Способ определения нитрат-ионов Советский патент 1980 года по МПК G01N27/48 C01B21/38 

Изобретение относится к аналитической химии, в частности, к полярографичес кому определению нитрат.иона и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, связанного с контро лем производства по нитрат-иону, например, в сельском хозяйстве. В настоящее время нитрат -ион в среце, содержащей фосфаты, хлориды, определяют по участию N0% в реакциях нитрования некоторых ароматических соединений .смесью анализируемого нитрата и серной кислоты И Чувствительность определения 2,10 М. Известен также способ определения нитрат-ионов для анализа удобрений почв и других систем путем потенциометрического титрования раствором закисного железа в качестве восстановителя в среде конденсированной фосфоТ1Ной кислоты 2 Способ позволяет определять нитраты в присутствии окислителей и окрашенных веществ. Однако сам метод потенциометрического титрования является весьма трудоемким . и поэтому непригоден для массовых определений, так как требует многократных замеров. Наиболее близок по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению способ определения нитрат-ионов, основанный на реакции нитрования nrt - с реагентами из класса ароматических фенолов, наиболее широкое распространение из которых получил 2,в-ксиленол з. Чувствительность определения 2.1О М. Ход анализа. В сухую колбу помещают 6 мл концентрированной серной кислоты, 1 мл.О,1 м раствора, 2,6-кс1шанола в ледяной уксусной кислоте, 3 мл анализируемого водного раствора, Помещают колбу на водяную баню на 15 мин и затем охлаждают до комнатной температуры. Переносят раствор в сухую полярографическую ячейку, пропускают азот, у очищенный от кислорода, в течение

10 мин, и записывают катодную волну в ределак от -О.Здо -0,7 В (с меркурульфатным электродом).

Этот метод обладает недостаточной чувствительностью, сложен в выполнении и продолжителен по времени.

Кроме того, при данной последовательности добавления компонентов - серная кислота, реагент, проба - перец процессом нитрования пррискодит предварительHOQ сульфирование реагента, .конкурирующее с нитрованием, что занижает результаты на нитрат-ион в пробе до2,5 раз.

Цель изобретения - повышение чувствительности определения н упрощение нализа, т. е. метода пригодного для массового определения.нитрат-иона.

Это достигается тем, что нитрат-ион определяетс$з; полярографически по участию N0) в реакцияк нитрования следующих ароматических фенолов: тимола - оС и - нафтола, флороглицина или резорцина с использованием ртутного капающе-. го электрода и при проведении реакции нитрования серную кислоту вводят посла добавления реагента:, процесс титрования ведут при охлаждении.

Предлагаемые соединения в 10-20 раз более чувствительны, чем применяемый в настоящее время 2,6-ксиленол,

Исследования проводят на полярографе ЬР-7 с ртутным капающим электродом. Характеристика капиляра а 1,25.

К 2 мл анализируемого водного раствора добавляют 0,5 мл ОД м раствора одного из реагентов в уксусной кислоте: тимола, сС- нафтола, -нафтола, флороглицина или резорцина. Содержимое перемешивают, затем добавляют 2,5 мл конце.нтрированной серной кислоты, снова перемешивают. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры в токе воды или снега, затем помещаюг в полярографическую ячейку, обмытую водой, и после 8-10 мин пропускания тока азота, очищенного от кислорода, записывают ; катодную волну от -0,2 до -0,7 В относительно п5тенциала донной pfyTH. Одновременно в очередной анализируемый раствор пропускают ток азота. Для определения нитрат-иона строят калибровочный график зависимости от диффузионного тока восстановления соответствующего нитросоединения от высоты катодной . Коэффициент вариации не превышает 6%,

Примечание: :

1.Текнический резорцин дает более четкую катодную волну, чем очищенный;

2.о4-нафтол и флороглицин из всех указанных соединений дают наиболее четкую катодную волну,

В таблице для сравнения приведены ненекоторые показатели нитропроизводных предлагаемых реагентов.

