Способ определения сульфида железа в лечебной грязи Советский патент 1986 года по МПК G01N33/15 G01N33/50 

1 Изобретение относится к медицине, преимущественно к курортологии, и может быть использовано для определения показателей качества лечебных сульфидных грязей. Цель изобретения - упрощение и сокращение времени анализа путем совместного определения сероводорода и железа из одной навески лечебной грязи. Способ осуществляют следующим образом. В навеске лечебной грязи определя. ют сероводород разложением ее в атмосфере углекислоты в приборе для определения сероводорода. Вьщелившийся Сероводород поглощают титрованным раствором йода, из.быток которого титруют затем раствором тиосульфата йатрия, а в растворе, оставшемся поСле отгонки сероводорода, опредепяют железо в окисной форме титрованием раствором трилона Б (комплексоном Ш) при рН 1 - 3 и температуре титруемого раствора 50-60 С в присутствии ий дикатора на ион трехвалентного железа, например сульфасалициловой кисло tbi. Восстановленную двухвалентную фор му железа определяют повторным трило нометрическим титрованием в тех же условиях после его перевода в окисну форму действием окислителя, например персульфата (надсернокислого) Определение из одной навески обоих необходимых для расчета сульфида железа компонентов снижает ощибку,связанную с неоднородностью пелоида и toчнocтью его отвешивания. Кроме того, предлагаемое определение железа 8 окисной форме трнлонометрическим титрованием избавляет от ошибок,связанных с легкой окисляемостью двухвалентного железа кислородом воздуха особенно в среде, содержащей фосфатили фторид-ионы. При определении железа в закисной форме часть его окис ляется в процессе подготовки и прове |дения анализа и равноценна его потерям, приводящим к занижению результа тон анализа, так как окислившаяся часть железа не титруется реагентом на. двухвалентное железо. Данные, полученные при определени сероводорода и железа предлагаемым методом, используют для расчета содержания железа в лечебной грязи .по формуле 3 FeS(%) IFe . 0,04395 при H, или по формуле FeS(%) HiSlO,04395 при ,S где FeS(%) - процент сульфида железа в сырой грязи; Fe и - число мг-эквивалентов закисного железа и сероводорода в 100 г сырой лечебной грязи; 0,04395 - масса одного мг-эквивалента сульфида железа. Сероводород определяют известным способом на приборе, который состоит из реакционной колбы с обратным холодильником, снабженным трубками для ввода в колбу углекислоты и вывода углекислоты с сероводородом, выделившимся из навески, и капельной воронкой для ввода в реакционную колбу соляной кислоты. Выводная трубка холодильника соединена с поглотителем сероводорода - (шариковой трубкой Лунге),заполненной до уровня 2-3-го верхнего шарика титрованным раствором йода, которая соединена с поглотителем паров йода - цилиндром или трубкой Пелиго, заполненных раствором, содержащим точное количество тиосульфата натрия. Для проведения анализа вначале заливают в трубку Лунге точный объем титрованного 0,1 н. раствора йода (20-50 мл в зависимости от ожидаемого количества сероводорода), дистиллированной водой доводят объем раствора в трубке до уровня 3-2-го верхнего шарика, в цилиндр или трубку Пелиго заливают точный объем (5,0 мл) титрованного 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, предназначенного г.я последующего титрования йода. Затем в реакционную колбу заливают 100-150 мл дистиллированной воды, насыщенной углекислотой, и помещают навеску исследуемой лечебной грязи, содержащей 10-70 мг сероводорода, взвешенную в фильтровальной бумаге , на технических .