Определение сульфатов кинетическим турбидиметрическим методом

Метод основан на том, что между концентрацией сульфатов в сильнокислом растворе и временем t, через которое достигается заданная оптическая плотность суспензии малорастворимого сульфата бария, существует пропорциональная зависимость, т. е. зависимость между концентрацией сульфат-ионов и скоростью их образования.

Приборы и реактивы

Фотоэлектроколориметр ФЭК-М с синим светофильтром λ-430 нм . Секундомер. Хлорид бария ВаСl2*2Н20, 30%-ный раствор в 0,1 М HCl. Хлороводородная кислота 1,19 г/см3.

Раствор серной кислоты H2SO4, 0,1 М готовят из фиксанала, 1 мл содержит 4,8 мг SO42-.

Рабочий раствор серной кислоты содержащий 0,47 мг SO42- в 1 мл, готовят разбавлением раствора H2S04 в 10 раз.

Выполнение работы. Построение градуировочного графика. В мерные колбы вместимостью 100 мл вносят 6; 8; 10; 12; 14; 15 мл рабочего раствора H2SO4, что соответствует 2,9; 3,8; 4,8; 5,8; 6,7; 7,2 мг S042-, добавляют 50 мл 4 М НС1, разбавляют до метки дистиллированной водой и перемешивают. В первый световой пучок фотоэлектроколориметра помещают кювету с анализируемым раствором, налитым точно до риски, в левый кювету с дистиллированной водой. С помощью оптического клина устанавливают оптическое равновесие при .D=0,0 на правом барабане, затем переводят значение оптической плотности на D= 0,3 и в правую кювету из пипетки добавляют 3 мл хлорида бария. Одновременно включают секундомер. Когда стрелка гальванометра достигает нулевого положения, секундомер выключают и записывают время протекания реакции t(c). По полученным данным строят градуировочный график, откладывая по оси абсцисс концентрацию S042- в мг, по оси ординат — соответствующее значение скорости образования сульфата бария в 0,3/t (с-1 ).

Определение содержания SO42- в растворе. Пробу анализируемого раствора переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, приливают 50 мл 4 М НС1, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Затем действуют так же, как описано при построении градуировочного графика. Количество SO42- в анализируемом растворе находят по градуировочному графику.

Несмотря на то, что турбидиметрическим и нефелометрическим методам присуща, как это хорошо известно, некоторая неопределенность, все же суспензии сульфата бария широко изучались и использовались для количественного определения серы. Результаты в основном зависят от формы и размеров кристаллов. Для уменьшения растворимости, а также для стабилизации суспензии BaS04 предложено добавлять глицерин или смесь глицерина с глюкозой, смесь этанола с гликолем, диэтиленгликолем, монолауратоксиэтилсорбитол, желатин.

Введение в анализируемый и стандартный растворы суспензии BaSO4 для создания центров кристаллизации способствует стабилизации числа частиц и улучшает воспроизводимость результатов; формированию осадка способствует добавление этанола.

При нефелометрическом определении сульфатов помутнение пробы сравнивают визуально со шкалой стандартов или измеряют ОП суспензии на ФЭК-Н-57 или ФЭК-М. Метод применен для определения сульфатов в питьевой и минеральной воде, почвенных вытяжках, этаноле, вольфрамате аммония, для определения 5-10-5% серы в йоде, 10-4% серы в мышьяке, индии и таллии и в других объектах. Фототурбидиметрическое определение заканчивают измерением ОП суспензии на ФЭК-М со светофильтром №2. Турбидиметрический метод разработан для определения SO42- в природных водах, в полупроводниках и галогенидах щелочных металлов, в электролитах хромирования, полиметилметакрилатах и др.

Дифференциальный турбидиметрический метод позволяет определить SO4"" в широком интервале концентраций от 0,01 до 40,0% SO42- в фосфорных удобрениях, экстракционных кислотах, фосфатных растворах.

При рН 3-4 в среде 60-70%-ного этанола возможно проведение фототурбидиметрического титрования. Растворы, содержащие 10 мкг SO42- мл, титруют 2,5-10-3 N раствором ВаСl до появления изгиба на кривой титрования. При анализе бетона и цемента титрование проводят при рН - 5 в 85%-ном этаноле в присутствии электролитов.

В хронофотометрическом варианте нефел о метрического метода измеряют время, необходимое для достижения определенной ОП в зависимости от концентрации сульфатов. Описаны методы определения 0,01-1,8% SO42- в фосфате хрома, фосфористой кислоте, в пентаборате калия.

Сульфат - ионы могут быть определены методом ИК-спектроскопии при λ =1100см-1. Прямолинейность градуировочного графика сохраняется для содержаний 10-120 мкг SO42-. Определению мешают органические соединения, бораты. Карбонаты, фосфаты определяются с помощью анионита. Чувствительность определения повышается выделением сульфатов в виде PbS04. Метод использован определения SO42- в водах, известняках, перекиси и тетрафториде плутония.

Предложен метод определения BaS04, SrS04, K2SO4, Na2S04, в пробе по ИК-спектрам с использованием КВг - таблеток; ОП измеряют при 983 см-1 ( BaS04 ),993 см_1( SrS04) и 619 см-1 (K2S04, Na2S04 ).Карбонаты и нитраты не мешают.