Способ биамперометрического определения содержания кальция и магния

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцнапнстнческнк

Респубпни (»728064 (6! } Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 29.12.76 (2! ) 2435678/18-25 с присоединением заявки.% (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 01 и 27/26

6Ьаударстееикый комитет

СССР ие делам иэобретеий» и открьпкй

Опубликовано 15.04.80.. Бюллетень Ж 14 (53) УДК

543.253 (088.8) Дата опубликования описания 18.04.80

В. Н. Басов, Г. Г. Белоусов, П, К. Агасян и P. С. Евдоченко (72) Авторы изобретения

Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института галургии и Производственное объединение Уралкалнй (7!) Заявители (54) СПОСОБ БИАМПЕРОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕ

СОДЕРЖАНИЯ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ

Изобретение отностися к области аналитической химии,;преимущественно к разделу

:электрохимических,методов анализа и может быть использовано для физико-химического контроля технологических процессов и готовых продуктов, 5

Известно несколько вариантов тнтрования кальция (II) и магния (П) раствором комплексона 111 с биамперометрической индикацией конечной точки титрования (к.т.т.) с использованием двух платиновых или платинового I0 и амальгамированного серебряного электродов (1).

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения кальция (11) и маг15 .ния (ff) при их совместном присутствии в водных вытяжках калийных солей путем подщелачивания вытяжки аммиачным буферным раствором, добавления раствора нитрата ртути и измерения силы тока в цепи анод катод 123., Этот способ включает приготовление исследуемого раствор»; отбор пробы; подщелачивание ее 0,1 н раствором едкого патра до рН 11,75, добавление 0,004 М раствора азотнокислой -;окисной ртути s качестве амперометрического индикатора; термостатирование; титрование раствором комплексона П! при напряжении 130 мВ до появления первого пика на кривой тнтрования — конечная точка для кальция (II); добавление 1н раствора соляной кислоты и 1 н раствора аммиака до создания рН 9,6; увеличение напряжения pq

210 мВ; титрование до появления второго пика на кривой тнтрования-конечная точка для магния (П); вычисление содержания кальция и магния в анализируемом объекте;

К недостаткам этого способа относятся применение при анализе амальгамированного серебряного электрода в качестве индикаторного,; так как при длительной работе слой ртути на электроде мох ет разрушится и характер электродного процесса на нем резко изменится; работа с токсичным веществом (ртутью); применение более сложной аппаратуры в связи с термостатированием исследуемого раствора. Кроме того, снижена производительность труда аналитиков, что связано с двухстадийностью установления соответствующего рН раствора — сна728064

$o

3 чала рН 11,75 при определении кальция (11), а затем понижение добавлением раствора соляной кислоты и раствора аммиака до рН

9,6 при определении магния (f I) .

11елью изобретения является увеличение воспроизводимости результатов, экспрессности и упрощения анализа.

Пэставленная цель достигается тем, что по предлагаемому способу определение кальция . (Т1) и магния (If) ведут в одну стадию с использованием индикаторных электродов титанового — катод и графитового — анод. Анализ выполняют при постоянном рН среды 10,0—

10,3 и постоянном внешнем напряжении на индикаторных электродах, 0,3 — 0,4 В. Операция термостатирования исследуемого раствора исключается.

Описываемый способ биамперометрического определения кальция (П) и магния (П) преимущественно в водных вытяжках калийных солей включает подщелачивание вытяжек аммиачным буферным раствором (рН 10,2); добав ление раствора азотнокислой окисной ртути в качестве амперометрического индикатора и проведение,измерений силы тока, возникающего в индикационной цепи в ходе титрования комплексоном III. Определение кальция (П) и магния (П) осуществляется в одну стадию благодаря применению титанового (катод) и графитового (анод) индикаторных электродов, азотнокислой окисной ртути в качестве амперометрического индикатора и проведению определения при рН 10,0 — 10,3.

Для выяснения механизма амперометрического индикатора — ртути (If) провели потенциометрические измерения Константы нестойкоети ртути (П) с комплексоном III в условиях анализа. Установлено, что рКнест исследуемого комплекса соответствует величине

4. Так как комплексонат ртути (П) является менее устойчивым, чем комплексонаты кальция и магния, то исходя из полученных экспериментальных данных, можно предложить, следующий механизм осуществления биамперометрического титрования кальция (П) и магния (II) Начальный ток в индикационной системе обусловлен концентрацией ртути (П) .

