Анализ азота и его соединений

Мешающие вещества. Определению мешают сильные окисли¬тели, а также нитриты, образующие с хромотроповой кислотой продукты желтого цвета. Однако их мешающее действие преду¬смотрено в ходе определения: вводят восстановитель-сульфит натрия в карбамид, реагирующий с нитри-тами с образованием газообразного азота.

Мешающее влияние хлорид-ионов и ионов FeСl4 устраняют, добавляя соль сурьмы. Мешают барий, свинец, стронций, образую¬щие осадки, а также иодид-, иодат-, селенит- и селенат-ионы, одна¬ко они редко присут-ствуют в достаточных для этого количествах. Хромат-ионы в концентра-циях, превышающих 20 мг/л, мешают образуя с реактивом окрашенное со-единение.

Реактивы. Для приготовления реактивов используют дважды пере-гнанную воду.

Нитрат натрия, стандартный раствор. Растворяют 1.371 г нитрата на-трия чда в дистиллированной воде; получается раствор, в 1 мл которого содержится 1 мг . Соответствующим разбавлением из него приготов-ляют растворы, содержащие 0,02 мг и 0,01 мг NO3 в 1 мл.

Серная кислота хч, не содержащая нитратов. Хромотроповая кислота, очищенная, 0,1%-ный раствор. Если имеющаяся в лаборатории хромотро-повая кислота недостаточно чиста, ее очищают следующим способом. Приготовляют насыщенный раствор ее двунатриевой соли и дважды про-пускают его через активный уголь. Затем подкисляют серной кислотой, от¬фильтровывают выделившиеся кристаллы хромотроповой кислоты, про-мывают их атанолом и высушивают при температуре ниже 80°С. Раство-ряют 0,1 г чистой яромотроповой кислоты в концентрированной серной кислоте и хранят раствор я темной склянке. Раствор устойчив в течение двух недель.

Раствор сульфита и карбамида. Растворяют в дистиллированной воде 5 г карбамида и 4 г безводного сульфита натрия, затем разбавляют водой до 100 мл.

При определении в присутствии высоких концентраций нитритов этот рас¬твор заменяют 20%-ным раствором карбамида или 2%-ным раствором сульфаминовой кислоты.

Сульфат сурьмы(III), раствор в серной кислоте. В 80 мл концентриро-ван¬ной серной кислоты растворяют при нагревании 0.5 г металлической сурьмы. После полного растворения раствор охлаждают и выливают его в 20 мл ледя¬ной воды. Если в течение ночи выкристаллизуется соль, ее вновь растворяют нагреванием раствора.

Ход определения.

1. При содержании нитрит-ионов ниже 1.Омг/л и хлорид-ионов ниже 200мг/л. В снаб¬женную притертой пробкой пробирку с меткой 10 мл по-мещают 2,5 мл анализируемой воды. В другую такую же пробирку нали-вают 2,5 мл дистиллированной воды. Затем в каждую пробирку прибавля-ют по 1 капле раствора карбамида с сульфитом.

Обе пробирки помещают в ванну с ледяной водой (и кусочками льда) на 4 мин. После этого наливают в каждую пробирку по 1 мл раствора хромо-троповой кислоты и снова опускают их в ту же ванну на 3 мин. Затем до-ливают содержимое каждой пробирки до 10 мл концентрированной серной кислотой, осторожно, но хорошо перемешивают, перевертывая пробирку дном кверху и обратно четыре раза, и оставляют на 45 мин при комнатной температуре, Если объем несколько уменьшился, доливают снова до метки концентрированной серной кислотой, осторожно перемешивают, чтобы не образовалось пузырьков в жидкости, и через 15 мин измеряют оптическую плотность анализируемого раствора по отношению и оптической плотно-сти холостого раствора при толщине слоя кюветы 3 или 5 см и =410-413 нм.

Содержание нитрат-ионов находят по калибровочному графику, для по-строения которого отбирают от 0,1 до 1,0 мл стандартного раствора нитра-та, содержащего 0,01 мг/л , переносят в пробирки, разбавляют каж-дый раствор до 2.5 мл и продолжают, как при анализе пробы. Получаемые окраски очень устойчивы.

2. Присодержании нитрит - ионов выше 1,0 мг/л и содержании хлорид-ионов ниже 200мг/л. В этом случае вместо 1 капли раствора карбамида с сульфитом вводят 0,2 мл 20 %-наго раствора карбамида или 0,1 мл раство-ра сульфаминовой кислоты. В остальном ход анализа не отличается от описанного в п. 1. При расчете результата анализа можно пользоваться ка-либровочным графиком, построенным, как указано в п.1.

3. При содержании нитрит-ионов выше 1,0 мг/л и хлорид-ионов выше 200 мг/л. В калиброванную пробирку, снабженную притертой пробкой, помещают 2,5 мл анализируемой воды и в другую такую же пробирку 2,5 мл дистиллированной воды. Приливают в каждую пробирку по 0,2 мл 20%-ного раствора карбамнда или 0,1 мл раствора сульфаминовой кисло-ты, перемешивают и помещают на 3 мин в ванну с ледяной водой. Затем приливают по 2,5 мл раствора соли сурьмы, перемешивают и снова поме-щают в ледяную ванну на 4 мин. После этого вводят по 1 мл раствора хромотроповой кислоты и после перемешивания снова оставляют в ледя-ной ванне на 3 мин. Доводят объем до 10 мл концентрированной серной кислотой и продолжают, как описана в п. 1. При расчете результатов ана-лиза можно пользо¬ваться калибровочным графиком, построенным, как указано в п. 1.

