Определения катиона магния в воде

Атомно-абсорбционный  спектрофотометр. Допускается использование  газовой смеси состава ацетилен-воздух и пропан-бутан-воздух.

Лампы с полым катодом  для определения кальция и  магния.

Дозаторы или пипетки  и бюретки для отмеривания 1; 5 и 25 см³ раствора, исполнение1 по ГОСТ20292.

Бюретка вместимостью 10 см³,исполнение 1 по ГОСТ20292.

Колбы мерные вместимостью1000 см³ по ГОСТ 1770.

Емкости технологические  или пробирки вместимостью 10 и 50 см³ по ГОСТ25336.

Кислота соляная по ГОСТ3118,концентрированная  и раствор с массовой долей 25 %.

Кальций углекислый по ГОСТ 4530.

Магния окись по ГОСТ 4526.

Стронций хлористый 6-водный по ГОСТ4140.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Подготовка к анализу

Приготовление растворов сравнения

Приготовление исходного раствора с массовой концентрацией  кальция 5 г/дм³

(12,49 ±0,01) г углекислого  кальция, высушенного до постоянной  массы при температуре 105 °С,помещают  в мерную колбу вместимостью 1000 см³, приливают 50 см³раствора соляной кислоты с массовой долей 25 % и после полного растворения навески доводят объем раствора до метки водой.

Раствор хранят не более 1года.

Приготовление исходного раствора с массовой концентрацией  магния 1 г/дм³

(1,658±0,001) г окиси магния, прокаленной до постоянной массы при температуре 500 °С, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см³, приливают 25 см³раствора соляной кислоты с массовой долей 25 % и после полного растворения навески доводят объем раствора до метки водой.

Приготовление серии растворов сравнения

Серию растворов сравнения  для определения магния готовят  по ГОСТ 27753.0. Объемы исходного раствора, необходимые для приготовления серии растворов сравнения, указаны в таблице.

Характеристика раствора	Номер раствора сравнения
	1	2	3	4	5	6	7	8
Объем исходного раствора, см3	0	0,5	1,0	1,5	2,0	3,0	4,0	5,0
Массовая концентрация магния в растворе сравнения, г/дм3	0	0,005	0,010	0,015	0,020	0,030	0,040	0,050
В пересчете в массовую долю магния в грунте, млн-1 (мг/кг):

Определение кальция  и магния с использованием газовой  смеси состава ацетилен-воздух.

В технологические емкости  или пробирки отбирают по 1 см³ растворов сравнения и фильтратов. К пробам приливают по 25 см³ рабочего раствора хлористого стронция. Растворы перемешивают, вводят в пламя и регистрируют показания прибора.

Кальций определяют по поглощению линии 422,7 нм, магний - 285,2 нм.

Определение кальция и магния с использованием газовой смеси состава пропан-бутан-воздух

В пробирки или технологические  емкости отбирают по 1 см³ растворов сравнения и фильтратов. К пробам приливают по 5 см³ рабочего раствора хлористого стронция. Растворы перемешивают, вводят в пламя и регистрируют показания прибора. При определений магния наконечник горелки ставят под углом 30° к лучу от лампы с полым катодом, чтобы снизить поглощение и войти в рабочий диапазон измерений.

Обработка результатов

Построение градуировочного графика - по ГОСТ 27753.0.

Градуировочный график должен иметь вид прямой линии, проходящей через начало координат. По градуировочному  графику определяют массовую долю кальция и магния в грунте.Результат анализа выражают в миллионных долях.

Допускаемые относительные  отклонения при доверительной вероятности Р =0,95 результатов двух повторных анализов от их среднего арифметического при выборочном контроле составляют:

15 % - в диапазоне концентраций  кальция до 500 млн^-1 (мг/кг) для грунтов с массовой долей органического вещества до 30 % и свыше 1000 млн^-1(мг/кг) для грунтов с массовой долей органического вещества свыше 30 %;

7 % - свыше 500млн^-1 (мг/кг) для грунтов с массовой долей органического вещества до30 % и свыше 1000 млн^-1 (мг/кг) для грунтов с массовой долей органического вещества свыше 30 %;

21 % - в диапазоне концентраций  магния до 40 млн^-1 (мг/кг) для грунтов с массовой долей органического вещества до 30 % и до 80 млн^-1 (мг/кг)для грунтов с массовой долей органического вещества свыше 30 %;

15 % - свыше 40млн^-1 (мг/кг) для грунтов с массовой долей органического вещества до30 % и свыше 80 млн^-1 (мг/кг) для грунтов с массовой долей органического вещества свыше 30 %.

ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД  ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИЯ

Сущность метода заключается  в получении окрашенного соединения магния с титановым желтым в щелочной среде и последующем фотометрировании окрашенного раствора. Для устранения влияния сопутствующих элементов используется триэтаноламин. Коагуляцию окрашенного соединения магния предотвращают с помощью поливинилового спирта или желатины.

Аппаратура, материалы  и реактивы

Весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г и весы лабораторные 4-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г по ГОСТ 24104.

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

Бюретка вместимостью 10 см³ по ГОСТ20292.

Дозаторы или пипетки  и бюретки для отмеривания 1,0; 2,5 и 25 см³ раствора, исполнение 1 по ГОСТ20292.

Колбы мерные вместимостью 1000 см³ по ГОСТ 1770.

Емкости технологические  или колбы конические вместимостью не менее 250 см³ по ГОСТ25336.

Бумага фильтровальная.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор с массовой долей 25 %.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор молярной концентрации c(NaOH) = 2моль/дм³ (2 н).

Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм³.

Кальций углекислый по ГОСТ 4530.

Магния окись по ГОСТ 4526.

Спирт поливиниловый  или желатина.

Триэтаноламин, разбавленный дистиллированной водой1:4.

Титановый желтый, индикатор.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Подготовка к анализу

Приготовление раствора титановогожелтого с массовой концентрацией 0,5г/дм³

(0,50±0,01) г титанового  желтого помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см³ и растворяют в воде, доводя объем раствора до метки. Приготовленный раствор тщательно перемешивают и фильтруют через складчатый бумажный фильтр.

Раствор хранят в склянке  из темного стекла в холодильнике не более 1 недели.

Приготовление раствора поливиниловогоспирта с массовой концентрацией 20г/дм³

В коническую колбу вместимостью 250 см³помещают (2,0±0,1) г поливинилового спирта, приливают 100 см³ воды,закрывают колбу резиновой пробкой с клапаном Бунзена и нагревают на водяной бане при периодическом перемешивании до полного растворения поливинилового спирта. Если раствор получается мутным, его фильтруют.

Раствор хранят не более 1 мес. При появлении мути раствор  следует профильтровать.

Приготовление раствора желатины с массовой концентрацией 5 г/дм³

(0,50±0,01) г желатины  помещают в коническую колбу  вместимостью 250 см³, приливают100 см³ воды, закрывают колбу резиновой пробкой с клапаном Бунзена и нагревают на водяной бане при периодическом перемешивании до полного растворения желатина.

Раствор готовят в  день проведения анализа.

Приготовление раствора хлористого кальция молярной концентрации с (1/2 CaCl₂) = 0,6моль/ дм³ (0,6 н)

(30,02±0,01) г углекислого  кальция, высушенного до постоянной  массы при температуре 105 °С, помещают  в мерную колбу вместимостью 1000 см³, приливают 120 см³раствора соляной кислоты с массовой долей 25 % и после полного растворения навески доводят объем до метки водой.

Приготовление окрашивающего  раствора

В мерную колбу вместимостью 1000 см³ помещают 8,5 см³ раствора хлористого кальция молярной концентрации с(1/2 СаСl₂)=0,6 моль/дм³,приливают примерно 600 см³ воды, прибавляют 12 см³раствора гидроксиламина гидрохлорида с массовой концентрацией 50 г/дм³, 25 см³ триэтаноламина, разбавленного водой 1:4, 50 см³раствора титанового желтого с массовой концентрацией 0,5 г/дм³ и 5см³ раствора поливинилового спирта с массовой концентрацией 20 г/дм³или 50 см³ раствора желатины с массовой концентрацией 5 г/дм³.Объем раствора доводят до метки водой.

