Катионы тяжелых металлов образуют с сероводородом в уксуснокислой среде окрашенные сульфиды, интенсивность окраски киторых сравнивают со шкалой стандартов.
Реактивы
Уксусная кислота, разбавленная 1:1.
Серная кислота, плотностью 1,84 г/см3.
Азотная кислота, плотностью 1,4 г/см3.
Аммиак, водный раствор плотностью 0,91 г/см3.
Универсальная индикаторная бумага.
Сероводородная вода, свежеприготовленная. Получают действием разбавленной (1:1) соляной кислоты на сульфид железа.
Стандартный раствор нитрата свинца. Навеску нитрата свинца 1,600 г, взятую с точностью до 0,0002 г, растворяют в 50 мл воды, содержащей 1 мл концентрированной азотной кислоты. Раствор переносят в мерную колбу емкостью 1 л, доводят объем водой до метки и перемешивают – раствор А; 1 мл раствора А соответствует 1 мг свинца. Раствор Б соответствующий содержанию свинца 0,1 мг/мл, готовят разбавлением раствора А водой с добавлением 1-2 капель азотной кислоты.
Приготовление шкалы стандартов. В колориметрические цилиндры емкостью 50 мл наливают 20 мл воды, 2 мл серной кислоты, охлаждают и нейтрализуют раствором аммиака до слабощелочной реакции по универсальной индикаторной бумаге. После охлаждения приливают 2 мл уксусной кислоты и 1; 2; 3; 4; 5 мл раствора Б, что соответствует 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мг свинца. Доводят объем раствора до метки и приливают 5 мл сероводородной воды.
Ход определения. Анализ ведут так же, как при приготовлении шкалы стандартов, но вместо серной кислоты в цилиндр приливают 2 мл анализируемой кислоты.
Расчет. Содержание суммы тяжелых металлов вычисляют по формуле
Где а – содержание тяжелых металлов, найденное по шкале стандартов, мг; V – объем кислоты, или олеума, взятых для анализа, мл; ρ – плотность анализируемой кислоты или олеума, г/см3.
Определение меди
Метод основан на полярографическом определении меди на ртутном капельном электроде в хлоридо-аммиачном растворе по высоте волны с Е1/2 от -0,25 до -0,35 В относительно донной ртути. Мешающие определению соли железа удаляют в виде гидроокиси железа осаждением аммиаком
Реактивы
Соляная кислота, плотностью 1,19 г/см3.
Азотная кислота, плотностью 1,14 г/см3 и разбавленная 1:1.
Серная кислота, разбавленная 1:1.
Аммиак, водный раствор плотностью 0,91 г/см3.
Желатин пищевой, 0,5%-ный раствор.
Буферный раствор. К 40 мл разбавленной (1:1) серной кислоты прибавляют 160 мл раствора аммиака и разбавляют водой до 1 л.
Медь металлическая.
Стандартный раствор меди. Навеску меди 1 г, взятую с точностью до 0,0002 г, помещают в коническую колбу емкостью 250 мл, приливают 25 мл разбавленной (1:1) азотной кислоты. Раствор упаривают до объема 2-3 мл, приливают 10 мл соляной кислоты и вновь упаривают до этого же объема. Упаривание с 10 мл соляной кислоты повторяют. К остатку приливают 50 мл соляной кислоты, количественно переносят в мерную колбу емкостью 1 л, доводят объем раствора водой до метки и перемешивают – раствор А; 1 мл раствора А соответствует 1 мг Сu. Раствор Б, соответствующий содержанию Сu 0,1 мг/мл, готовят перед применением разбавлением раствора А.
Построение калибровочного графика. В пять мерных колб емкостью 100 мл вносят 1; 2; 4; 8; 10 мл раствора Б, что соответствует 1; 2; 4; 8; 10 мкг/мл, доводят объем до метки буферным раствором и перемешивают. Помещают в полярографическую ячейку 15-20 мл полученного раствора, добавляют 3-5 капель раствора желатина, продувают азотом для удаления кислорода и снимают полярограмму в области потенциалов 0-1,5 В. Определяют высоту волны с Е1/2 от -0,25 до -0,35 В и строят калибровочный график для каждого элемента, откладывая на оси ординат – высоту волны, а на оси абсцисс – концентрацию элемента.
Ход определения. Помещают 10 мл анализируемой кислоты в кварцевую или фарфоровую чашку и упаривают на песочной бане до прекращения выделения паров серной кислоты. Раствор нейтрализуют аммиаком до полного выделения осадка гидроокиси железа и приливают еще 1,5 мл избытка раствора аммиака.
Раствор с осадком переносят в мерный цилиндр емкостью 20-25 мл, обмывают чашку водой, присоединяя промывные воды к содержимому цилиндра. Объем раствора доводят водой до 15 мл, вносят 3-4 капли раствора желатина, приблизительно 0,3 г сульфита натрия и перемешивают. Часть раствора отфильтровывают или осторожно сливают осветленную часть в электролизер. Для удаления кислорода из раствора вместо сульфита натрия можно применять продувку азотом в течение 3-5 мин.
Полярографируют в интервале потенциалов от -0,2 до -0,7 В.
Расчет. Содержание меди х (в % масс.) вычисляют по формуле:
Где а – содержание меди, найденное по калибровочному графику, мкг/мл; g – навеска пробы, г.
Определение селена
Селен предварительно выделяют на осадке гидроокиси железа. После растворения осадка в соляной кислоте восстанавливают селен (IV) аскорбиновой кислотой. Выделившийся элементный селен концентрируют на границе раздела водной и органической фаз в виде окрашенной в красный цвет пленки.
