Способ определения кальция в водных растворах Советский патент 1991 года по МПК G01N31/16 

Изобретение относится к способам тит- рометрического определения кальция и может быть использовано для определения ионов кальция в водных растворах, содержащих магний.

Целью изобретения является обеспечение возможности анализа в присутствии магния.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения кальция посредством осадительного титрования в водно-органической среде в качестве титранта-осадителя используют карбонат щелочного металла (натрия или калия), а в качестве органического растворителя ацетон.

При этом содержание ацетона в начале титрования должно составлять 50-70 об.%.

В предлагаемом способе используется титрант карбонат натрия или калия, отличающиеся среди всех известных аналогов де- шевизной, доступностью, легкостью получения в чистом виде, устойчивостью при хранении в твердом состоянии и в растворе.

Ввиду большей доступности целесообразнее применять карбонат натрия.

При титровании согласно способу достаточная четкость регистрации точки эквивалентности достигается с применением обычных кислотноосновных индикаторов с показателем титрования в интервале рН 8,2-10,0. Лучшим из них, особенно в случае титрования разбавленным, ниже 0,05 моль/ дм , растворами карбоната является 2%-ныйспиртовый раствор фенолфталеина. По четкости регистрации точки эквивалентности способ превосходит прототип, где применяется внешний индикатор, и не уступает известным аналогам.

Проведено сравнение эффективности использования ацетона с различными растворителями: диметилсулфоксидом (ДМСО), диметилформамидом(ДМФА). ДМСО характеризуется повышенной кислотностью и при нейтрализации образуется муть, а применение ДМФА приводит к погрешностям анализа кальция в присутствии магния.

Предлагаемый способ позволяет селективно определять кальций в присутствии наиболее часто сопутствующего ему элемента магния до десятикратного избытка.

Способ позволяет определять кальций как в его соединениях реактивной и техни

w

Ј

ON

Ю

ь

VI

W

ческой квалификации, так и в водах после предварительного связывания тяжелых металлов известным способом. Нижняя граница диапазона определяемых количеств кальция 0,25 мг в анализируемой пробе, верхняя граница отвечает чистым соединениям кальция.

4 Указанные выше характеристики способа подтверждаются примерами.

В примере 1 сравниваются результаты определения кальция по предлагаемому Способу и комплексонометрическому способу, принимаемому в качестве стандартного.

ПримерЧ.а) Комплексонометриче- Ский способ. Титрование проводили 0,0496 М раствором трилона Б по индикатору кальци- Ону.

Объем пробы 10 см . Расход титранта в параллельных опытах: 9,9; 10; 1; 10,0; 10,1

i-j

См Найдена средняя концентрация кальция 1,993 ±0,019 г/дм3.

б) Предлагаемый способ. К 10 см3 пробы Добавляли 10 см3 ацетона. 5-6 капель 2%- Ного спиртового фенолфталеина, затем по каплям 0,01 М раствор гидроксида натрия до появления розового окрашивания и 0,01 М Соляную кислоту до исчезновения окрашивания. Затем титровали 0,0267 М раствором №аСОздо появления окрашивания. Расход титранта в параллельных опытах 18,7; 18,8; 18,7 см3. Найдена средняя концентрация кальция 1.999 ±0,007 г/дм3.

Выбор значений объемной доли ацето- йа при титровании обосновывается данны- |ии в примере 2,

1 Пример 2. К отмеренному объему (а, CMJ раствора CaCte с концентрацией по Кальцию 1,89 г/дм3 (установлена комплек- Сонометрически) добавляли разное количество ацетона (п, см j, затем фенолфталеин, Нейтрализовали согласно примеру 1 и титровали 0,05 М раствором NaaCO,, (см. табл. 1)

Таким образом, достоверные результаты получаются при объемной доле ацетона В начале титрования не ниже 50%.

Увеличение объемной доли ацетона свыше 70% нецелесообразно из-за перерасхода ацетона и понижения растворимости основного вещества.

Чувствительность метода характеризуется примером 3.

П р и м е р 3, Раствор CaCte, использованный в примере 1, разбавили в 2 раза и титровали, как описано в примере 1, разбавленным в 2 раза раствором №2СОз(0,0133 М). Найдена массовая концентрация кальция в

исходном растворе 2,,02 г/дм3. Отклонение от величины,найденной в примере 1 ± 1,15% относительное.

При более низких концентрациях титранта переход окраски трудно уловим. Принимая указанную в примере 3 концентрацию титранта как минимально допустимую (титр по кальцию 40,08 х 0,133 0,53 мг/см и минимальный достоверный

объем титранта 0,5 см3, находим определяемый минимум кальция в пробе 0,25 мг,

Возможность применения других растворимых карбонатов как титрантов иллюстрируется примером 4.

Пример 4. Раствор хлорида кальция с концентрацией кальция (2,25 + 0,01) г/дм3, найденное комплексонометрическим методом, титровали 0.0267 М раствором МааСОз и параллельно 0,0247 М раствором КаСОз, как

описано в примере 1. При титровании КаСОз (2,29 ±0,01) г/дм3.

Селективность способа в отношении магния иллюстрируется примером 5.

Пример 5. К пробе 10 см3 раствора

CaCIa по примеру 4 добавляли 10 см3 1 М раствора Mg CI2 (отношение Мд:Са 10,8:1 по массе) титровали 0,0247 М К2СОз как в примере 4.

Найдена концентрация кальция

(2,23 ±0,02) г/дм3. Отклонение 0,9%.

П р и м е р 6 (прототип). К пробе 10 см раствора CaCte с концентрацией по кальцию 4.52 г/дм3 добавляют 15 см этанола, 1 см3 1М раствора MgCIa (отношение Мд:Са

1:1,88 по массе) и титруют 0,0487 М N32C03. Найдено кальция 8.18 ± 0,06 г/дм3. Результат завышен за счет магния на 81%. Проведено также сравнение эффективности использования различных ацетона и

этанола.

Ход анализа, как в примере 16). Во всех случаях брали 10 см3 раствора CaCte концентрацией 4,52 г/дм . Титрант 0,0487 М №2С1з. Результаты представлены в табл. 2.

Данные табл. 2 показывают возможность использования этанола, но в более узком интервале концентраций в растворе и при отсутствии магния.

Наряду с использованным в примерах

индикатором фенолфталеином (интервал рН перехода 8,2-10,0) проведены на применимость индикатор тимоловый синий (рН 8,0-9,6) и смешанный индикатор тимоловый синий - фенолфталеин по ГОСТу (рН 9,0).

Результаты совпадают в пределах погрешности.

Как видно из примеров, предлагаемый способ не уступает по точности стандартному комплексонометрическому методу, отличаясь применением более дешевого и доступного титранта (соды вместо трилона Б) и более доступного индикатора (фенолфталеин вместо калыдиона или хромового тем- но-синего). Способ применим для определения в его соединениях и в природных водах. Селективность по отношению к магнию достигается без введения дополнительных реагентов.

Формула изобретения Способ определения кальция в водных растворах титрованием в водно-органической среде раствором осадителя, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности анализа в присутствии магния, титрование проводят в водно-ацетоновой среде при содержании ацетона 50-70 об.% а в качестве осадителя используют карбонат щелочного металла.

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к методам анализа водных растворов и может быть использовано для определения кальция в различных водах. Цель изобретения - обеспечение возможности анализа в присутствии магния. Предложение основано на титровании кальция раствором карбоната щелочного металла в ацетоне при содержании последнего в исходной водно-органической смеси порядка 50-70 об.% с индикацией точки эквивалентности известными метода ми по появлению свободного карбоната. 2 табл.

Таблица2