Примечание. Если карбамид был заменен сульфаминовой кислотой, по-лучаемые окраски менее устойчивы, измерение опта' ческой плотности надо проводить через 45 мин после добавления всех реактивов.

7.5.3. Определение восстановлением амальгамой

кадмия до нитрита

Сущность метода. Под действием амальгамы кадмия в редук¬торе Джойса или другом аналогичном приборе нитрат-ионы вос¬станавливаются до нитрит-ионов:

Последние определяют одним из двух фотометрических мето¬дов, опи-санных в разд. 7.6.

Метод применяют для определения нитрат-ионов в концентра¬циях от 0,005 до 0,5 мг/л. Более концентрированные по содержа¬нию нитратов сточные воды предварительно разбавляют.

Мешающие вещества. Мешают определению сульфид-ионы, их мож-но предварительно удалить, обрабатывая пробу карбонатом свинца. Ме-шают фосфат-ионы в концентрациях, превышающих 100 мг/л. Хлороформ мешает процессу восстановления амальга¬мой кадмия, его поэтому не сле-дует применять для консервирова¬ния проб. Присутствующие в пробе нит-риты проходят через редук¬тор без изменения. Их определяют отдельно, и результат вычитают из результата определения нитратов.

Приборы и реактивы

Редуктор с амальгамой кадмия. Редуктором может служить бюретка или любая другая трубка высотой около 40 см, с внутренним диаметром около 10 см, с притертым краном на конце. В верхней части трубки жела-тельно во¬ронкообразное расширение для более удобного наполнения трубки жидкостью.

Для приготовления амальгамы кадмия берут 100 г гранулированного кад¬мия (диаметр частиц 0,5-2 мм), очищают их поверхность, обрабатывая 2 н. соляной кислотой, погружают в 1%-ный раствор хлорида ртути (11) и непре¬рывно взбалтывают 10 мин. Полученный амальгамированный кад-мий промывают достаточным объемом дистиллированной воды и напол-няют им трубку редуктора. на дно которой предварительно помещают слой стеклянной ваты, переносят амальгамированный кадмий в трубку вместе с дистиллированной водой и за¬ливают его водой так, чтобы вода покрывала его и в колонке не было пу¬зырьков воздуха. Высота слоя амальгамы должна быть около 30 см. Надо следить за тем, чтобы слой амальгамы никогда не обнажался, всегда был по¬крыт водой. В воду реко-мендуется добавить немного аммиака. Работу колонки следует постоянно контролировать, пропуская через нее растворы с известным содержанием нитрата.

Когда восстановление станет неполным, амальгаму кадмия следует ре-гене¬рировать. Для этого ее вынимают из редуктора, переносят в стакан, обрабаты¬вают 2 н. соляной кислотой и снова амальгамируют, поместив на 10 мин в 100 мл 1%-ного раствора хлорида ртути (II). После тщательной промывки ди¬стиллированной водой регенерированную амальгаму перено-сят опять в редуктор таким же способов, как в первый раз.

Буферный раствор. Растворяют 250 г хлорида аммония чда в дистил-лиро¬ванной воде, прибавляют 25 мл концентрированного раствора аммиа-ка чда н разбавляют водой до 1 л.

Соляная кислота, 2 н. раствор. К 830 мл дистиллированной воды при-ливают 170 мл соляной кислоты чда. плотность 1,19 г/см3. Реактивы, не-обходимые для определения нитрит-ионов. см. в разд. 7.6.1.

Ход определения. Анализируемую пробу разбавляют так, чтобы ее концентрация оказалась в указанных выше пределах, жела¬тельно около 0,1 мг/л. К 100 ил полученного раствора приливают 2 мл буферного рас-твора и переносят в редуктор, предварительно вылив из него избыток во-ды так, чтобы уровень опустился до слоя амальгамы. Пропускают анали-зируемый раствор через редуктор со скоростью 4 мл/мин. Первые 40 мл прошедшего через редуктор раствора отбрасывают, затем собирают 50 мл и определяют в них содержание нитрит-ионов, как описано в разд. 7.6.

Параллельно проводят холостое определение с таким же объ¬емом дис-тиллированной воды.

Время от времени проверяют восстанавливающую способность редук-тора, пропуская через него раствор с известным содержанием нитрат-ионов (0,1-0,5 мг/л NO3). Эффект восстановления должен быть равным 95-100 %.

Расчет. Содержание нитрат-ионов (х) в мг/л рассчитывают по фор муле

где с1 - концентрация ионов , найденная в растворе после проведения вос¬становления в редукторе. мг/л; с2 - концентрация ионов , в исходной пробе ана-лизируемой воды, мг/л; V - объем пробы, взятой для анализа (до ее раз¬бавления до 100 мл), мл; 1,35 - коэффициент пересчета , на .

7.5.4. Фотометрический метод с салицилатом натрия

Сущность метода. В среде концентрированной серной кислоты нитрат-ионы реагируют с салицилатом натрия, образуя смесь 3-нитросалициловой и 5-нитросалициловой кислот, соли которых в щелочной среде имеют жел-тую окраску. Без разбавления или концентрирования нитрат-ионы можно определить в концентрациях