Проведение анализа

Определение магния

Отбирают по 2см³ растворов сравнения и анализируемых вытяжек в технологические емкости или конические колбы. К пробам прибавляют по 50 см³окрашивающего раствора. Затем при непрерывном перемешивании по каплям прибавляют 5 см³ раствора гидроокиси натрия молярной концентрации с (NaOH)=2 моль/дм³ (2н). Окрашенные растворы фотометрируют не ранее, чем через 20 мин и не позднее,чем через 1 ч после прибавления раствора гидроокиси натрия. Фотометрирование проводят в кювете с толщиной слоя 3 см относительно раствора сравнения № 1 при длине волны 545 нм или используя светофильтр с максимумом пропускания в области 520-560 нм.

Построение градуировочного  графика - по ГОСТ 27753.0.

Градуировочный график имеет параболический характер и  проходит через начало координат. По градуировочному графику определяют массовую долю магния в анализируемом  грунте. Результат анализа выражают в миллионных долях. Допускаемое относительное отклонение при доверительной вероятности Р = 0,95 результатов двух повторных анализов от их среднего арифметического при выборочном контроле составляет 17 %.

Определения магния (2 способ)

Реактивы:

1. Вода, не содержащая SiO₂. Свежеперегнанная вода сохраняется в бутыли, стенки которой внутри покрыты парафином.

2. Аммиак.

3. Раствор щавелевокислого  аммония, насыщенный.

4. Раствор фосфорнокислого  калия 

5. Аммиак для промывания: 1 объем крепкого аммиака (уд. в. 0,9) и 9 объемов воды; жидкость должна быть свободной от кремнекислоты, поэтому лучше аммиак перегнать.

6. Азотная кислота

7. Раствор молибденовокислого  аммония 

8. Образцовый раствор  фосфата 

9. Образцовый колориметрический  раствор 

10. Фильтровальная, бумага

 

Ход анализа. Соответствующее  количество испытуемого раствора, обычно 50 к. стм., помещают в чашку, прибавляют одну каплю аммиака (2) и две, три  капли щавелевокислого аммония (3) и выпаривают досуха на водяной бане. По охлаждении прибавляют 1 к. стм. фосфорнокислого калия (4), перемешивают тщательно стеклянной палочкой, оставляют на 2 часа; затем прибавляют около 5 к. стм. аммиака (5), смывая при этом частицы со стенок чашки, и жидкость сливают через фильтр (10); операцию эту повторяют 5 раз, после чего промывают фильтр и воронку до тех пор, пока не наберется около 50 к. стм. фильтрата; затем промывают содержимое чашки и фильтр один раз холодной водой (около 5 к. стм.), удаляют стакан с промывными водами, подставляют под воронку соответствующий приемник и растворяют осадок, для чего в чашку приливают 5 к. стм. азотной кислоты (6), тщательно перемешивают палочкой, жидкость сливают в воронку так, чтобы смочить весь фильтр; чашку промывают 5 раз горячей водой, не содержащей SiO₂ (каждый раз около 5-ти к. стм.), после чего промывают один фильтр, пока не наберется около 40 к. стм. фильтрата. К охлажденному фильтрату прибавляют 4 к. стм. раствора молибденовокислого аммония (7), доводят до 50 к. стм. и через 20 мин. сравнивают с образцовым колориметрическим раствором (9).

Если получившаяся окраска  слишком интенсивна для непосредственного  сравнения с образцовым раствором, то берутсоответствующую часть испытуемого  раствора и разводят. Когда приходится иметь дело со сравнительно большими количествами магния, необходимо озаботиться прибавлением достаточного количества реактивов. 5 к. стм. азотной кислоты и 4 к. стм. модибденовокислого аммония вполне достаточно тогда только, когда в 50 к. стм. колориметрического раствора содержится около 0,3 мгр. Mg.; если количество образовавшейся _PO₄NH₄Mg или интенсивность окраски укажут на более высокое количество магния, то прибавляют вторую порцию этих реактивов в количестве, необходимом для полного развития окраски, и разводят раствор так, чтобы опять в каждых его 50 к. стм. содержалось 5 к. стм. азотной кислоты и 4 к. стм. молибденовокислого аммония. При очень малом содержании магния, когда окраска для сравнения слаба, следует образцовый колориметрический раствор брать половинной крепости.