Способ определения свободной углекислоты в воде методом добавок реагента Советский патент 1985 года по МПК G01N27/56 

& Л inn

100 /

(Л

t

X 00

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОБОДНОЙ УГЛЕКИСЛОТЫ В ВОДЕ МЕТОДОМ ДОВАБОК РЕАГЕНТА с последующим измерением ЭДС в исследуемом растворе и в смеси исследуемого и стандартно,го растворов, отличающийс я тем, что, с цепью упрощения способа, в качестве стандартного раствора используют раствор малеиновой кислоты, предварительно нейтрализованньй до рН 4,06-4,07.

O.if

о

fPus. 1

0,8

а Изобретение относится к области аналитической химии, преимуществен но к электрохимическим (потенциометрическим) сттособам анализа, в частности к способам определения у лекислоты в воде. В сов 1еменной аналитической химии известно несколько способов о ределения углекислоты в воде, осно ванных на проведении потенциометри ческих измерений. Однако известные способы не поз воляют проводить определения на до таточно простом и доступном оборудовании с использованием приемов потенциометрических измерений, обе печивающих наиболее высокую точнос Известен способ определения углекислоты в воде с использованием газ-чувствительного электрода ij . Способ основан на калибровании сис темы для измерения ЭДС введением строго определенных количеств двуокиси углерода, получаемых подкислением стандартного раствора бикар ната натрия раствором серной кисло ты. Измерения проводятся в проточной ячейке. Движение воды осуществляется при помор;и перистальтического насоса. Концентрацию углекисл ты находят по градуировочному графику. Недостатками способа являются необходимость использования трудно доступных и дорогостоящих газчувствительных электродов и относи тельная сложность системы дозирования исследуемых растворов в проточную ячейку. Наиболее близким техническим ре шением является способ определения свободной углекислоты в воде мето дом добавок реагента с последующим измерением ЭДС в исследуемом растворе и в смеси исследуемого и стандартного растворов 2j . По этому способу контролируют рН раствора после введения в него сильной кислоть или щелочи. Недостатками этого способа являются трудоемкость и неприменимость его к анализу растворов с незначительным содержанием солей жесткости и высокая относительная ошибка. Цель изобретения - упрощение способа. Г1ель достигается тем, что в способе определения свободной углекислоты в воде методом добавок реагента с последующим измерением ЭДС в исследуемом растворе и в смеси исследуемого и стандартного растворов в качестве стандартного раствора используют раствор малеиновой кислоты, предварительно нейтрализованный до рИ 4,06-4,07. Углекислоту определяют, проводя измерение ЭДС цепи со стеклянным и хлорееребряным электродами, до введения добавки раствора малеиновой кислоты в исследуемый раствор и после ее введения. Содержание углекислоты в мг/л (X) находят по формуле CcTVcv44 - - концентрация стандартного раствора малеиновой кислоты, мг-экВ/л; Vj - объем добавляемого раствора малеиноной кислоты, мл, А4 - количество углекислоты (мг), соответствующее тсчно 1 мг-экВ полунейтрализованной малеиновой кислоты,ti - ЭДС цепи до введения добавки, MBj 2 - ЭДС цепи после введения добавки мВ V - объем исследуемого раствора, мл А - крутизна электродной характеристики стеклянного электрода, 59 мВ/р С. Точность определения свободной глекислоты повышается с осуществлеием нескольких последовательных доавок раствора малеиновой кислоты, ейтрализованной до рН 4,06-4,07, к сследуемому раствору. С этой целью ячейку помещают 100 мл исследуеого раствора, погружают электродную пару, включают перемешивание и змеряют ЭДС без добавки и,при ввеении 0,2; 0,4, 0,6; 0,8 мл полуейтрализованного раствора малеиноой кислоты. Строят график, откладывая по