01.09.2017
31.08.2017
08.08.2017
14.07.2017
06.07.2017
19.06.2017
19.06.2017
19.06.2017
15.06.2017
12.06.2017
Определение валового марганца (вариант Добрицкой)
 03.09.2012

Из существующих методов определения марганца в почвах наибольшее распространение получил фотоколориметрический метод, основанный на измерении интенсивности окраски марганцевой кислоты, образующейся при окислении Мn•• в МnO4'. Чаще всего применяют персульфатно-серебряный способ, при котором окисление Мn•• до марганцевой кислоты производится персульфатом аммония в сернокислом или азотнокислом растворе, содержащем азотнокислое серебро. При этом способе необходимо соблюдать определенную кислотность раствора, присутствие катализатора, отсутствие некоторых химических элементов, мешающих определению, и другие условия. Конечное определение содержания марганца производят измерением светопоглощения на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром при длине волны 510-550 ммк. Растворы КМnO4 имеют максимум поглощения при длине волны 525 ммк.
Образец почвы, просеянной через сито в 1 мм, тщательно растирают до состояния пудры. Почву можно разложить двумя способами: сплавлением с карбонатом натрия или обработкой фтористоводородной кислотой.
Сплавление почвы с карбонатом натрия. Отвешивают 0,5 г тонкорастертого образца почвы в платиновый тигель, тщательно перемешивают платиновым шпателем с 2,5 г безводного химически чистого углекислого натрия. Сверху делают «подушечку» из небольшого остатка соды, закрывают тигель крышкой и ставят в холодную электрическую муфельную печь. Постепенно (при помощи реостата) повышают температуру в муфеле до 900-1000° и, когда сплав станет жидким, вынимают тигель из муфеля длинными щипцами с платиновыми наконечниками.
Сплав в горячем состоянии распределяют по стенкам тигля и для остывания помещают на холодную пластинку или охлаждают осторожным повторным опусканием тигля в чашку с холодной дистиллированной водой (следить, чтобы в тигель не попала вода). После охлаждения тигля этими способами сплав легко вынимается из тигля. Сплав переносят в фарфоровую чашку (емкость на 100 мл); приставшие к стенкам тигля кусочки сплава смывают горячей водой, подкисленной НС1, осторожно переносят в ту же чашку и немедленно закрывают часовым стеклом во избежание потерь вследствие разбрызгивания. Затем добавляют 10 мл концентрированной НСl и ставят на кипящую водяную баню для полного растворения сплава. После того, как сплав растворится, снимают часовое стекло, обмывают его над чашкой водой и содержимое чашки выпаривают досуха. Еще два раза обрабатывают НСl, выпаривая досуха. Затем приливают 10 мл концентрированной НСl и 25 мл горячей дистиллированной воды и выделившуюся кремнекислоту отфильтровывают через фильтр с белой лентой, собирая фильтрат и промывные воды в мерную колбу на 250 мл. Остаток на фильтре хорошо промывают горячей водой, подкисленной НСl. Объем жидкости доводят водой до метки.
Отбирают 100-150 мл раствора, переносят в фарфоровую чашку, прибавляют 10 мл концентрированной азотной кислоты и выпаривают на водяной бане досуха; такую обработку азотной кислотой повторяют два-три раза для полного удаления хлора. Затем приливают 25 мл 20%-ного раствора серной кислоты, нагревают на водяной бане 20 мин., прибавляют 1 мл Н3РO4 (уд. вес 1,7) для стабилизации соединений марганца и связывания железа и 3 мл 1 %-ного раствора AgNO3 в качестве катализатора и для осаждения возможных следов хлора. Нагревают еще 10 мин., фильтруют в мерную колбу на 100 мл и промывают водой, подкисленной серной кислотой, до объема около 90 мл. В колбу прибавляют 2 г персульфата аммония, ставят на горячую этернитовую электроплитку, нагревают до кипения и кипятят 2-3 мин. для быстрого и полного окисления марганца до маргацевой кислоты. При этом происходит энергичное разложение персульфата аммония и обильное выделение пузырьков озона. Раствор снимают с плитки, охлаждают, доливают водой до метки и фотоколориметрируют на ФЭК-Н-57 с зеленым светофильтром (№ 5) в 2-сантиметровой кювете. Содержание марганца в образце вычисляют по калибровочной кривой, построенной по результатам измерения светопоглощения серией стандартных растворов.
