Лабораторная работа № 15 Фотометрический фенол - гипохлоритный метод определения аммиака

Сущность метода. При взаимодействии аммиака с гипохлорит – ионами образуется монохлорамин, который с фенолом в щелочной среде образуетn– аминофенол:

NH₃ + OCl^–  NH₂Cl + OH^–

C₆H₅O^– + NH₂Cl  n - HOC₆H₄NH₂ + Cl^–

Последний, реагируя со второй молекулой фенола, образует сначала 4,4- дигидроксидифениламин, окисляющийся хлорамином с образованием синего красителя индофенола:

В качестве катализатора и стабилизирующего агента вводят соль марганца (II). Предел обнаружения 0,01 мг/дм³NH₄⁺. Диапазон измеряемых концентраций без разбавления пробы – 0,01 –1 мг/дм³NH₄⁺.

Мешающие вещества. ОпределениюNH₄⁺фенол-гипохлоритным методом мешают немногие вещества; их значительно меньше, чем при определении с реактивом Несслера. Сильно мешают сероводород и сульфиды. Их можно удалить, подкислив пробу до рН = 3 и пропустив воздух до исчезновения запаха сероводорода. Мешают восстановители, реагирующие с гипохлоритом (например, цианиды, роданиды), большая щелочность пробы (выше 500 мг/дм³), слишком большая кислотность (больше 100 мг-экв/дм³) и вещества, вызывающие окраску воды или мутность. В таких случаях проводят предварительную отгонку аммиака.

Во всех остальных случаях возможно определение NH₄⁺без предварительной отгонки аммиака.

Реактивы и оборудование

Бидистиллят, не содержащий аммиака. Дважды перегнанную воду пропускают через колонку с катионом КУ-2. Эту воду используют для приготовления реактивов и разбавления проб.

Фенолят натрия: В 100 мл безаммиачной дистиллированной воды растворяют 5 г свежеперегнанного фенола, 25 мл нитропруссида натрия и 0,1 г салициловой кислоты.

Гипохлорит натрия, 3%-ный раствор.

Сульфат марганца (II), 0,003 М раствор.

Стандартный раствор с содержанием ионов аммония 0,05 мг/см³ (свежеприготовленный).

Пипетка на 5 см³

Мерные пробирки

Мерные колбы на 50 см³

Ход определения.

Построение калибровочного графика.В мерные колбы на 50 см³вносят 0,1; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0 см³рабочего стандартного раствора хлорида аммония с концентрацией ионов аммония 0,05 мг/см³и доводят каждый раствор до метки безаммиачной водой. КонцентрацииNH₄⁺в полученных растворах равны соответственно 0,1; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0 мг/дм³. Добавляют 20-30 см³безаммиачной воды, 1 каплю раствора сульфата марганца, затем при непрерывном помешивании приливают 0,5см³раствора гипохлорита натрия и сразу же 0,6 см³фенолята натрия, затем доводят объем водой до метки. Энергично взбалтывают 2 мин. Дают постоять 10 мин для развития окраски и измеряют оптическую плотность в кювете 2 см при= 625 нм (красно-оранжевый светофильтр). Раствор-фон готовят в колбе на 50 см³, используя безаммиачную воду и те же количества реактивов.

Калибровочный график строят в координатах оптическая плотность –концентрация ионов NH₄⁺, мг/дм³.

Определение концентрации ионов аммония. В мерную колбу вместимостью 50 см³отбирают 10 см³первоначальной пробы воды или раствора, полученного после отгонки аммиака (см. лаб. раб. №14). Этот раствор обрабатывают, как описано выше, и определяют его оптическую плотность.Расчет.Содержание аммонийных ионов (Х) в мг/дм³находят по формуле:

гдеС – концентрация ионов аммония, найденная по графику, мг/дм³;

50– объем раствора, приготовленного для фотометрирования, см³;

V_пробы – объем пробы воды, взятой для анализа или для отгона , см³;

V_отгон– объем, до которого был разбавлен отгон, см³;

V_{аликвоты}–объем аликвоты отгона, взятой для анализа, см³.