Нитрат-ионы восстанавливаются на медном вращающемся индикаторном электроде на фоне 0,05 н. уксуснокислого раствора LiCl, образуя хорошо выраженную полярографическую волну с Е% = —0,45 В. Диффузионный ток достигается при Е = —0,8 В; в соответствии с этим амперометрическое титрование проводят при потенциале —1,0 В. Кривые титрования имеют два излома. Первый излом соответствует примерно половине оттитрованного вещества, второй — точке эквивалентности.
Ход работы: Навеску 0,1 г анализируемого вещества, взвешенную на аналитических весах, в стакане емкостью 30 мл растворяют в 1—2 каплях воды и добаляют 20 мл 0,05 н. уксуснокислого раствора хлорида лития. В микробюретку наливают стандартный 0,2 н. уксуснокислый раствор ацетата бария. В стакан опускают медный индикаторный электрод и соединяют электролизер с каломельным электродом при помощи электролитического ключа, затем включают мотор, частота вращения электрода должна быть около 800—900 об/мин. Устанавливают потенциал —1,0 В, включают гальванометр и титруют нитрат-ионы раствором ацетата бария, прибавляя его порциями по 0,2 мл. После прибавления каждой порции стандартного раствора отмечают положение светового зайчика на шкале. На основании полученных данных строят график зависимости показаний гальванометра (мм) от прибавленного объема титранта и графически находят объем титранта (мл), соответствующий точке эквивалентности. Содержание нитратного азота в удобрении в процентах вычисляют по формуле:
ώ% =Энитр ∙N Ba2+ · V Ba2+ · 100 / (884,95a)
Удобрения, содержащие NН4+ . Применяется метод колориметрирования, основанный на связывании определяемого компонента реактивом Несслера. Образовавшееся вещество обнаруживают оптически при помощи ФЭК-2 при длине волны λ=600 нм и определенной высоте раствора пробы в цилиндре.
Ход работы: Взвешивают навеску удобрения 20,0 г и растворяют в 1 л дистиллированной воды и перемешивают. Из полученного раствора пипеткой отбирают 100 мл раствора в колориметрический цилиндр, где готовится раствор сравнения. Во все 3 цилиндра помещают по 3 мл реактива Несслера и по 3 мл сегнетовой соли (калий-натрий виннокислый) и перемешивают. Через 10 мин наблюдается появление окраски. Приступают к колориметрированию. Содержание аммонийного азота рассчитывают по формуле:
ω% = 3,88 ∙ сстnстhст 1000 / hиспV
где сст – концентрация стандартного раствора, nст – количество стандартного раствора для приготовления раствора сравнения, hст – высота стандартного раствора, hисп – высота раствора пробы
Удобрения, содержащие свободный NН3. Известно, что от количества растворенного аммиака изменяется плотность раствора. На этой зависимости основан метод определения содержания азота в жидких удобрениях. В стеклянный цилиндр емкостью 500—1000 см3 наливают водный аммиак и опускают ареометр. По глубине его погружения (по шкале) и устанавливают плотность жидкости, вычисляя затем процент азота и аммиака:
| Плотность | %Аммиака | %Азота | Плотность | %Аммиака | %Азота | Плотность | %Аммиака | %Азота |
| 0,9700,9680,9660,9640,9620,9600,9580,956 | 7,917,828,338,849,359,9110,4711,03 | 6,026,436,867,277,708,168,619,08 | 0,9540,9520,9500,9480,9460,9440,9420,940 | 11,6012,1712,7413,3113,8314,4615,0415,63 | 9,5510,0110,5010,9611,4111,9012,3912,77 | 0,9380,9360,9340,9320,9300,9280,9260,924 | 16,2216,8217,4218,0318,6419,2519,8720,49 | 13,3613,8614,3314,8515,8815,8516,3516,90 |
2. Удобрения, содержащие фосфор. Гравиметрический метод основан на вытеснении из удобрения свободной фосфорной кислоты, что делается с помощью концентрата Н2SО4. Поскольку очень многие фосфорные удобрения легко образуют с ней осадки, то вытесненную Н3РО4 легко отделить.
Ход работы: В коническую колбу вносят 20,0000 г удобрения, которое предварительно измельчают в порошок и приливают 25% серную кислоту в соотношении примерно 1:2 и нагревают до 50-70*С в течение 20-30 мин. После этого смесь отстаивают 10 мин, а выделившийся и осевший осадок отделяют фильтрованием смеси в другую колбу. Реакционную колбу ополоснуть 2 раза дистиллированной водой и слить в другую колбу. Затем добавляют в избытке крепкую магнезиальную смесь. Образовавшийся белый кристаллический осадок выдерживают с раствором при повышенной температуре. После того, как раствор над осадком станет совершенно прозрачным, его проверяют на полноту осаждения: в раствор с осадком по стенке стакана приливают несколько капель магнезиальной смеси. Если образуется муть, приливают по 3-5 мл смеси каждый раз после предыдущего обнаружения помутнения. Если не образуется мути, то отделяют и промывают от раствора в несколько декантаций, сливая раствор на фильтр по стеклянной палочке. Прокаливают при 200*С в течение 40-50 мин до момента, когда осадок перестанет резко пахнуть. После чего взвесить на аналитических весах с точностью до 4 знаков и провести вычисления по формуле:
ώ = 3,189 m
где m—масса выпавшего осадка, г.
