Анализ азота и его соединений

600 мг сульфаниловои кис¬лоты в 70 мл горячей дистиллированной воды, охлаждают, прибавля-ют 20 мл концентрированной соляной кислоты, разбавляют до 100 мл дистиллированной водой и тщательно перемешивают.

Гидрохлорид -нафтиламина, раствор. Смешивают 600 мг гидрохло-рида -нафтиламина с 1 мл концентрированной соляной кислоты (или 480 мг осно¬вания -нафтиламина смешивают с 1,4 мл соляной кислоты) и разбавляют дистиллированной водой до 100 мл.

Ацетат натрия, 2 М раствор. Растворяют 27,2 г CH3COONa•H2O в ди¬стиллированной воде, раствор фильтруют, если надо, и разбавляют водой до 100 мл.

Стандартные растворы нитрита натрия - см. метод 7.6.1.

Ход определения. Анализируемую воду нейтрализуют до рН = 7 и, ес-ли появится осадок или муть, фильтруют через мембранный фильтр № 1 (разбавление учитывают при расчете результата оп¬ределения) .

В коническую колбу вместимостью 100 мл помещают 50 мл анализи-руемой воды (или фильтрата после отделения осадка, или меньший объ-ем, но разбавленный до 50 мл дистиллированной во¬дой). В отобранном объеме должно быть от 0,6 до 30 мкг . Прибавляют 1,0 мл раствора сильфаниловой кислоты и тщательно перемешивают. Значение рН полу-ченной смеси должно быть около 1,4. Дают постоять от 3 до 10 мин, за-тем приливают 1,0 мл растворра -нафтиламина, 1,0 мл раствора ацетата натрия и перемешивают. Полученный окрашенный раствор должен иметь рН от 2,0 до 2,5. Через 10-30 мин определяют его оптическую плотность при = 530 им в кюветах с толщиной слоя жидкости 1 или 5 см в зависи-мости от концентрации. Одновременно проводят холостой опыт с 50 мл дистиллированной воды и полученный в холостом опы¬те раствор исполь-зуют в качестве сравнительного раствора при измерении оптической плотности.

Результат определения находят по калибровочному графику, для по-строения которого вводят мерные колбы вместимостью 50 мл 0; 1; 2, ..., 30 мл стандартного рабочего раствора II, разбавляют каждый раствор до мет-ки дистиллированной водой и перемешивают. Далее продолжают, как при анализе пробы. По результатам измерения оптических плотностей строят калибровочный график или, что лучше, два графика: один, для определе-ния самых малых концентраций, с расстоянием между стенками кюветы 5 см, другой - с расстоянием 1 см.

Ионы аммония и аммиака.

Ионы аммония и аммиак появляются в грунтовых водах в ре¬зультате жизнедеятельности микроорганизмов. Так же объясняется присутствие их в питьевых водах, если эти вещества не прибавляли в смеси с хлором при водоподготовке. В поверхностных водах аммиак появляется в небольших количествах, обыкновенно в период веге¬тации, в результате разложения белковых веществ. В анаэробной среде аммиак образуется при восстанов-лении органических веществ. Вследствие жизнедеятельности нитрифици-рующих бактерий содер¬жание аммиака в водоемах снижается при одно-временном образова¬нии нитратов. Повышенное содержание аммиака в поверхностных водах объясняется спуском в них бытовых сточных вод и некоторых промышленных вод, содержащих значительные количества аммиака или солей аммония, являющихся отходами производства.

Отношение концентраций свободного аммиака (NH3) и ионов аммония (NH+4) зависит от концентрации водородных ионов. Концен¬трации от-дельных форм можно определить расчетом.

Для определения аммиака приводится метод непосредственного коло-риметрического определения в питьевых и поверхностных водах с реак-тивом Несслера и метод отгонки с колориметрическим или объемным окончанием в зависимости от концентрации аммиака в пробе (определе-ние в поверхностных и особенно в сточных водах). Если пробы для опре-деления аммиака взяты не сразу же после отбора, их консервируют при-бавлением 1 мл концентрированной серной кислоты или 2-4 мл хлоро-форма на 1 л пробы.

Полученные результаты выражают в мг-экв или в мг-ион NH+4/л воды: 1 мг NH+4 = 0,05544 мг-эке NH+4; 1 мг-экв NH+4= 18,04 мг NH+4.

Качественное определение.

К 10 мл пробы прибавляют несколько кристалликов сегнетовой соли и 0,5 мл реактива Несслера. Желтое окрашивание раствора, помутнение или выпадение желто-коричневого осадка указывает на присутствие аммиака. В присутствии повышенного количества органических веществ, особенно гуминовых кислот, вызывающих усиление коричневой окраски после подщелачивания, необходимо провести холостой опыт, добавив сегнетову соль и 0,5 мл 15%-нога раствора едкого натра.

Колориметрическое определение с реактивом Несслера.

Аммиак реагирует в щелочной среде с иодомеркуриатом калия, образуя осадок желто-коричневого цвета. При низкой концентрации аммиака по-лучается коллоидный раствор, пригодный для колориме¬трического опре-деления.

Низший предел определения равен 0,05 мг NH+4 в 1 л. Без раз¬бавления можно определять не более 4 мг NH+4 в 1 л воды.

Мешающие влияния. Определению мешают амины, хлорамины, аце-тон, альдегиды, спирты и некоторые другие органические со¬единения, реа-гирующие с реактивом Несслера. В их присутствии проводят определение аммиака с отгонкой.

