Способ определения кальция в водных растворах

 

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.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s G 01 N 31/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4654029/26 (22) 03.01,89 (46) 15.11.91. Бюл. М 42 (72) А.Н,Житомирский и Е.П.Родина (53) 543.062 (088.8) (56) Фрумина А.С. и др. Аналитическая химия кальция. М.: Наука, 1974, с. 71. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЛЬЦИЯ В

ВОДНЫХ РАСТВОРАХ (57) Изобретение относится к методам анализа водных растворов и может быть исИзобретение относится к способам титрометрического 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, отлича- . ющиеся среди всех известных аналогов дешевизной, доступностью, легкостью получения в чистом виде, устойчивостью при хранении в твердом состоянии и в растворе.

Ввиду большей доступности целесообразнее применять карбонат натрия.., . Ж 1б91731 А1 пользовано 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 метод ми по появлению свободного карбоната. к табл, 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 иэ них, особенно в случае титрования разбавленным, ниже 0,05 моль/ дм, растворами карбоната является

2 (-ный спиртовый раствор фенолфталеина.

По четкости регистрации точки эквивалентности способ превосходит прототип, где 0 применяется внешний индикатор, и не усту- с0 пает известным аналогам. ° и

Проведено сравнение эффективности использования ацетона с различными растворителями: диметилсулфоксидом (ДМСО), диметилформамидом(ДМФА). ДМСО харак° юг теризуется 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 техни1691731 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.

Указанные выше характеристики способа подтверждаются примерами.

В примере 1 сравниваются результаты определения кальция по предлагаемому

Способу и комплексонометрическому способу, принимаемому в качестве стандартного.

Пример 1. а) КомплексонометричеСкий способ, Титрование проводили 0,0496 M раствором трилона Б по индикатору кальциону.

Объем пробы 10 см, Расход титранта в паозаллельных опытах; 9,9; 10; 1; 10,0; 10,1

См Найдена средняя концентрация кальция 1,993=" 0,019 г/дм . б) Предлагаемый способ. К 10 см пробы добавляли 10 см ацетона. 5 — 6 капель 2оь3

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 M раствором

NazCOg до появления окрашивания. Расход титранта в параллельных опытах 18,7; 18,8;

l8,7 см . Найдена средняя концентрация кальция 1.999 4-0,007 гlдм, Выбор значений объемной доли ацетоа при титровании обосновывается данныи в примере 2.

Пример 2. К отмеренному объему (а, . мз) раствора CaClz с концентрацией по кальцию 1,89 г/дм (установлена комплексонометрически) добавляли разное количество ацетона (n, смз), затем фенолфталеин, нейтрализовали согласно примеру 1 и тит(зовали 0,05 М раствором NazCO„(cM.

"габл. 1)

Таким образом, достоверные результаты получаются при объемной доле ацетона в начале титрования не ниже 507.

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 СаС12, использованный в примере 1, разбавили в 2 раза и титровали, как описано в примере 1, разбавпенным в 2 раза. раствором йа2СОз (0,0133 M), Найдена массовая концентрация кальция в

55 исходном растворе?,02+0,02 г/дм . Откло3 нение от величины, найденной в примере

1 1,157 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 мгlсмз) и минимальный достоверный объем титранта 0,5 см, находим определяз емый 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/дм, найденное комплексонометоическим методом, титро вали 0,0267 М раствором Иа2СОз и параллельно 0,0247 М раствором КгСОз, как описано в примере 1, При титровании КрСОз (2,29 + 0,01) гlдм .

Селективность способа в отношении магния иллюстрируется примером 5.

Пример 5. К пробе 10 см раствора

CaClz по примеру 4 добавляли 10 см 1 M раствора Mg СЬ (отношение Mg:Ñà = 10,8:1 по массе) титровали 0,0247 М К2СОз как в примере 4.

Найдена концентрация кальция (2,23 «0,02) г/дмз, Отклонение 0,97,.

Пример 6 (прототип). К пробе 10 см з раствора CaCij с концентрацией по кальцию

4.52 г/дм добавляют 15 см зтанола, 1 см

1М раствора MgClz (отношение Mg:Ña =

=1:1,88 по массе) и титруют 0,0487 М

МагСОз. Найдено кальция 8.18 +. 0,06 г/дм .

Результат завышен за счет магния на 81 .

Проведено также сравнение эффективности использования различных ацетона и этанола, Ход анализа, как в примере 1б). Во всех случаях брали 10 см оаствора CaClz концентрацией 4,52 г/дм . Титрант 0,0487 M

NazCla. 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 (pH

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 стандартно1691731

Таблица1

Таблица2

Составитель Г;Цой

Техред М.Моргентал

Редактор Ю.Середа

Корректор Т,Палий

Заказ 3923 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 му комплексонометрическому методу, отличаясь применением более дешевого и доступного титранта (соды вместо трилона Б) и более доступного индикатора (фенолфталеин вместо кальционэ или хромового тем- 5 но-синего). Способ применим для определения в его соединениях и в природных водах, Селективность по отношению к магнию достигается без введения дополнительных реагентов. 10

Формула изобретения

Способ определения кальция в водных растворах титрованием в водно-органической среде раствором осадителя, о т л и ч аю шийся 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.