|
Азот в питательном растворе может
быть дан в двух формах: в виде аммонийного иона или в виде иона нитрата.
Значительно реже применяется в составе питательного раствора мочевина.
Если требуется определить общее содержание азота в
растворе, то азот нитратов восстанавливают до аммиачного, и аммиак определяют
колориметрически, или объемным методом. Для раздельного определения
аммиачного и нитратного азота необходимо пользоваться специальными методами.
Д. Определение общего азота в питательном растворе
Ход анализа. 20 мл питательного раствора помещают в колбу,
к которой на шлифе присоединены каплеуловитель и холодильник. В колбу вводят
пипеткой 2,0 мл щелочи {25% раствор, реактив 1) и 0,2 г сплава Деварда (реактив 2) и быстро соединяют ее с холодильником. Конец холодильника прибора
предварительно опускают в приемную колбочку с 15—20 мл 0,02 и, серной кислоты
(реактив 4). Колбу со щелочным раствором нагревают на слабом огне до тех пор,
пока не закончится бурная реакция восстановления нитрата цинком и алюминием,
входящими в состав сплава Деварда. Затем нагрев усиливают, содержимое колбы
закипает, и в течение 10 мин. из нее отгоняют образовавшийся аммиак в приемную
колбочку вначале с опущенным в кислоту кончиком холодильника, а затем
колбочку опускают так, чтобы кончик холодильника не касался жидкости. За
10—15 мин при хорошем кипении отгоняется весь аммиак.
Избыток серной кислоты, не связанный с аммиаком, оттитро-
вывают 0,02 н. едким натром (реактив 5) по смешанному индикатору (реактив 3).
Смешанный индикатор в кислой среде имеет лилово-красную окраску, при рН — 5,5
он бесцветен, при более высоком рН он приобретает зеленую окраску. Переход
очень четкий и происходит при добавлении 1—2 капель щелочи. Титрование ведут
до зеленой окраски, не исчезающей в течение нескольких минут.
Peaктивы.
1. 25% едкий натр, свободный от аммиака и нитратов.
Раствор щелочи нагревают с 0,1 г сплава Деварда сначала на слабом огне, а
потом кипятят в течение часа. Раствор сливают в склянку с притертой пробкой
(сплав Деварда остается на дне колбы>, в которой кипятили раствор).
2. Сплав Деварда. Состоит из 50 частей
меди, 5 частей цинка и 45 частей алюминия. Реактив продастся в готовом виде.
Можно приготовить его самостоятельно. Для этого 50 а
медных стружек, 45 г алюминиевой крупы или пыли и 5 г гранулированного цинка смешивают и помещают в глиняный тигель, замазывают тигель глиной и
помещают в тигельную печь с температурой накала 1000°. При 1000" сплав
выдерживают в течение часа, а затем жидкий сплав выливают в чашку с холодной
водой (остерегаться брызг, надеть очки). Сплав легко измельчается в тонкий
порошок. При восстановлении этим сплавом остается медная пыль, обеспечивающая
ровное без толчков ки пение раствора.
3. Смешанный индикатор: а) 0.06 г метиленовой сини раство ряют в 50 МЛ 93% этилового спирта; б) 0,13 г метила красного растворяют в 100 мл 93% этилового спирта. Смешивают оба раствора.
4, 0,02 н. серная кислота.
5, 0,02 н. едкий натр (можно пользоваться и 0,01
н. растворами) .
Таким же образом можно раздельно определять аммонийный и
нитратный ионы. Методика удобна при не очень малых содержаниях аммиачного и
нитратного азота в растворе.
Б. Объемное определение аммонийного и нитратного азота в
одной пробе
Ход анализа. Определение проводят в том же приборчике, в
котором проводилось определение общего азота. Сначала отгоняют аммонийный
азот.
20 мл пита тельного раствора наливают в колбу, вливают 2
мл 25% едкого натра (реактив 1), быстро соединяют колбу с холодильником и в
течение 10—15 мин отгоняют аммиак в колбочку с 15 мл 0,02 н. серной кислоты
(7—10 мин с опущенным в колбочку холодильником и 3—5 мин с поднятым). Избыток
кислоты титруют 0,02 н. едким натром по смешанному индикатору (реактив 3).