Разложение почвы фтористоводородной кислотой. Навеску тонкорастертой почвы в 0,25-0,50 г переносят в платиновую чашку, помещают в муфельную печь и прокаливают 1-2 часа при 500° С для озоления органического вещества. После охлаждения в чашку с прокаленной почвой прибавляют 1 мл дистиллированной воды, 1 мл H2SO4 (1 : 1) и 15 мл фтористоводородной кислоты (HF), ставят на закрытую этернитовую плитку для разрушения минеральной части почвы и удаления SiO2 и выпаривают до появления белых паров SO3; затем прибавляют еще 5-10 мл HF и выпаривают досуха. Чашку снимают с плитки и слегка прокаливают на слабом пламени газовой горелки для полного удаления следов HF. К остатку приливают 25 мл 20%-ного раствора серной кислоты, нагревают до растворения, добавляют 1 мл Н3РO4 и 1 мл 1%-ного раствора AgNO3, выдерживают на плитке еще 10 мин. и фильтруют через плотный фильтр с синей лентой в мерную колбу на 100 мл. Фильтр с остатком промывают горячей дистиллированной водой, подкисленной H2SO4, до объема около 90 мл. Остальные операции, как описано выше.
В случае анализов карбонатных почв лучшие результаты получаются, если остаток после разложения почвы смесью серной и фтористоводородной кислот растворить не в серной кислоте, а в 5 мл конценрированной соляной кислоты, прибавить 25 мл горячей воды, профильтровать и промыть фильтр горячей водой, подкисленной НСl. Весь фильтрат перенести в фарфоровую чашку и выпарить досуха на водяной бане, прибавив к нему для удаления хлора 10 мл концентрированной HNO3. эту обработку повторить два-три раза. Сухой остаток растворить в 25 мл 10%-ной H2SO4, нагреть на бане 20 мин., прибавить 1 мл Н3РO4 и 3мл АgNO3. Нагреть в течение 10 мин., отфильтровать в мерную колбу на 100 мл. Дальнейший ход анализа, как описано выше.
Стандартные растворы марганца готовят из 0,05 н. раствора KМnO4, установленного по оксалату натрия. Можно пользоваться прямо этим раствором после соответствующего разведения водой. Но иногда окраска такого раствора может иметь несколько другой оттенок, чем испытуемые растворы. В таком случае раствор КМnO4 предварительно восстанавливают, а затем окисляют персульфатом аммония. Для этого в химический стакан на 500 мл отбирают 91 мл точно 0,05 н. раствора перманганата калия, прибавляют 250 мл дистиллированной воды, 20 мл концентрированной H2SО4, раствор перемешивают и обесцвечивают несколькими каплями 10%-ного раствора сульфита натрия (Na2SО3). Раствор кипятят до исчезновения запаха SО2, охлаждают, доводят в мерной колбе водой до 1 л. В 1 мл этого раствора содержится 0,05 мг Мn. Из него готовят шкалу стандартных растворов, для чего отбирают в мерные колбы на 100 мл от 1 до 10 мл стандартного раствора, доводят водой до 50 мл, прибавляют 1 мл Н3РО4 и 1 мл AgNО3, нагревают на плитке, вносят по 3 г персульфата аммония, доводят до кипения и кипятят 2-3 мин. Охлаждают, доводят водой до метки и измеряют светопоглощение на фотоколориметре при длине волны 525 ммк. По отсчетам строят калибровочную кривую.
Реактивы. 1. Na2CO3, безводный, химически чистый.
2. H2SO4, химически чистая, уд. вес. 1,84, и 20%-ная - 129,9 мл концентрированной H2SO4 доводят до 1 л дистиллированной водой.
3. Н3РO4, химически чистая, уд. вес 1,70.
4. HNO3, химически чистая, уд. вес 1,40.
5. 1%-ный раствор AgNO3, 1 г AgNO3 растворяют в воде и доводят до 100 мл.
6. Персульфат аммония (NH4)2S2O8, химически чистый.
7. 10%-ный раствор NaNO3 10 г соли растворяют в воде, раствор фильтруют и доводят до 100 мл.
8. HF, химически чистая, концентрированная.