весах. Для удаления кислорода воздуха, занижающего получаемые результаты, всю систему до введения в нее навески пелоида промывают током углекислоты 15-20 МИН и после введения навески 10-15 мин, после чего, не прекращая ток углекислоты, в реакционную колбу медленно и осторожно (во избежание вспенивания) из капельной воронки вводят 30 МП 10%-ного раствора соляной кислоты. После окончания бурной реакции содержимое колбы осторожно нагревают до кипения и кипятят 15-20 мин, затем нагрев прекращают и для полного удаления из прибора выделившегося сероводорода пропускают углекислоту еще 40-60 мин. После полной отгонки сероводорода, вьщелившегося из навески пелоида, от прибора отсоединяют трубку Лунге с раствором йода и цилиндр с раствором тиосульфата натрия, оба раствора количественн переносят дистиллированной водой в колбу для титрования, где титруют ос тавшийся несвязанным йод 0,1 н. раст вором тиосульфата натрия, добавляя в конце титрования 0,5-1,0 мл 1%-ного раствора крахмала в качестве индикатора. Содержание общего сероводорода ра считывают по формуле , IXS V,-N - (V + V,).Nj где количество мг-эквивалент сероводорода в 100 г сыр грязи; количество (ма) и нормал ность раствора йода, залитого в трубку Лунге; количество (мл) и норV, и N, мальность раствора тиосульфата, пощедшего на титрование оставшегося йода в растворе из трубки Лунге; объем того же раствора тиосульфата натрия, залитого в цилиндр (трубку Пелиго) для поглощения паров йода; масса навески сырой лечебной грязи (г), исполь зованной в анализе. Для определения железа раствор, оставшийся в реакционной колбе после определения сероводорода, количественно переносят в мерную колбу объемом 0,5-1,0 л, куда предварител но вводят 0,1-0,3 г гидрокарбоната натрия для вытеснения из нее кислор да воздуха углекислотой, выделяющей ся из карбоната натрия при действии на него кислого раствора из реакцио ной колбы. Кислотность рН полученно го раствора составляет 1,0-1,5, что 53 приемлемо для условий последующего трилонометрического титрования железа. Часть раствора из мерной колбы (200-300 мл) фильтруют через бумажный фильтр (белая лента) в приемную колбу. Первой порцией фильтрата (5060 мл) обмывают стенки приемной колбы и отбрасьшают. Затем в нее вводят 50-100 мг бикарбоната натрия и продолжают фильтровать до объема 250300 мл. Проверяют кислотность раствора и при необходимости корректируют её добавкой соли до значения рН 1,01,5. Из полученного фильтрата отмеривают пипеткой 100 мл в колбу для титрования, куда также добавляют 20-50 мг соды. Раствор нагревают до 50-60С (для ускорения медленной реакции комплексообразования железа с трилоном), добавляют 5-10 капель 20%-ного раствора сульфасалициловой кислоты и в случае появления розового или красноватого окрашивания, свидетельствующего о наличии в растворе окисного железа, титруют 0,25 молярным титрованным раствором триолона Б ( комплексоном Ш) до исчезновения окраски раствора. Результат титрования, соответствующий содержанию в растворе трехвалентного железа, записывают. Идя определения закисного железа, по которому рассчитывают содержание сульфида железа, в этот же раствор вводят окислитель, например персуль- фат аммония, в количестве 50-100 мг, нагревают до 50-60°С и повторно титруют тем же титрантом до исчезновения появившейся после окисления окраски, обусловленной присутствием в растворе закисного железа. После окончания титрования вводят в раствор дополнительно несколько кристаллов персульфата аммония для контроля полноты окисления и в случае появления окраски вновь окисляют и титруют трнлоном. В случае отрицательной реакции на полноту