СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЛЬЦИЯ В ПРИСУТСТВИИ ФОСФАТ - ИОНОВ Российский патент 1995 года по МПК G01N31/16 

Изобретение относится к аналитической химии, более конкретно к электрохимическим методам анализа (высокочастотное титрование), и может быть использовано в практике заводских и научно-исследовательских лабораторий.

Известно несколько способов определения ионов кальция, к их числу относятся гравиметрическое определение, основанное на осаждении ионов кальция в виде СаС₂O₄ [1], перманганатометpическое титрование заместителя (H₂C₂O₄); комплексонометрическое титрование [2].

Однако к их недостаткам следует отнести двухстадийность и длительность операций, наличие побочных реакций, искажающих результаты, что не позволяет проводить экспрессный анализ и делает эти методы неудобными для использования в аналитической химии.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ комплексонометрического определения кальция в присутствии фосфат-ионов [3] . Определение кальция в присутствии фосфат-ионов. Осаждение фосфата кальция мешает прямому титрованию кальция раствором ЭДТА. Было предложено проводить титрование раствором, содержащим комплексонат цинка и избыток комплекосона. Индикатором служит эриохром черный Т, в конце титрования появление избытка ЭДТА изменяет цвет индикатора от красного (какой он имеет в присутствии цинка) к синему. Основным недостатком является то, что в присутствии фосфат-ионов заметно искажаются результаты анализа, т.к. титрование проводится в присутствии осадка фосфата кальция, который выпадает сразу же при добавлении к титруемой смеси аммиачного буферного раствора. Относительная ошибка определения кальция составляет в этих условиях более 5% из-за отчетливого перехода окраски индикатора в момент эквивалентности, и мешающего влияния осадка на процесс титрования.

Согласно предлагаемому способу, определение ионов кальция проводят путем прямого одностадийного титрования пробы в присутствии фосфат-ионов стандартным раствором фторида натрия с индикацией момента эквивалентности высокочастотным методом по реакции:
Ca²⁺+2F^-=aF₂ в уксуснокислой среде, рН 3-4.

П р и м е р 1. Размельченную навеску образца, содержащего кальций в присутствии фосфата (0,5-0,65 г), взвешенную на аналитических весах, количественно переносят в мерную колбу на 250 мл, растворяют в 0,1 М растворе уксусной кислоты (рН 3) и доводят до метки дистиллированной водой. Аликвотную часть раствора (10 мл), содержащего 5-10 мг кальция, помещают в микроячейку, приливают дистиллированную воду примерно на 3 мм выше уровня верхнего электрода и титруют стандартным раствором фторида натрия (0,1000 М) из микробюретки порциями по 0,05 мл при постоянном перемешивании с помощью магнитной мешалки. По результатам титрования строят график в координатах "Показания прибора - объем титранта (мл)". Момент эквивалентности устанавливают графически (см. чертеж, кривая 1).

Титрование проводят на высокочастотном титраторе ТВ-6Л1 емкостного типа с объемом ячейки 20 мл.

Расчет проводят по формулам титриметрического анализа:
Ca% = C_NaF ˙ V_NaF ˙ Э_Ca ˙ V_к ˙ 100/1000
V_р ˙ g, где C_NaF- концентрация раствора фторида натрия, моль(экв)л;
V_NaF - объем фторида натрия, пошедший на титрование ионов кальция, мл;
Э_Са - эквивалентная масса кальция;
V_к - объем колбы, мл;
V_р - объем раствора, взятого для анализа, мл;
g - масса навески кальция, взятой для анализа, г.

П р и м е р 2. Отличается от примера 1 тем, что титрование проводят при рН 2,5. При этом кривая титрования не имеет четко выраженного аналитического сигнала (чертеж, кривая 2).

П р и м е р 3. Отличается от примера 1 тем, что титрование проводят при рН 5. Увеличение рН титруемого раствора более 5 приводит к выпадению нерастворимого осадка фосфата кальция, что приводит к заниженным результатам анализа и точность определения снижается.

П р и м е р 4 (по прототипу).

Ход определения. 10 мл анализируемого раствора, содержащего 5-10 мл кальция, прибавляет 5 мл аммиачного буферного раствора и немного индикаторной смеси. Титруют указанным ниже раствором до появления синего окрашивания. К концу титрования реактив прибавляет медленно. Синее окрашивание должно сохраняться в течение 2-3 мин.

Реактивы. Комплексонат цинка и комплексон, титрованный раствор. Растворяют 4,07 г окиси цинка в соляной кислоте, прибавляя небольшой избыток последний, и разбавляют до 200 мл. Затем добавляют 22,3 г двузамещенной натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты, нейтрализуют до рН 8-9 концентрированным раствором аммиака и разбавляют до 1 л.

Аммиачный буферный раствор. Растворяют 60 г хлорида аммония в небольшом количестве воды, прибавляют 670 мл концентрированного раствора аммиака и разбавляют до 1 л.

Предлагаемый способ определения ионов кальция в присутствии фосфат-ионов путем прямого титрования пробы стандартным раствором фторида натрия с индикацией момента эквивалентности высокочастотным методом является одностадийным, отличается экспрессностью (20 мин), относительная ошибка определения не превышает 1%, простотой выполнения, возможностью автоматизации процесса титрования и не требует дорогостоящих приборов и реактивов.

Использование: при определении кальция в присутствии фосфат-ионов. Сущность изобретения: проводят прямое одностадийное титрование раствором фторида нитрия (или KF) в присутствии мешающего фосфат-иона в уксуснокислой среде (pH 3,0, 4,0), а индикацию момента эквивалентности проводят методом высокочастотного титрования. 1 ил.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЛЬЦИЯ В ПРИСУТСТВИИ ФОСФАТ - ИОНОВ путем титрования анализируемой пробы стандартным раствором с последующей индикацией точки эквивалентности и расчетом содержания искомого компонента, отличающийся тем, что титрование проводят раствором фторида кальция или натрия в уксуснокислой среде в интервале pH от 3 до 4, а индикацию момента эквивалентности осуществляют высокочастотным методом.