Реактивы
Соляная кислота, плотностью 1,19 г/см3.
Азотная кислота, плотностью 1,14 г/см3.
Аммиак, водный раствор плотностью 0,91 г/см3.
Хлорид железа, 10%-ный раствор.
Аскорбиновая кислота, 5%-ный раствор.
Спирт нормальный бутиловый или изоамиловый.
Селен, металлический.
Стандартный раствор селена. Навеску селена 0,1 г, взвешенную с точностью до 0,0002 г, помещают в стакан емкостью 100 мл, приливают 1 мл азотной кислоты, 10 мл соляной кислоты и 4 мл серной кислоты. Стакан накрывают часовым стеклом, нагревают на водяной бане до растворения селена, затем переносят на песочную баню и нагревают до начала выделения паров серной кислоты. Раствор количественно переносят в мерную колбу емкостью 1 л, доводят объем раствора водой до метки и тщательно перемешивают – раствор А; 1 мл раствора А соответствует 0,1 мг селена. Раствор Б соответствующий содержанию селена 0,01 мг/мл, готовят разбавлением раствора А. раствор Б должен быть свежеприготовленным.
Серная кислота, плотностью 1,84 г/см3, не содержащая селена. Отсутствие селена проверяют следующим образом: 55 мл (100 г) кислоты помещают в стакан емкостью 600-800 мл, куда предварительно налито 5 мл раствора хлорида железа и 150 мл воды. Нейтрализуют раствор аммиаком и продолжают анализ, как описано ниже. Отсутствие окрашенной в красный цвет пленки селена на границе фаз указывает на отсутствие селена с чувствительностью 0,00001%.
Приготовление шкалы стандартов. В 4 стакана емкостью 300-400 мл вносят 2; 4; 6 и 8 мл раствора Б, что соответствует 0,02; 0,04; 0,06 и 0,08 мг селена. Приливают по 5 мл раствора хлорида железа, 50 мл воды и 22 мл (40 г) серной кислоты. Растворы помещают в холодную водяную баню и осторожно, при непрерывном перемешивании нейтрализуют аммиаком до образования нерастворимого осадка гидроокиси железа, после чего приливают еще 5 мл раствора аммиака. Полученные осадки сразу, не допуская их пептизации, отсасывают на воронке Бюхнера через фильтр с синей лентой диаметром 7-11 см, промывают 50-70 мл воды и фильтраты отбрасывают. Осадки на фильтрах растворяют в 3,5 мл соляной кислоты, которую приливают по каплям из пипетки. Если 3,5 мл кислоты оказывается недостаточно, то приливают еще 0,5-1,5 мл. Раствор отсасывают и промывают фильтр восьмикратным объемом воды. Раствор с промывными водами количественно переносят в стакан емкостью 50-100 мл и приливают 6 мл раствора аскорбиновой кислоты. Через 30 мин раствор, обесцвеченный вследствие восстановления железа (Ш), содержащий селен в коллоидном состоянии, помещают в делительную воронку емкостью 100 мл, приливают 10 мл бутилового спирта и встряхивают смесь 1 мин. После расслоения водную фазу отбрасывают, а органическую помещают в колориметрический цилиндр, в который предварительно налито 15-20 мл воды. Если при этом наблюдается помутнение жидкости, то цилиндр помещают в теплую (40-50˚С) водяную баню до исчезновения помутнения. На границе раздела фаз образуется окрашенная в красный цвет пленка коллоидного селена, интенсивность окраски которой пропорциональна содержанию селена. Эталоны устойчивы в течение месяца.
Ход определения. Помещают 22 мл (40 г) анализируемой кислоты в стакан емкостью 300-400 мл, куда предварительно налито5 мл раствора хлорида железа и 50 мл воды. Анализ продолжают, как при приготовлении шкалы стандартов.
Расчет. Содержание селена х (в % масс.) вычисляют по формуле:
Где а – содержание селена, найденное по шкале стандартов, мг; V – объем кислоты, или олеума, взятых для анализа, мл; ρ – плотность анализируемой кислоты или олеума, г/см3.
Определение марганца
Марганец окисляют периодатом калия до марганцовой кислоты, интенсивность окраски которой сравнивают со шкалой стандартов.
Реактивы
Периодат калия.
Ортофосфорная кислота, плотностью 1,4 г/см3.
Стандартный раствор перманганата калия. Навеску перманганата калия 2,8760 г, взятую с точностью до 0,0002 г, помещают в мерную колбу емкостью 1 л, растворяют в воде, доводят объем раствора водой до метки и перемешивают – раствор А; 1 мл раствора А соответствует 1 мг марганца. Раствор Б, соответствующий содержанию марганца 0,01 мг/мл, готовят разбавлением водой раствора А.
Приготовление шкалы стандартов. В стаканы емкостью 300 мл вносят по 75 мл воды, 5 мл ортофосфорной кислоты, 0,5 г периодата калия и 1; 2; 3; 4 и мл раствора Б, что соответствует 0,01; 0,02; 0,03; 0,04 и 0,05 мг марганца. Растворы кипятят 5 мин и после охлаждения переносят в колориметрические цилиндры.
Ход определения. В стакан емкостью 300 мл наливают 75 мл воды, 20 мл анализируемой кислоты, 5 мл ортофосфорной кислоты и продолжают анализ, как при построении шкалы стандартов. Содержание марганца находят по шкале стандартов.
Расчет. Содержание марганца х (в % масс.) вычисляют по формуле:
Где а – содержание марганца, найденное по шкале стандартов, мг; V – объем кислоты, или олеума, взятых для анализа, мл; ρ – плотность анализируемой кислоты или олеума, г/см3.