Визначення розчинених ортофосфатів в присутності силікатів у питній воді, природних та стічних водах

питання Аналітичної Хімії
Відповісти
Sitalin
Повідомлень: 81
З нами з: 26 березня 2019, 18:03

Визначення розчинених ортофосфатів в присутності силікатів у питній воді, природних та стічних водах

Повідомлення Sitalin » 17 вересня 2024, 18:57

МВВ 081/12-0005-01 Поверхневі та очищені стічні води. Методика виконання вимірювань масової концентрації розчинених ортофосфатів фотометричним методом

В даному діючому методі виконання вимірювань немає жодного слова, про заважаючий вплив силікат-іонів на визначення ортофосфат-іонів. Проте, силікат-іони суттєво заважають визначенню ортофосфат-іонів за певних умов. На умови проведення реакцій варто звертати увагу.

Метод вимірювання масової концентрації розчинених ортофосфатів базується на реакції взаємодії ортофосфат-іонів з амонієм молібденовокислим у кислому середовищі у присутності калію сурм'яновиннокислого з утворенням фосфорномолібденової гетерополікислоти, яка при додаванні відновника перетворюється в інтенсивно забарвлену синю сполуку - "молібденову синь". Забарвлення за кімнатної температури розвивається протягом 10-15 хвилин і є стабільним протягом 24 годин при використанні в якості відновника кислоти аскорбінової.

Фотометричним методом вимірюють оптичну густину забарвленого розчину. Оптимальним для вимірювання оптичної густини є використання λ = 710 нм та λ = 880 нм або найближчих до них світлофільтрів.

За градуювальною характеристикою визначають масову концентрацію розчинених ортофосфатів в аліквоті проби. Розрахунковим методом встановлюють масову концентрацію розчинених ортофосфатів у вихідній пробі.

Проблема в тому, що методика не вказує ступінь кислотності середовища реакції.
В нейтральному та слабокислому середовищі разом з ортофосфат-іонами в реакцію вступають і силікат-іони. В результаті реакцій, як з ортофосфат- так і з силікат-іонами утворюється еквівалентна кількість "молібденової сині".
З іншого боку, надто кисле середовище з недостатньою кількістю амоній молібденовокислого, суттєво гальмують реакцію - реакція на фосфати не відбувається.

МВВ 081/12-0005-01 містить такий текст:
8.6.2 Для проведення аналізу відбирають дві аліквоти підготовленої у вище зазначений спосіб проби. Об'єм аліквотної порції складає від 40 до 1 см3. Вміст розчинених ортофосфатів у аліквоті не повинен перевищувати 0.025 мг, у противному разі проводять попереднє розведення проби у 2 - 3 рази.
Піпеткою за п.3.1.4 аліквоту проби (попередньо розведеної проби) вміщують у мірну колбу за п.3.1.3 міскістю 50 см3, розбавляють водою бідистильованою приблизно до 40 см3, піпетками за п.3.1.4 додають 5 см3 "змішаного реактиву" або окремо 1 см3 розчину кислоти аскорбінової, 0.5 см3 розчину кислоти сульфамінової, 0.5 см3 розчину калію сурм'яновиннокислого, 1 см3 розчину амонію молібденовокислого, 2.5 см3 розчину кислоти сірчаної. Об'єм розчину доводять до позначки водою бідистильованою, ретельно перемішують і залишають на 10-15 хвилин для розвинення забарвлення (при температурі оточуючого повітря нижче 15*С забарвлення може не розвиватися або розвиватися довше, ниж 15 хвилин).
ПОМИЛКА МВВ! - "...або окремо 1 см3 розчину кислоти аскорбінової, 0.5 см3 розчину кислоти сульфамінової, 0.5 см3 розчину калію сурм'яновиннокислого, 1 см3 розчину амонію молібденовокислого, 2.5 см3 розчину кислоти сірчаної."

І фосфат-, і силікат-іони в нейтральному та слабокислому середовищі реагують з амоній молібденовокислим і кількісно (частково, в слабокислому середовищі) відновлюються аскорбіновою кислотою, навіть після підкислення розчину сульфатною кислотою.
Щоб запобігти визначенню силікат-іонів, необхідно додавати сульфатну кислоту (створювати необхідну кислотність) перед додаванням амоній молібденовокислого.

Відмінні результати показує такий порядок додавання розчинів:
"...або окремо 1 см3 розчину кислоти аскорбінової, 0.5 см3 розчину кислоти сульфамінової, 0.5 см3 розчину калію сурм'яновиннокислого, 1.5 см3 розчину кислоти сірчаної, 1 см3 розчину амонію молібденовокислого."
Концентрації реагентів відповідно до МВВ. Зверніть увагу, сульфатна кислота концентрацією 2.5 моль/дм3 додається в кількості 1.5 см3, а не 2.5 см3 як зазначено в МВВ (надто сильна кислотність суттєво сповільнює і навіть зупиняє утворення забарвлення).

Цікаво, що змінюючи кислотність, можна визначити як силікати, так і ортофосфати.
В нейтральному середовищі визначається спільний вміст ортофосфатів та силікатів в перерахунку на ортофосфати. В кислому середовищі визначається вміст лише ортофосфатів.
Наприклад, реакція в нейтральному середовищі показала результат вмісту ортофосфатів 28.0 мг/дм3; реакція в кислому середовищі показує вміст ортофосфатів 18.8 мг/дм3. Маємо надлишок ортофосфатів, який надають силікати 28 - 18.8 = 9.2 мг/дм3, цей надлишок ортофосфатів перераховуємо в силікати або силіцій(IV) оксид:
9.2 * 1000 / 94.9714 * 60.0843 / 1000 = 5.82 мг/дм3 SiO2.

Якщо маєте думки, питання, зауваження, власний досвід з даної теми - спілкуємось в коментарях.

Відповісти