I мл 0,02 н. серной кислоты соответствует 0,36 мг NH^. В
остальном расчет такой же, как и для общего азота. Определение нитратного
азота проводится в той же пробе. После того как проба в колбе остынет, в нее
всыпают 0,2 г сплава Деварда, предварительно подставив под холодильник
колбочку с 15 мл 0,02 н. раствора серной кислоты. Нагревают колбу сначала на
слабом огне, а затем нагрев усиливают. Отготгка образовавшегося при
восстановлении нитратов аммиака продолжается 10—15 мин. По окончании отгонки
конец холодильника обмывают водой и избыток серной кислоты оттитровьтают
раствором едкого натра со смешанным индикатором.
! мл 0,02 н. серной кислоты соответствует 1,24 мг МОз. В
дальнейшем расчет проводится как и при определении общего азота. Реактивы те
же, что и при определении общего азота (см. стр. 143).
Примечание. Азот нитратов можно определить таким
способом только при отсутствии в растворе органических соединений азота,
В. Колориметрическое определение иона аммония
Принцип метода. Колориметрическое определение Иона аммония
основано на образовании желтого окрашивания со щелочным раствором иодмеркуриата
калия
Реактив весьма чувствителен, он обнаруживает 0,1 мг NH* а 1 л воды. При количественном определении предельная концентрация, которая допускается для определения
аммиака по этому методу, составляет 0,002 мг NIV в 1 мл раствора. При
концентрации аммония 0,05—0,1 мг/мл раствор мутнеет, и выпадает желто-бурый
осадок.
Недостаток метода заключается в том, что в сильно щелочной
среде выпадают гидраты окиси и фосфаты кальция, магния, железа и алюминия.
Это приводит к помутнению растворов и получению резко завышенных результатов.
Для того чтобы ионы кальция и магния не выпадали в осадок, к испытуемому
раствору добавляют сегнетову соль. Однако таким образом не всегда можно
добиться полной прозрачности раствора. Поэтому при анализе питательного
раствора аммиак следует определять в дистилляте, получаемом, как указывалось,
в объемном методе •определения иона аммонийного азота (см. стр. 143).
Ход анализа. 1—5 мл питательного раствора в зависимости от
предполагаемого содержания аммиака {или соответствующее количество
дистиллята, полученного при отгонке в щелочной среде) наливают в мерную колбу
на 100 мл, доливают примерно до 90 мл дистиллированной водой, не содержащей
аммиака (воду дистиллируют, наливая в отгонную колбу несколько капель серной
кислоты, или отгоняют воду со щелочью, отбрасывая первую четверть отгона), К
раствору добавляют 1 г сегиетовой соли и 4 мл реактива Несслера. Доводят
водой до метки, тщательно перемешивают и через 15 мин колориметри- руют или в
обычном колориметре или в фотоэлектроколори- метре.
Можно отливать раствор в пробирку и сравнивать его окраску
со шкалой, приготовленной на целлулоидной пленке, как это указано для
определения фосфора (см. стр. 149).
Реактивы.
1. Сегнетова соль (KNaC.4H405 4Н20). В сухом виде
или в виде 50% раствора.
2. Реактив Несслера. Имеется в готовом виде в
продаже. Можно приготовить его и самостоятельно. Для этого растворяют 17 г сулемы в 300 мл воды и вливают постепенно в раствор иоди- стого калия (35 г иодистого калия в 100 мл), пока красный осадок иойида ртути не перестанет растворяться. Раствор
доводят до 1 л 20% раствором едкого натра и опять прибавляют раствор сулемы,
пока не появится н«исчезающий осадок.
Раствор оставляют стоять до полного просветления и хранят
в плотно закрывающейся склянке; цвет его должен быть светло- желтьш; если же
он бесцветен, то добавляют еще раствор сулемы.
3. Образцовый раствор хлористого аммония.
Растворяют в воде 0,7405 г химически чистого высушенного
при 90° С хлористого аммония и доводят до 1 л. 10 мл этого раствора разводят водой до 500 мл. Этот образцовый раствор содержит 0,005 мг
NH4" в 1 мл.
Г. Колориметрическое определение иона нитрата с
дисульфофеноловой кислотой
Принцип метода. Метод основан на измерении интенсивности
желтой окраски, которая образуется при взаимодействии нитратов с
дисульфофеноловой кислотой CelljOH (Н$Оз)г при последующей обработке смеси
раствором щелочи или аммиака
СеПзОН (HSOsh + 311 NO., = C6Hs0H[N03h +
2H2S04 + Н20, CBH20H(N02)3 + NH3 = C6H2(N02)3 ONH4.
Ход анализа. 5—10 мл питательного раствора выпаривают
досуха на водяной бане в фарфоровой чашке; к сухому остатку прибавляют ! мл
дисульфофеноловой кислоты (реактив 1) и тщательно размешивают смесь
стеклянной палочкой. Через 10 мин прибавляют 15 мл воды и 20% раствора едкого
натра или аммиака до щелочной реакции (по лакмусовой бумаге). Раствор
переносят в мерную колбу на 25,50 или 100 мл в зависимости от интенсивности
окраски раствора, доливают водой до метки, тщательно перемешивают и
сравнивают в колориметре с образцовым раствором.
Примечания: 1, Если в питательном растворе имеются
хлориды, то их надо предварительно удалить осаждением сернокислым серебром,
не содержащим NO;,. Осадок хлорида серебра отфильтровывают, если содержание
иона хлора в определяемом объеме более 15 мг.
2. Большие количества иона аммония в растворе мешают
определению, поэтому сдедует прибавить в раствор до его выпаривания небольшое
количество раствора сернокислого калия.
Реактивы.
1. Днсульфофеноловая кислота
(феполдисульфокислота). 25 г. фенола (ХЧ) растворяют в 150 мл
концентрированной серной кислоты и нагревают в течение 6 часов на водяной
бане в колбе с обратным холодильником. Раствор хранят в темной склянке с
притертой пробкой. Продажный фенол следует предварительно отогнать. Для этого
фенол в количества 30—35 г помещают в колбу Вюрца с корковой пробкой и
нагревают на плитке if кипения фенола 18Г, t° плавления 41°), отгонка ведется
без холодильника прямо во взвешенный стакан.
2. 20% едкий натр или 14% раствор аммиака.
3. Сульфат серебра. 0,44 г сульфата серебра, не содержащего нитрата, растворяют в 100 мл дистиллированной воды и хранят в
темной склянке. 1 мл этого раствора осаждает 1 мг СГ.
4. Стандартный раствор нитрата калия. 0,1631 г ХЧ сухого азотнокислого калия растворяют в I л дистиллированной воды. 1 мл этого раствора
содержит 0,1 мг N0/. Для приготовления стандартов берут 1, 2, 3, 4 и 5 мл
этого раствора, выпаривают в фарфоровой чашке и далее поступают так же, как и
с испытуемым раствором. Таким образом готовится шкала для определения
нитратов в фотоэлектроколориметре и шкала на пленке для определения нитратов
путем сравнения с целлулоидной шкалой.
При определении нитратов в обычном колориметре выпаривают
такое число миллилитров образцового раствора, чтобы содержание нитратов
примерно соответствовало содержанию нитратов в испытуемом растворе.
Расчет проводится таким образом в случае, если и стандарт
и опытный раствор разведены до одинакового объема перед ко- лориметрированием
в обычном колориметре,
Д. Определение нитратов (путем восстановления их в
нитриты) с реактивом Грисса (для приблизительной оценки их содержания)
Принцип метода. Нитраты восстанавливают до нитритов с
помошью цинковой пыли. При действии смеси уксуснокислого ц-нафтиламина с
сульфаниловой кислотой (реактив Грисса) на нитриты образуется алое
окрашивание, интенсивность которого пропорциональна количеству нитрита.
Реакция весьма чувствительна.
Ход анализа. 1—5 мл питательного раствора наливают в
пробирку, доводят водой до 5 мл (если взято меньшее количество раствора).
Добавляют половину стеклянной лопаточки кислого сернокислого калия (реактив
I) и несколько кусочков цинка (реактив 2). Жидкость взбалтывают. Через 15 мин
добавляют маленькую стеклянную лопаточку порошка реактива Грисса (реактив 3).
Через 10 мин сравнивают опытный раствор со стандартным в колориметре или со
шкалой стандартов на пленке.
Реактивы.
1. Кислый сернокислый калий. Смешивают в
фарфоровой чашке 87 весовых частей сульфата калия с 49 весовыми частями
серной кислоты. Умеренно нагревают до тех пор, пока масса сделается
прозрачной. Переливают ее для быстрого охлаждения в другую чашку, погруженную
в холодную воду. Когда масса затвердеет, разбивают ее на куски.
2. Цинковая пыль.
3. Сухой реактив Грисса. 89 а винной или лимонной
кислоты растирают в ступке и смешивают с 10 г сульфаниловой кислоты и 1 г я-нафтиламина,
4. Стандартный раствор нитратов (см. определение
нитратов с дисульфофенолоеой кислотой).
|