Удобрения, содержащие калий. Гравиметрический метод основан на связывании калия в образце удобрения при помощи тетрафенилбората натрия, образующего с ним белый кристаллический осадок, не растворимый в растворах кислот.
Ход работы: В коническую колбу вносят 20,0000 г удобрения, из которого готовят насыщенный раствор (см. выше). Если есть нерастворившиеся частицы, проводят фильтрование. Соли аммония мешают проведению процесса, их маскируют, добавляя к смеси 3%-ный раствор формальдегида. После этого в 2-кратном избытке вносят насыщенный раствор тетрафенилбората натрия. Выпавший осадок выдерживают с раствором при повышенной температуре, проверяют на полноту осаждения (см выше). После этого надосадочную жидкость сливают, а осадок сушат горячим воздухом, после чего взвешивают. Вычисления проводят по формуле:
ώ=0,657 m
4. Удобрения, содержащие магний. Гравиметрический метод основан на связывании растворенного магния насыщенными растворами Na2 НРО4 и NН4OH (в избытке).
Ход работы: В коническую колбу вносят 20,0000 г измельченного в порошок удобрения и приготовляют насыщенный раствор, после чего добавляют в 1,5 — 2-кратном избытке крепкие растворы Na2НРО4 и NН4OH (в избытке). Образовавшийся белый кристаллический осадок выдерживают с раствором при повышенной температуре. После того, как раствор над осадком станет совершенно прозрачным, его проверяют на полноту осаждения. Потом отделяют и промывают от раствора в несколько декантаций, сливая раствор на фильтр по стеклянной палочке. После прокаливают при 200*С в течение 40-50 мин до момента, когда осадок перестанет резко пахнуть. Полученный осадок взвесить на аналитических весах до 4 десятичных знаков и провести вычисления по формуле:
ώ%=1,811 m
5. Микроудобрения. Метод подсчета действующего начала может проводиться на основе реакций вытеснения из микроудобрений их металла при помощи металлического цинка с последующим растворением в растворе кислоты или щелочи или другими методами.
Определение сорта медного купороса (содержание соли в образце). Определение основано на том, что при пропускании раствора с через колонку с катионитом в Н-форме катионы соли обмениваются на ионы водорода, при этом выделяется кислота в количестве, эквивалентном содержанию соли в растворе. Количество выделившейся кислоты определяют титрованием щелочью. В качестве сильнокислотных катеонитов в этем случае можно использовать катиониты марки СДВ-3, КУ-2 и др. в Н-форме.
Ход работы: Отбирают пипеткой 10 мл анализируемого 0,1 н. раствора соли из мерной колбы и помещают в колонку (диаметр 20 мм, высота 300 мм), содержащую 15 г сильнокислотного катионита в Н-форме. Раствор пропускают через катионит со скоростью примерно 2 капли в 1 с. Вытекающий из колонки раствор собирают в коническую колбу емкостью 300 мл. Затем через катионит спускают 60—100 мл дистиллированной воды, наливая ее из промывалки отдельными порциями по 10—15 мл. Новую порцию воды наливают тогда, когда уровень жидкости в колонке достигнет поверхности ионита. Полноту вымывания выделившейся кислоты проверяют по метиловому оранжевому; для этого отбирают на часовое стекло каплю вытекающего из колонки раствора и прибавляют индикатор. Если при этом окраска раствора станет желтой, то кислота полностью вымыта из катионита. Промывные воды тщательно собирают в ту же коническую колбу. Все содержимое конической колбы оттитровывают 0,1 н. раствором NaOH в присутствии метилового оранжевого. Определение проводят 3—5 раз, пропуская раствор соли через ту же колонку. Содержание соли вычисляют в граммах, затем переводят содержание соли в %:
m = Э соли ∙ V (NaOH) · N (NaOH) ∙ (Vk/1000 Va )
где Vk –обьем исследуемого раствора, мл, Vа –обьем анализируемого раствора, мл.
Кобальтовые. В концентрированный раствор сульфата кобальта помещают в избытке цинк в виде палочек, кусочков или пыли. После обесцвечивания раствора его сливают, отбирают непрореагировавшие кусочки цинка и заливают осадок кобальта с остатками цинка разбавленной NaOH, нагретой до температуры 60—70 °С. Металл переносят на фильтр, промывают разбавленной NaOH, водой, а затем спиртом. Сушат при температуре 40—50 °С. Можно воспользоваться также железом или алюминием в виде порошка или пластинок. Вычисления ведут по формуле:
ώ%=100m1 / m.
Цинковые. В насыщенный раствор сульфата цинка, приготовленного из 20 г кристаллической соли, вносят концентрированный раствор динатрийфосфата Na2HPO4 ∙ 2H2O. Выпавший осадок представляет собой бесцветный кристаллический порошок, плохо растворимый в воде (растворимость при нагревании уменьшается), который отфильтровывают, промывают небольшим количеством горячей воды до исчезновения в промывных водах сульфат-иона. Прокаливают выше 250 °С. Вычисления проводятся по формуле: