Способ определения свободной углекислоты в воде методом добавок реагента

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОБОДНОЙ УГЛЕКИСЛОТЫ В ВОДЕ МЕТОДОМ ДОВАБОК РЕАГЕНТА с последующим измерением ЭДС в исследуемом растворе и в смеси исследуемого и стандартно ,го растворов, отличающийс я тем, что, с цепью упрощения способа, в качестве стандартного раствора используют раствор малеиновой кислоты, предварительно нейтрализованньй до рН 4,06-4,07.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((() 4(У)) 5 01 )(27/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ы аа а

А 100

08 а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3488015/18-25 (22) 06.09.82 (46) 23.01.85. Бюл. У 3 (72) Э,А.Поляк, В.С.Матусевич и В.В.Моша (53) 543.25(088.8) (56) 1. Торренс К., Милгли Д. Потенциометрический анализ воды. M., Мир", 1980, с. 330., 2. U. Hasselbarth Ziir quantitation Bestimung der Егере Kohlensaure in Nasser. Leitchrift. Anal.

Chemic, 1965, Р 4, 264 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОБОДНОЙ УГЛЕКИСЛОТИ В ВОДЕ МЕТОДОМ ДОБА-

ВОК РЕАГЕНТА с последующим измерением ЭДС в исследуемом растворе и в смеси исследуемого и стандартно,,го растворов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с цепью упрощения способа, в качестве стандартного раствора используют раствор малеиновой кислоты, предварительно нейтрализованный до рН 4,06-4,07.

1083772

Изобретение относится к области аналитической химии, преимущественно к электрохимическим (потенцио- метрическим) способам анализа, в частности к способам определения углекислоты в воде, В современной аналитической химии известно несколько способов определения углекислоты н воде, основанных на проведении потенциометри- 10 ческих измерений.

Однако известные способы не позволяют проводить определения на достаточно простом и доступном оборудовании с использованием приемов 15 потенциометрических измерений, обеспечивающих наиболее высокую точность.

Известен способ определения углекислоты в воде с использованием газ-чувствительного электрода (1) . 20

Способ основан на калибровании системы для измерения ЭДС введением строго определенных количеств двуокиси углерода, получаемых подкислением стандартного раствора бикарбо-25 ната натрия раствором серной кислоты. Измерения проводятся в проточной ячейке. Движение воды осуществляется при помощи перистальтического насоса. Концентрацию углекисло- 0 ты находят по градуироночному графику.

Недостатками способа являются необходимость использования труднодоступных и дорогостоящих газчувствительных электродов и относительная сложность системы дозирования исследуемых растворов в проточную ячейку.

Наиболее близким техническим решением является способ определения свободной углекислоты в воде методом добавок реагента с последующим измерением ЭДС в исследуемом растворе и в смеси исследуемого и стандартного растворов (7. .

По этому способу контролируют рН раствора после введения в него сильной кислоты или щелочи.

Недостатками этого способа являются трудоемкость и неприменимость его к анализу растворов с незначительным содержанием солей жесткости и высокая относительная ошибка.

Цель изобретения — упрощение способа.

g5

Пель достигается тем, что в способе определения свободной углекислоты н воде методом добавок реагента с последующим измерением ЭДС в исследуемом растворе и н смеси исследуемого и стандартного растворов н качестве стандартного раствора используют раствор малеиновой кислоты, предварительно нейтрализованный до рН 4,06-4,07.

Углекислоту определяют, проводя измерение ЭДС цели со стеклянным и хлорсеребряным электродами, до введения добавки растнора малеиновой кислоты н исследуемый раствор и после ее введения. Содержание углекислоты в мг/л (Х) находят по формуле где Сс — концентрация стандартного раствора малеиновой кислоты, мг-экВ/л, объем добавляемого раствора малеиноной кислоты, мл, 44 — количество углекислоты (мг), соответствующее точно 1 мг-экВ полунейтралиэованной малеиновой кислоты; — ЭДС цепи до введения добавки, мВ, ЭДС цепи после введения добавки мВ, объем исследуемого раствора, мл; крутизна электродной характеристики стеклянного электрода, 59 мВ/р С.

Точность определения свободной углекислоты повышается с осущестнлением нескольких последовательных добавок раствора малеиноной кислоты, нейтрализованной до рН 4,06-4,07, к исследуемому раствору. С этой целью н ячейку помещают 100 мл исследуемого раствора, погружают электрод— ную пару, включают перемешинание и измеряют ЭДС беэ добавки и при введении 0,2; 0,4, O,б, 0,8 мл полунейтрализованногo раствора маленковой кислоты. Строят гради к, отклады1083 вая по оси абсцисс величину добавки стандартного раствора (мл), а по оси ординат — величину (E +,- 43 (Ч Ч сто

Ч где („, — .Е„) — величина изменения ЭДС при добавлении определенного объема стандартного раствора (Чс ).

