Титриметрический метод определения аммиака

Сущность метода. Метод основан на титрованииаммиака, обладающего слабыми основными свойствами, раствором кислоты в присутствии индикатора.

Реактивы и оборудование

Бромфеноловый синий

Метиловый красный

Серная кислота, 0,02 н. раствор

Бюретки

Конические колбы

Предварительная отгонка аммиака.При низком содержании NH₄⁺ и NH₃ , когда отсутствуют мешающие вещества, отгонку можно не проводить, но она все же обязательна при наличии мути, при присутствии сильно окрашенных веществ, при кислотности, превышающей 100 мг/дм³, и щелочности, превышающей 500 мг/дм³. Если отгонку проводить из сильнощелочного раствора, то при этом возможен гидролиз некоторых азотсодержащих органических веществ с образованием аммиака, поэтому отгонку надо вести при соответствующем рН исходного раствора.

Отгонку аммиака рекомендуется проводить при рН 9,5 (если предполагается присутствие цианатов, а также большинства азотсодержащих органических соединений), при рН 7,4 (когда предполагается присутствие карбамида) и из сильнощелочной среды (если анализируют сточные воды, содержащие большие количества фенолов – сточные воды коксохимических заводов, газогенераторных предприятий и др.). Если наряду с фенолами присутствуют вещества, гидролизующиеся в щелочной среде, то отгонку надо провести дважды: сначала при рН = 7,4, собирая отгон в разбавленный раствор сильной кислоты, потом подщелочив этот отгон до сильнощелочной реакции.

Поглотителем аммиака служит раствор борной кислоты, когда определение заканчивают титрованием или фотометрическим методом с реактивом Несслера. При применении фенол – гипохлоритного метода отогнанный аммиак поглощают раствором серной кислоты. Отгонку проводят из круглодонной колбы вместимостью от 800 до 2000 см³ с вертикальным холодильником, конец которого (или форштос) надо погрузить в раствор кислоты, находящийся в приемнике.

Реактивы и оборудование для отгонки

Безаммиачная вода: бидистиллят пропускают через колонку с катионитом КУ-2

Боратный буферный раствор, рН 9,54: к 500 см³ 0,025 М раствора тетрабората натрия, содержащего 9,5 г/дм³ Na₂B₄O₇ ×10H₂O, приливают 88 см³ 0,1 Н раствора NaOH и разбавляют безаммиачной водой до 1 дм³

Фосфатный буферный раствор, рН 7,4.

Дехлорирующий раствор: 3,5 г Na₂S₂O₃ 5H₂O растворяют в безаммиачной воде и разбавляют до 1 дм³

Поглощающие растворы: 0,2 Н Н₂SO₄ или 0,2 Н HCl, или раствор борной кислоты: растворяют 40 г Н₃ВО₃ в безаммиачной воде и разбавляют такой же водой до 1 дм³

Колбы для отгонки, холодильник

Мерные цилиндры, мерная колба

Ход отгонки.Отгонку следует проводить в комнате, воздух которой не содержит аммиака. В колбу для отгонки вместимостью 800 – 1000 см³ помещают 400 см³ анализируемой сточной воды (или меньший объем, разбавленный до 400 см³ безаммиачной водой). Если проба содержит «активный хлор», ее предварительно дехлорируют добавлением эквивалентного количества дехлорирующего реагента. Пробу нейтрализуют, если надо, до рН = 7 разбавленной кислотой или щелочью, определив необходимое количество титрованием отдельной порции. Затем приливают 25 см³ буферного раствора (рН = 9,5 или 7,4 в зависимости от предполагаемых загрязнений) или 20 см³ раствора едкого натра при анализе фенольных вод. В приемник наливают указанное количество поглощающего раствора: при титриметрическом методе или фотоколориметрическом методе с реактивом Несслера – 50 см³ раствора борной кислоты, при фотометрическом фенол-гипохлоритном методе 40 см³ 0,2 Н Н₂SO₄ или HCl.

Отгоняют 300 см³ жидкости, количественно переносят отгон в мерную колбу вместимостью 500 см³, разбавляют до метки безаммиачной дистиллированной водой и перемешивают.

Определение аммиака. К аликвотной части полученного после перегонки раствора (или ко всему раствору, не разбавляя его в мерной колбе) прибавляют несколько капель индикатора бромфенолового синего или метилового красного и титруют 0,02 н. раствором серной кислоты до изменения окраски индикатора. Проводят холостой опыт со всеми примененными в анализе реактивами: используют те же количества раствора борной кислоты, индикатора, вместо отгона используют дистиллированную воду, освобожденную от СО₂ кипячением

Расчет.Содержание аммонийных ионов (Х) в мг/дм³ находят по формуле:

где V₁ – объем 0,02 н. серной кислоты, израсходованной на титрование пробы, см³;

V₂ – объем 0,02 н. серной кислоты, израсходованной в холостом опыте, см³;

Н – концентрация титранта - серной кислоты, моль-экв/дм³;

К – поправочный коэффициент к концентрации титранта;

V_пробы – объем воды, взятой для анализа, см³;

V_аликв – объем отобранной аликвотной части, см³;

V₃ –объем мерной колбы, до которого был разбавлен отгон, см³;

Э_NH4 – моль-эквивалент катиона аммония, г/моль-эквивалент;

1000 – коэффициент для перехода от граммов к миллиграммам.