оси абсцисс величину добавки стсяндартного раствора (мл), а по оси ординат - величину 1Е,,гЕп) ,) °-г--тгде ( Е 11, о величина измене ния ЭДС при добавлении определенного объема стандартного раствора ( У График этой зависимости, продолженный до пересечения с осью абсцисс, отсекает на ней отрезок, абсолютна величина которого соответствует содержанию углекислоты в исследуемом растворе. Таким образом, в предлагаемом способе определения свободной углекислоты исключается использование условий равновесия по первой ступен ее диссоциации, что исключает наложение погрешности определения концентрации ионов водорода по величине рН. Применение в качестве стандартн го раствора малеиновой кислоты позволяет избежать при определении углекислоты применения труднодоступ ных дорогостоящих газ-чувствительны э..ектродов и систем дозгфования про бы и стандартного раствора и проводить определение углекислоты с использованием легкодоступного стек лянного электрода титрованием добав ками стандартного раствора малеиновой кислоты, нейтрализованной до рН 4,06-4,07. При добавках стандартного раствора полунейтрализованной малеиновой кислоты теряют свое влияние на результаты определения углекислоты различия в скоростях превращения СО, Hj COj (медленно) и Нг COj + НаОН-К(аНСОз (быстро), присутствие в анализируемом растворе ионов , ре , Fe и др. непостоянство рН точки эквивалентности в зависимости от состава солевого Лона. Пример 1. Определение свободной кислоты в дистиллированной водопроводной воде. 11,6 г раствора малеиновой кислоты помещают в мерную колбу емкостью 500 мл, растворяют в дистиллированной воде и доводят водой до метки. Потенциометрически устанавливают расход 0,1 М раствора NaOH на нейтрализацию до рН 4,06-4,07 (1,9 мл на 1 МП исходного раствора малеиновой кислоты). В мерную колбу емкостью 250 мл помещают 50 мл исходного раствора малеиновой кислоты, 95 мл О,1 Мраствора NaOH, доводят водой до метки и тщательно перемешивают. Ход определения. 100 мл исследуемой воды помещают в закрытую ячейку для потенциометрических измерений. Погружают в ячейку электродную пару стеклянный электрод - хлорсеребряный электрод и при перемешивании добавляют раствор полунейтрализованной малеиновой кислоты, контролируя изменение ЭДС цепи по показаниям рН-метра. При определении свободной углекислоты с использованием одной добавки ограничиваются введением одной порхши малеиновой кислоты (Q), размер которой приблизительно соответствует содержанию углекислоты в испытуемой пробе. Добавление этой порции (а) соответствует изменению ЭДС (ЬБ) / 1.76. Q-1000 С0,(мг/л) - , 100 ( 1) Дистиллированная а, мл . Е, мВ 1,032 7,05 Среднее значение 6,80 мг/л. Водопроводная вода: uE , мВ COj, мг/л 11,34 13,30 12,9 12.9 iг/, Среднее значение .,61 мг/л. При определении свободной углеки лоты путем введения нескольких добавок стандартного раствора малеиновой кислоты в соответствии с величинами добавок и изменениями ЭДС строят график зависимости КЮ +а 100 На фиг, 1 и 2 представлены графи ки зависимостей для дистиллированно и водопроводной воды. Экстраполяция графиков до пересечения с осью абсцисс дает величины отрезков, соответствующие 0,4 мл в случае дистиллированной воды и 0,68 мл в случае водопроводной . Из графиков получено :

ЛЕ f Т( 1(Ю / дистиллированная вода 7,04 мг/л; COj 1,76-0,4 водопроводная вода 11,97 мг/л. COj 1,76-0,68 2 1 , / v W, Время, затрачиваемое на 1 определение, составляет 10-15 мин. Предлагаемьй способ позволяет осуществлять оперативный контроль свободной углекислоты в слабоминерализованных растворах с использованием достаточно простых и легкодоступных приборов. Осуществление такого контроля имеет большое значение для оценки коррозионной агрессивности сред, в медико-биологических и бальнеологических исследованиях.