Определению мешают компоненты, обусловливающие жесткость воды, железо, сульфиды, хлор, а также мутность.

Мешающее влияние жесткости воды устраняют прибавлением раствора сегнетовой соли или комплексона III.

Большое количество железа, сульфиды и муть удаляются при осветле-нии воды цинковой солью. К 100 мл пробы прибавляют 1 мл раствора сульфата цинка (100 г ZnSO4 H2O ч. д. а, растворяют в бидистилляте и раз-бавляют до 1 л) и смесь тщательно перемеши¬вают. Затем рН смеси доводят до 10,5 добавлением 25%-наго рас¬твора едкого кали или едкого натра. Проверяют рН стеклянным электродом. После взбалтывания и образова-ния хлопьев осадок отделяют центрифугированием или фильтрованием через стеклян¬ный фильтр. Увеличение объема жидкости необходимо учесть при расчете.

Мешающее влияние хлора устраняют добавлением раствора тио¬сульфата или арсенита натрия (растворяют в бидистилляте 3,5 г Na2S2O3•5H2O ч. д. а, или 1,0 г Na3AsO3 ч. д. а, и доводят до 1 л). Для уда-ления 0,5 мг хлора достаточно прибавить 1 мл одного из указанных рас-творов.

Аппаратура

Фотометр с фиолетовым светофильтром ( = 400-425 нм). Кюветы с толщиной слоя 1-5 см или набор цилиндров Несслера емкостью 50 мл.

Реактивы

Бидистиллят безаммиачный. Устраняют следы аммиака в бидистилля-те филь¬трованием через катионит в H+-форме.

Реактия Несслера. Растворяют 100 г HgI2 ч. д. а, и 70 г KI ч.д.а, в не-большом количестве бидистиллята и смешивают с раствором едкого на-тра, приготовленным растворением 160 г NaOH ч. д. а, в 500 мл дистилли-рованной воды. Смесь доводят бидистиллятом до 1 л. Применяется про-зрачный раствор после отстаивания в тече¬ние по крайней мере 4 ч.

Тартрат натрия и калия (сегнетова соль), 50%-ный раствор. Раство-ряют 50 г KNaC4H4O6• 4Н20 ч. д. а, в бидистилляте, разбавляют до 100 мл бидистиллятом и прибавляют 0,2-0,5 мл реактива Несслера. Раствор мож-но применять после осветления.

Комплексен III, 50%-ный раствор. Растворяют 10 г NaOH ч. д. а, в 60 мл бидистиллята и в полученном растворе растворяют 50 г комплексона III. Смесь доводят бидистиллятом до 100 мл.

Едкий натр, ч. д. а., 15%-ный раствор в бидистилляте. Хлорид аммония, стандартный раствор.

Раствор А. Растворяют 0,2965 г NH4Cl ч. д. а, в бидистилляте и разбав¬ляют до 1 л. В 1 мл раствора содержится 0,100 мг NH+4. Раствор должен быть свеже¬приготовленным.

Раствор Б. Доводят 50,0 мл рабочего раствора А бидистиллятом до 1 л, в 1 мл раствора содержится 0,005 мг NH+4. Раствор должен быть свеже-приготов¬ленным. Реактивы не должны содержать аммиак, что контроли-руется холостым опытом.

Калибровочная кривая. В мерные колбы емкостью 50 мл или в ци-линдры Несслера с меткой на 50 мл последовательно прибавляют 0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10; .; 40 мл рабочего стандартного раствора Б и объ-ем доводят бидистиллятом до 50 мл. Полученные растворы с концентра-циями 0; 0,20; 0,40; 0,60; 0,80; 1,0; ..., 4,0 мг-ион NH+4 в 1 л обрабатывают описанным ниже способом и строят график зависимости оптической плотности от содержания аммиака; вводят поправку на холостой опыт. При сравнении в цилиндрах Несслера приготовляют шкалу только до концентрации NH+4 2 мг!л.

Ход определения. К 50 мл первоначальной пробы, или к 50 мл освет-ленной пробы, или к меньшему ее объему, доведенному до 50 мл бидиби-дистиллятом, прибавляют 1-2 капли раствора комплексона III или сегне-товой соли и смесь тщательно перемешивают. При анализе очень жестких вод нужно прибавить 0,5-1 мл раствора сегнетовой соли или комплексона III. Затем прибавляют 1 мл реактива Несслера и снова перемешивают. По истечении 10 мин колориметрируют или сравнивают с серией стандартов, пригото¬вленных в цилиндрах Несслера. Окраска смеси не изменяется в те¬чение 30 мин. Из величины оптической плотности вычитают опти¬ческую плотность холостого опыта. Если нужно, вычитают и опти¬ческую плот-ность пробы, к которой вместо реактива Несслера при¬бавляют 1 мл 15%-нога раствора едкого натра, и по калибровочному графику находят содер-жание аммиака.

Расчет. Содержание NH+4 мг/л(х) или в мг-экв/л (у) вычисляют по фор-мулам:

где с - найденная концентрация NH+4, мг1л V - объем пробы, взятой для анализа, мл; 18,04 - эквивалент NH+4; 50 - объем пробы, мл.

Округление результатов

Диапазон, мг/л 0,05-2,00 2,0-5,0 5,0-10,0 10,0-20,0

Округление .......

в мг/л 0,05 1,0 0,2 0,5

в мг-экв/л 0,002 0,005 0,01 0,02

Определение с перегонкой