Способ потенциометрического определения фосфат-ионов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М, Кл.2С 01 В 25/26 С 01 И 27/46 Государственный номнтет СССР мо делам нзобретеннм н открытнй(54) СПОСОБ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФАТ-ИОНОВИзобретение относится к аналитической химии, в частности к способам определения веществ с помощью ионоселективных электродов.Известны фосфатные ионоселективные электроды, потенциал которых линейно зависит от отрицательного логарифма концентрации фосфат-ионов. Однако в связи с малой крутизной электродной функции (20 мВ/ра - - теоретиро,тческое значение), значительным дрейфом потенциала и некоторыми другими недостатками этих электродов, они не выпускаются промышленностью, что делает невозможным их использование 15 в аналитической практике 1 .Известны косвенные методы определения фосфатов с применением серебряного и свинцового ионоселективных электродов 2. Способ заключа ется в следующем.В водные растворы, содержащие фосфат-ионы, вводят избыток соли металла, к которому селективен электрод, измеряют потенциал электрода в растворе после отделения осадка и с помощью несложного расчета находят содержание фосфат-иона в исходном растворе, Например, к фосфату натрия добавляют нитрат серебра, 30 осадок фосфата серебра отфильтровывают, в фильтрате с помощью серебряного электрода находят избыточноеколичество серебра. Точность методане превышает 14-8. Определениюмешают галогенид-, цианид, сульфиди сульфат- ионы. Одно-идвухзамещенные гидрофосфаты этими методамине определяются,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ потенциометрического определения фосфатовв водных растворах, основанный натитровании их солью лантана и использовании в качестве индикаторногоэлектрода фторидного ионоселективного электрода, чувствительного кионам лантана 3,Так как крутизна электроднойфункции при определении лантана(3+) составляет величину С 20 мВ/ррскачки потенциала и в конечнойточке титрования не превышают.50 мВна 1 мл добавляемого титранта.отсюда,при добавлении титранта порциямипо 0,1 мл (как это обычно делаетсяпри титровании ) скачок потенциаласоставит 5 мВ. Ошибка определенияпотенциала в обычных потенциометри 3 6 ческих методах состанляет +2 мВ, что дает ошибку титрования 40. Гидрофосфат и дигидрофосфат-ионы этим методом не могут быть определены. Определению не мешают галогенид-ионы и ионы щелочных металлов.С целью повышения точности метода и обеспечения воэможности совместного определения фосфат-, гидрофосфати дигидрофосфат-ионов анализируемый раствор титруют в присутствии фторида натрия или аммония в соотношении Р :РО =1:5-10, и диметилформамида в соотношении с водой 5-3,5-1,а в качестве титранта используют раствор соли кальция с использованием в качестве индикаторного электрода фторцдного ионоселективного электрода. В качестве раствора соли кальция используют хлорид или нитрат кальция.В основу метода положена реакция образования труднорастноримых солей кальция с фторид-, Фосфат-, гицрофосфат- и дигидрофосфат- ионами в смеси диметилформамида с водой. Ошибка определения предлагаемого способа, найденная из 5 параллельных определений, составляет 4 1, Это объясняется тем, что скачок потенциала в точке эквивалентности составляет 300 мВ/мл (30 мВ/0,1 мл), что значительно превышает ошибку измерения потенциала и поэтому позволяет с большой точностью находить точку эквивалентности одним из графических методов. Оптимальный интервал концентраций Фосфат-,гидрофосфати дигидрофосфат- ионов, определяемый предлагаемым способом, 10" - 10 М. Определению не мешают ионы СГ,ВгП р и м е р 1. В ячейку для титрования вводят 5-7 мп раствора,содержащего 5-25 мг фосфата натрия или калия,добавляют 0,1 мп 0,1 М БаГ и 20 мл диметилформамида. В раствор погружают фторидный ионоселективный электрод и хлорсеребряный электрод сравнения, Раствор во время титрования перемешивают с помощью магнитной мешалки, разность потенциалов измеряют РН- метром РН(или любым аналогичным). Титруют потенциометоически 0,05 М раствором (ДМФ:Н 0=5:1) нитрата ипи хлорида кальция. Титрант добавляют по 0,2 мл, а вблизи точки эквивалентности по 0,1 мл. Рассчитывают соаержание препарата в раство" ре,. исходя из того, чтоСа реагиа+ Рует с Фосфатом в соотношении 3:2. Ошибка определения 0,4.П р и м е р 2. В ячейку для титрования вводят 7 мл воды, содержащей 5-50 мг смеси гидрофосфата и дигидрофосфата натрия, добавляют 0,1 мл 0,1 М РаствоРа фторида натрия и 20 мл85625 4 1 О 40 20 25 30 35 50 55 60 65 диметилформамида, Далее поступают,как описано в примере 1. Из найденного по графику значения объема титранта, пошедшего на титронание, по Формулам:мг гидрофосфата-а - 4. ф ( в . - )мг дигидрофосрата: в- и Оф -р2 м,-м м нгде Х - исходная нанеска смеси солей,М - молекулярный нес гидрофосфата,М- молекулярный нес дигидрофосфата,Н и Ч - нормальность и объем соликальция, пошедший на титронание,находят содержание каждой соли нсмеси.Ошибка определения каждого компонента 2.Предлагаемый способ позволяетопределять как фосфат-ионы, так игидрофосфат- н дигидрофосфат-ионы.Ошибка определения прн этом снижается до 0,4-2. Использование методак анализу основного вещества позволит повысить качество выпускаемой продукции. Применение метода н анализеприродных и сточных нод позволит получить достоверные сведения о содержании различных форм фосфатов н стоках, что благоприятно скажется нарешении проблемы охраны окружающейсреды. Возможность определять содержание гидрофосфатов и дигидрофосфатонпри совместном присутствии н природных и минеральных водах расширит нашипознания н области химии природныхФорм фосфора.Формула изобретенияСпособ потенциометрического определения фосфат-ионов, включающий ихтитрование солью с помощью фторидного ионоселективного электрода,о т л и ч а ю щ н й с я тем, что,с целью повышения точности и обеспечения возможности совместногоопределения фосфат-, гидрофосфат-,и дигидрофосфат-ионов, титрованиеведут в присутствии Фторида натрияили аммония в соотношении Г :РОЯ 1-5;10 и диметилформамнда н соотношении с водой =5-3,5:1, а н качестве титранта используют растворсоли кальция2. Способ по п.1, о т л н ч а ющ и й с я тем, что в качестве раствора соли кальция используютхлорид или нитрат кальция.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Такашвили О.Г. Электрохимия, В 2, 2, 291-293, 197,6.2. Русина О.Н., Горбаткона В,Х.Труды Северо-Кавказского горнометаллургического института, 1974,вып.37, с.9-10.3. Иа 11 ег Я. "МЖгосЬ 1 в аса",М 3, с. 349-359, 1973 (прототип).