По мере добавления титранта в первую очередь будет образовываться комплексонат кальция. Величина тока при этом останется неизменной. После достижения точки эквивалентности .будет проходить процесс одновременного комплексообразования магния (П) и ртути (II). Величина тока индикации при этом .начнет уменьшаться и станет постоянной после связывания в комплекс магния (II) и

4 ртути (f1). При использовании в качестве амперометрического индикатора весьма малых содержаний ртути (П) концентрацией последней можно пренебречь, Таким образом,,на индикационной кривой обнаружатся два экстремума, соответствующие моментам завершения титрования кальция (П) и магния (11).

Пример. Точную навеску анализируемого вещества 0,5 — 5 г (в зависимости от содержания кальция (Il) и магния (П) помещают в стакан, добавляют 40 — 50 мл дистиллированной воды и выдерживают на электроплитке до начала кипения. После, охлаждения добавляют 5 — 7 мл аммиачного буферного раствора (рН 10,2) и 0,3 мл 0,004 м раствора азотнокислой окисной ртути. Помещают в стакан индикаторные электроды (титан — катод, графит — анод), прикладывают к ним напряжение 0,3 — 0,4 В и титруют 0,05 н раствором комплексона III, регистрируя показания индикационной системы в процессе определения. Экстраполяцией прямолинейных участков кривой титрования находят содержание кальция (П) и магния (II), Можно также проводить титрование аликвотных порций исследуемого раствора. Продолжительность анализа в этом случае сокращается.

Результаты определения кальция (П) и магния (П) при их совместном присутствии в стандартных растворах (число измерений и = 5; v = 50 мл) приведены в табл. 1.

Определение кальция (П) и магния (II) в.образцах (n = 10, ч = 50 мл) приведены в табл. 2

Использование предлагаемого способа биамперометрического определения содержания кальция и магния обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: определение кальция (ll) и магния (II) проводят в одну стадию при постоянном значении рН анализируемого раствора (10,0 — 103) и постоянном внешнем напряжении, прикладываемом K индикаторнь(м ", электродам (0,3 — 0,4 В); применение нетоксичных и легкодоступных титанового (катод) и графитового (анод) индикаторных электродов; исклйчение операции термостатирования анализируемого раствора, что значительно повысит точность, воспроизводимость и экспрессность анализа, а также упростит технику вьптолнения анализа.

728064

Т а б л .н ц а 1 о Mg (П), мг

1,03

0,125

10,00

0,011

9,95

2,00

2,01

0,049

10,00

0,009

9,87

5,07

5,00

0,025 4,98

0,014

0,021

1,98

9,92

10,00

2,00

0,009

Примечание:

Х вЂ” среднее содержание;

$г —. относительное стандартное отклонение, Таблица

I: Сильвинит

С (П), %

0,73

0,21

0,73

0,021

С (П),%

М

Флотоконце нграт С (П) %

Сс

0,04

0,087

0,095

0,03

0,057 0,037

0,156

0,158

0,079

С „(II), %

И

0,063

0,079

0,063

4О

Способ биамперометрического определения содержания кальция и магния при их совместном присутствии в водных вытяжках калийных солей, путем подщелачивания вытяжки аммиачным буферным раствором, добавления раство- 45 ра нитрата ртути и измерения силы тока в цепи катод-анод, отличающийся тем, что, с целью увеличения воспроизводи- . мости результатов, экспрессности и упрощеСоставитель H. Алимова

Техред И.Асталош Корректор Я. Веселовская

Редактор И. 111убнна

Тираж 1019

Ш1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Заказ 1130/44

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проекжая, 4

Формула изобретения ния анализа, определение кальция и магния проводят в одну стадию с использованием титанового катода и графитового анода при постоянном рН среды 10,0 — 10,3 и постоянном напряжении на электродах 0,3 — 0,4 В, Источники информации, йринятые во внимание при экспертизе

1. Сонгина О. А. Амперометрическое титрование М., "Химия", 1967, с. 44.

2..Алимарин И. Т., Петрикова М. Н.

Ж."Аналитическая химия", 24, 1138, 1969