окисления железа (от добавления окислителя не появляется розовая окраска раствора) титрование заканчивают, и результат определения закисного железа записывают. Расчет содержания окисного железа производят по формуле Fe (%) - Y.T. V,400 ш 2 где Fe(Z) - содержание окисного железа в сырой лечеб- | ной грязи,%; V и Т - объем и титр 0,025 мо лярного раствора трилона по железу; V - объем исходного раствора, полученного при разложении навески грязи (1000 мл); V - объем аликвотной част раствора, взятый для титрования (100 мл); га - масса навески сырой лечебной грязи, взятой для анализа; 100 - коэффициенты пересчета в проценты. Содержание закисного железа в мгэквивалентах рассчитывают по формуле V-T m-V2- 0,02792 число мг-зквивалентов за кисного железа в 100 г сырой лечебной грязи; 0,02792 - масса одного мг-эквивалента двухвалентного железа, (Обозначение остальных величин аналогично указанным). Расчет содержания сульфида железа производят по содержанию только закисной формы железа. Пример 1. Определение содержачия сульфида железа в лечебной гря зи озера Тамбукан, а) Определение общего сероводород Навеску нативной (сырой) грязи массой 10,0 г (т) отвесили на технических весах во взвешенной фильтровальной бумажке, поместили в реакцион ную колбу прибора для определения се роводорода (в колбу предварительно залнли 100 мл дистиллированной воды насьщенной COj), прибор предваритель но промыли током углекислоты в течение 20 мин, разложили 50 мл 10%--ной соляной кислотой при нагревании в то ке углекислоты. Вьщелившийся сероводород уловили 25 мл (Vj) 0,0968 н. (N) раствора йода в трубке Лунге. Пары йода уловили 5 мл (Vj) 0,1 н. (NJJ ) раствора тиосульфата в цилиндре с трубкой. По окончании нагрева реакционной колбы через прибор пропускали ток углекислоты 40 мин, после чего раствор йода из трубки Лун re и раствор тиосульфата из цилиндра количественно перенесли дистилли рованной водой в колбу для титроваия, оттитровали избыток йода 0,1 н аствором тиосульфата натрия в приутствии 5-7 капель 1%-ного раствора крахмала. Расход 0,1 н. тиосульфата составил 11,55 мл (V). Расчет содержания общего сероводорода произвели по формуле Гн si - i-Si- n2 i- ii:Ni l2Q m 25 0 0968-(11i55+5 0) 0,1ШО (2,42 - 1,66)-10 7,65 мг-экв. в 100 г лечебной грязи, б. Определение закисного железа. Смесь после разложения грязи количественно перенесли из реакционной колбы в мерную колбу объемом 500 нл (V), куда предварительно ввели 0,2 г бикарбоната натрия. Объем довели до мерки дистиллированной водой и измерили рН полученного раствора стеклянным электродом, который составил 0,95-1,0. Для определения железа отфильтровали 30 мл раствора из мерной колбы в приемную колбу, обмыли ее стенки и раствор отбросили. После этого в приемную колбу ввели 50 мл бикарбоната натрия и продолжили фильтрование до объема фильтрата 250-300 мл. Пипеткой отмерили 100 мл (V.) фильтрата и перенесли в колбу для титрования, ввели туда же 7 капель раствора сульфасилициловой кислоты и нагрели до 60°С. Раствор оказался бесцветньм, что свидетельствует об отсутствии трехвалентного железа,позтому к раствору добавили 60-70 мг персульфата аммония и через 5 мин оттитровали окислившееся железо раствором триолона Б титра Т 0,00142 г Ре/мл до обесцвечивания раствора. При добавлении нескольких кристалликов персульфата аммония окраска не появилась. На титрование пошло 9,2 мл (V) раствора трилона. Расчет содержания ;келез а , выраженное в мг-эквивалентах на 100 г влажной лечебной грязи, произвели по формулеVi- Т-V-100 mvr o702792 9 20 00142-500- 100 ТО ТОО 0702792 23,395-мг-экв Fe в 100 г лечебной грязи.

