитом КУ-2. Эту воду используют для приготовления реактивов и разбавления проб.

Фенольный реактив. В 100 мл безаммиачной дистиллированной воды растворяют 5 г бесцветного свежеперегнанного фенола, 25 мл нитропрус-сида натрия и 0,1 г салициловой кислоты.

Гипохлоритный реактив, 3%-ный раствор. К 50 г хлорной извести (не менее чем 25%-ной по содержанию активного хлора) приливают 85 мл безаммиачной воды и перемешивают. Затем постепенно, при непрерывном перемешивании стеклянной палочкой, в течение 15 мин прибавляют рас-твор карбоната натрия (35 г безводной соли в 85 мл безаммиачной воды). Полученная масса сначала загустевает, а потом, по мере добавления рас-твора карбоната натрия, постепенно разжижается. Образующуюся суспен-зию фильтруют через воронку о стеклянной фильтрующей пластинкой (№ 2), применяя разрежение с помощью водоструйного насоса. Полученный раствор гипохлорита натрия хранят в холодильнике в склянке из темного стекла с притертой пробкой. Перед использо¬ванием этот концентрирован-ный раствор разбавляют безаммиачной водой в отношении 1: 1. Можно также применять продажный раствор гипохлорита натрия.

Сульфат марганца. Растворяют 70 мг MgSO4 5Н2 O в 100 мл безам-миачной дистиллированной воды.

Стандартный раствор хлорида аммония. Основной раствор. Раство-ряют в безаммиачной воде 296,5 мг безводного хлорида аммония NH4Cl , высушенного при 100°, и разбавляют такой же водой до 1000 мл, 1,00 мл полученного раствора содержит 100 мкг NH+4.

Рабочий раствор. Разбавляют безаммиачной дистиллированной водой 5 мл основного стандартного раствора до 100 мл; 1 мл полученного рас-твора содержит 5 мкг NH+4.

Ход определения. Отбирают 5 мл раствора, полученного после отгонки аммиака, или первоначальной пробы сточной воды, если

она не содержит мешающих определению веществ. В этом объеме должно быть не более 6 мкг ионов аммония. Если раствор более концентрирован-ный, отбирают меньший объем и разбавляют до 5 мл безаммиачной водой. Отобранную порцию переносят в пробирку, снабженную притертой проб-кой, прибавляют 1 каплю раствора сульфата марганца, 1 мл фенольного реактива и перемешивают. Затем приливают 0,5 мл гипохлоритного реак-тива, закрывают пробкой и энергично взбалтывают 2 мин. Дают постоять 4 ч для развития окраски н измеряют оптическую плот¬ность по отноше-нию к холостому раствору в кювете с толщиной слоя 1 см при = 625 нм.

Содержание NH+4 находят по калибровочному графику, учи¬тывая сде-ланные разбавления. Для построения калибровочного графика в мерные колбы вместимостью 50 мл наливают 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 и 12 мл рабо-чего стандартного раствора хлорида аммония и доводят каждый раствор до метки безаммиачной во¬дой, концентрации NH+4 в полученных раство-рах равны соответ¬ственно 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0 и 1,2 мг/л. Эти рас¬творы