График этой зависимости, продолженный до пересечения с осью абсцисс., отсекает на ней отрезок, абсолютная величина которого соответствует со15 держанию углекислоты в исследуемом растворе.

Таким образом, в предлагаемом способе определения свободной углекислоты исключается использование условий равновесия по первой ступени ее диссоциации, что исключает наложение погрешности определения концентрации ионов водорода по величине рН.

Применение в качестве стандартного раствора малеиновой кислоты позволяет избежать при определении углекислоты применения труднодоступных дорогостоящих газ-чувствительных э .ектродов и систем дозирования пробы и стандартного раствора и проводить определение углекислоты с использованием легкодоступного стеклянного электрода титрованием добавками стандартного раствора малеиновой кислоты, нейтрализованной до рН 4,06-4,07. При добавках стандартного раствора полунейтрализованной малеиновой кислоты теряют свое влияние на результаты опреде- 411 ления углекислоты различия в скоростях превращения СО, Оg Н, СО, (медленно) и Н, СО, + йаОН- ИаНСО, (быстра), присутствие в анализируемом растворе ионов Mg <, 1е

Fe и др. непостоянство рН точки з+ эквивалентности в зависимости от состава соленого фона.

П р и и е р 1. Определение свободной кислоты в дистиллированной водопроводной воде.

11,6 г раствора малеиновой кислоты помещают в мерную колбу емкостью 500 ил, растворяют в дистиллированной воде и доводят водой до метки. Потенциометрически устанавливают расход 0,1 M раствора NaOH на нейтрализацию до рН 4,06-4,07

1 76 а 1000100 (10 — — 1)

Дистиллированная вода:, 9> мл Е, мВ

СО,, мг/л

7,39

0,2

6,65

0,4

6,40 21

0,5

6,90

0,8

6,70

7,05 мг/л °

1,0 32

Среднее значение 6,80

Водопроводная вода:

0 мл

4Е мВ

СО, мг/л

11 34

13,30

12,9

0,2

0,6

0,8

1,0 22 12,9

Среднее значение i?,61 мг/л.

772 4 (1,9 мп на 1 мл исходного раствора малеиновой кислоты). В мерную колбу емкостью 250 мл помещают 50 мл исходного раствора малеиновой кисло ты, 95 мл О, 1 M раствора МаОН, доводят водой до метки и тщательно перемешивают.

Код определения.

100 мл исследуемой воды помещают в закрытую ячейку для потенциометрических измерений. Погружают в ячейку электродную пару стеклянный электрод — хлорсеребряный электрод и при перемешивании добавляют раствор полунейтрализованной малеиновой кислоты, контролируя изменение ЭДС цепи по показаниям рН-метра.

При определении свободной углекислоты с использованием одной добавки ограничиваются введением одной порции малеиновой кислоты (4), размер которой приблизительно соответствует содержанию углекислоты в испытуемой пробе. Добавление этой порции (Q) соответствует изменению

ЭДС (AE) 1083772 дистиллированная вода водопроводная вода ьЕ 100 +a

А 100

dF (йЮа) Редактор О.RpKoBa Техред О. Ващишина Корректор О.Билак

Заказ 127/3 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303.5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При определении свободной углекислоты путем введения нескольких добавок стандартного раствора малеиновой кислоты в соответствии с величинами добавок и изменениями ЭДС строят график зависимости

На фиг. 1 и 2 представлены графики зависимостей для дистиллированной и водопроводной воды. Экстраполяция графиков до пересечения с осью абсцисс дает величины отрезков, соот- 15 ветствующие 0,4 мл в случае дистиллированной воды и 0,68 мл в случае водопроводной . Иэ графи- ков получено

C0, = 1,76 0,4 = 7,04 мг/л;

1000

1,76 0,68 10, = 11,97 мг/л.

Время, затрачиваемое на 1 определение, составляет 10-15 мин.

Предлагаемый способ позволяет осуществлять оперативный контроль свободной углекислоты в слабоминералиэованных растворах с использованием достаточно простых и легкодоступных приборов. Осуществление такого контроля имеет большое значение для оценки коррозионной агрессивности сред, в медико-биологических и бальнеологических исследованиях.