Потенциал полуволны восстановления -0,40 -0,41 нитросоединения, В Чувствительность 2-10 определения, г-и/л Диффузный ток восстановления Iнитр осоепинения для 2 10 г-и/л , А 48,943,7 0,415 -0,45 -О,455 2«10 2-10 2МО 8,946,461,1 Преллагаеммй способ имеет следую- щие преимущестеа: а)большая чувствительность метода {в 10-2О раз) при одинаковой селективности;, б)простота анализа - отсутствует во дяная баня; . в)быстрота выполнения анализа - не более 4 мин на приготовление ячейки и запись катодной волны. Пример. Определение ниТрат-ио в почве . 3 г почвы оподзоленного черно зема перемешивают с 15 мл 0,05%Kg 56 в течение 3 мин. Не фильтруя, к вытяжке добавляют 0,5 мл ОД м раствора тимола в уксусной кислоте. Содержимое перемешивают, добавляют 2,5 мл концент рированной . снова перемешивают. Реакционную смесь охлайсдают в токе воды или снеге до комнатной температуры, помешают в ячейку, обмытую водой, пропускают ток азота, очищенного от кислорода в течение 8-10 мин. Затем записывают катодную волну в пределах от 0,2 до 0,7 В. Одновременно пропускают азот через очередной раствор. Определяют кон центрацию. NOj методом добавок стандар ного раствора к анализируемой пробе. Чувствительность метода 0,8 мг/кг почвы.Содержание N0 в разных пробах оподзоленного чернозема составляет 1,42-229 мг/кг. Ошибка определения по сравнению со стандартным - дисуЛьфофе- .ноловым методом - не превышает 2,5%, Время приготовления ячейки и запись вол ны не более 4мин., При использовании этого, способа производительность труда по сравнению с дисульфосфеноловым методом повысится в 2,5 раза. Определение можно вести для вз&е- сей, мутных и окрашенных растворов. Определению могут мешать ионы элементов периодической системы, близкие по потенциалу восстановления iNOj, . Or- i носительно fNOr - О,365 мкг/мл не О4 2, мешает тысячекратньй избыток Си ,Со . несколько тысячекратный избыток РО (что очень важно в агрохимическом анализе почв), в сравнимых количествах Си (в агрохимическом анализе практически не мешает), 46 - кратный избыток ре (I мкг/мл), 4О - кратный избы- ТОК Ип , Мп (14,5 мкг/мл), но мешает Fe Fe , Ип2- Иг7 , в большем количестве (могут мешать в агротехническом анализе почв). Мешает NOg, но .в почве присутствует в ничтож826ных количествах. Предлагаемый новый порядок прибавления реагента (для поля рографирова и ия, но не для cjiuHocTH нитрования) дополнител1;,но увеличивает чувствительность метода- приблизительное в 2 раза. Изменение среды реакции с /oTo. до SU/0 В конечном счете повышает чувствительность определения: величина З (диффузный fOK восстановления) уменьшается при этом в 1,08, а количество пробы возрастает в 1.,34 раза,. . Для всех проб был рассчитан коэффициент пересчета значений по калиброванному графику для дайной характеристики капиляра vrt - 1,25 на содержание ионов Впочве (КД ) расчета использован метод добавок стандартного раствора к анализируемой пробе. Полученный средний коэффициент использован для расчета всех почвенных образцов. Формула расчета I/ - ц Й7 . h..-h - коэффициент пересчета для данной, почвы -высота волны восстаиовлений цля 0,2.10 г-и/л N0 ; -изменение высоты волны восагановления на данном фоне я ; - высота волны восстановления для данной почвы h j для данной высота волны с введением стандартным раствором 0,2.10 Г/-И/Л NOl . Формула изобретения 1. Способ определения нитрат-ионов, аключающийся в нитровании соединений, тносящихся к классу ароматических феолов нитрующей смесью, состоящей из онцентрированной серной кислоты и нитат-иона, с последующим вольтамперметическим анализом образовавшегося нит- осоединения, отличающийся ем, что, с целью повышения чувствительости определения и упро. анализа, качестве реагента из класса ароматиеских фенолов применяют тимол, нафтол, фтороглицерин, или резорцин,

7735982в

и при проведении реакции нитрования сер-1. K.Hondu, S.KUKucbbnftuig.of the

ную кислоту вводят после добавленияChem. ос. р хГарап,

реагента.34. № 4. 1961.

щ ИИ с я тем, что процесс нитрования s по заявке № 2312389/26-29, от

ветгт при охлаждении.06,01,76. , „

.. 3. Am.Harttev . „ AnafttИсточники информации,ч -UcaiOvevnisi vV

принятые во внимание при экспертизе№ 35, 686. 1963 (прототип).