в) Расчет содержания сульфида железа.

Так как содержание закисного железа в лечебной грязи (23,4 мг-экв.) оказалось больше содержания в ней сероводорода (7,7 мг-экв.), то расчет содержания сульфида железа произвели по формуле

FeS(%) LHzS

0,04395 7,7-0,04395 0,338% Пример 2. Определение содержания сульфида железа в лечебной грязи Малого Убежинского озера Краснодарского края.

а.Определение общего сероводорода произвели аналогично примеру 1 с использованием тех же растворов. На титрование несвязавшегося остатка

от 25 мл (Vi) залитого в трубку Лунге раствора йода 0,0968 н. концентрации (N) и 5 мл (Vj) добавленного к нему 0,1 н. (N2) раствора тиосульфата израсходовали 8,85 мп (V) раствора тиосульфата 0,1 н. (N).

Расчет родержания общего сероводорода произвели по формуле

Ги с1 - + Vb) - - -

25 g 0968-()

(2,42 - 1,385)-10 10,4 мг-экв, в 100 г сырой грязи.

б.Определение закисного железа. Раствор из колбы для разложения

навески количественно перенесли в мерную колбу объемом 500 мл (Уг),откуда для титрования взяли 100 мл этого раствора (V). После добавления сульфасалициловой кислоты раствор окрасили в розовьй цвет, что свидетельствовало о присутствии в растворе трехвалентного железа. Это окисное железо оттитровали раствором трилона Б в количестве 1,3 мл, что эквивалентно содержанию окисного железа в пробе. Затем в оттитрованный раствор ввели мг персульфата, цвет раствора стал красно-фиолетовым (Вторично оттитровали железо тем же ipacTBopoM трилона Б до лимонно-желтой окраски, обусловленной цветом трилонового комплекса окисного железа. На второе титрование израсходовали 10,0 мл (V) раствора трилона титра Т 0,0142 г Fe/мл. Для проверки полноты окисления железа ввели

несколько кристалликов (1-2 мг) персульфата аммония, окрашивания раствора при этом не наблюдали, что свидетельствует о полноте окисления железа.

Расчет содержания двухвалентного железа произвели на основе результатов второго титрования по формуле

W 0,02792 .00142500--100 ,02792 25,43 мг-экв. Fe /. 100 г исследуемой грязи.

в. Расчет содержания сульфида железа.

Так как содержание закисного железа (25,43 мг-экв.) оказалось больше содержания сероводорода (10,4 мгэкв.),расчет произвели по формуле

FeS(%) ,04395

10,4-0,04395 0,457%.

Способ определения сульфида железа сокращает продолжительность анализа на 60 мин (с 250 мин по известным способам до 190 мин), в том числе определение закисного железа и расчет сульфида железа со 100-110 до 50-60 мин на одно определение.

Формула изобретения

Способ определения сульфида железа в лечебной грязи путем обработки пробы кислотой, отгонки выделившегося сероводорода, определения его общего количества, а также определения закисного железа титрометрическим методом с последующим расчетом количества сульфида железа, отличающийся тем, что,-с целью ускорения и повьш1ения точности способа за счет одновременного определения всех

компонентов в одной пробе, в пробе, . оставшейся после отгонки сероводорода, определяют количество закисного железа по разности между количеством окисного железа до и после его окисления персульфатом аммония, при этом определение ведут трилонометрическим титрованием при рН 1-3 и температуре 50-60°С, далее при значении содержания сероводорода менее закисного железа определяют концентрацию сульфида железа IJP формуле

FeS Н,8}-0,04392,

9 126725310

,а при значении содержания сероводоро-железа,%;

чда более закисного железа определи- H S - содержание сероводорода,

тот концентрацию сульфида железа помг-экв. на 100 г пелоида;

формуле.Fe J- содержание закисного 0,04392, 5 леза, мг-зкв. на 100 г

где . концентрация сульфида ,пелоида.

Изобретение относится к курортологии, может быть использовано для оЛределения показателей качества лечебных сульфидных грязей. Цель изобретения - упрощение и сокращение времени анализа путем с:овместного определения сероводорода и железа из одной навески лечебной грязи. В навеске лечебной грязи определяют сероводород. Для этого разлагают навеску в атмосфере СО в приборе для определения сероводорода. Выделившийся сероводород поглощают титрованным раствором иода, избыток которого титруют, затем раствором тиосульфата натрия, а в растворе, оставшемся после отгонки сероводорода, определяют железо в окисной форме титрованием раствором трилона Б. Далее рассчитывают содержание железа в лечебной грязи по формуле FeS . 0,04395 при LHiSl Fe l или по формуле FeS LHiS . 0,04395 при , где FeS - концентрация сульфида железа в сырой грязи,%; - содержание закисного железа и сероводорода, мг.экв в 100 г сырой лечебной грязи; 0,04395 масса 1 мг.экв. сульфида железа.