Определение фосфора фотоколориметрическим методом

Сущность метода заключается в озолении навески угля, обработке золы смесью серной и азотной кислот, отделении кремневой кислоты фильтрованием и определении содержания фосфора в навеске угля путем измерения оптической плотности полученного синего раствора фосфорномолибденовой кислоты.

Для проведения анализа необходимо иметь стандартный раствор фосфора и раствор молибденовокислого аммония.

Стандартный раствор фосфора. 0,1756 г перекристаллизованного однозамещенного фосфата калия КНРО₄ растворяют в воде и объем раствора доводят до 1 л. 1 мл такого раствора содержит 0,00004 г фосфора.

Раствор молибденовокислoго аммония. Готовят 1%-ный раствор из перекристаллизованной соли (1 г на 100 мл). Для перекристаллизации 200 г молибденовокислого аммония растворяют при температуре 70 - 80⁰ С в дистиллированной воде. Осадок отфильтровывают через плотный фильтр (синяя лента) и к фильтрату добавляют 1/3 объема этилового спирта. Выпадает мелкий осадок молибденовокислого аммония, который отфильтровывают, промывают на фильтре спиртом и высушивают на воздухе. Раствор должен быть свежеприготовленным (хранить не более двух суток). Даже при небольшой мутности раствор обязательно фильтруют.

Навеску 1,0 ± 0,1 г аналитической пробы угля помещают в лодочку и постепенно, в течение 10 - 15 мин, продвигают в нагретый до температуры 815±10⁰ С муфель, выдерживая в зоне наибольшего накала 1,5 ч при открытой дверце муфеля.

Зольный остаток после охлаждения переносят в стакан вместимостью 100 мл, смывая остаток в лодочке 10 мл смеси концентрированных серной и азотной кислот (2: 1). Нагревают раствор до просветления его и появления белых паров серного ангидрида. Ставят стакан на асбестовый лист, охлаждают, осторожно приливают в него 7 - 10 мл 10%-ного раствора сернокислого аммония и вновь нагревают до появления густых белых паров. Охлаждают содержимое стакана, приливают в него 20 мл дистиллированной воды и кипятят в течение 3 - 5 мин.

К охлажденному раствору осторожно добавляют 20 мл горячей дистиллированной воды и фильтруют раствор через плотный фильтр (синяя лента) для отделения кремневой кислоты. Осадок на фильтре промывают 3 - 4 раза водой. Фильтрат и промывные воды собирают в мерную колбу вместимостью 100 мл, объем раствора доводят до метки, охлаждают раствор при комнатной температуре и перемешивают. Из этой колбы отбирают пипеткой 10 мл раствора в другую мерную колбу вместимостью 50 мл, приливают в нее одну каплю индикатора фенолфталеина и нейтрализуют 5 н. раствором едкой щелочи до появления устойчивого окрашивания.

Раствор в колбе обесцвечивают, добавляя в него 6 н. раствор серной кислоты, после чего приливают еще 6 мл кислоты. В раствор затем добавляют 5 мл 1%-ного раствора молибденовокислого аммония, разбавляют водой до 35 мл, тщательно перемешивают, приливают еще 5 мл 0,1%-ного раствора сульфата гидразина и вновь перемешивают.

Проводят колориметрирование полученного раствора в кюветах с толщиной слоя 10 мм на фотоколориметре с применением красного светофильтра, используя в качестве фона нулевой раствор, проведенный через все стадии анализа без навески угля. Нулевой раствор не должен иметь голубого оттенка.

Для построения калибровочного графика в девять мерных колб вместимостью по 100 мл наливают микробюреткой 1, 2, 3, 5, 7, 10, 12, 15, 20 мл стандартного раствора фосфора, что соответствует содержанию фосфора в 1 г угля 0,004; 0,008; 0,012; 0,020; 0,028; 0,040; 0,048; 0,060; 0,080%, доливают водой до меток и перемешивают.

Из этих колб отбирают пипеткой по 10 мл раствора в мерные колбы вместимостью по 50 мл, приливают в каждую колбу по 6 мл 6 н. раствора серной кислоты для создания необходимой кислотности раствора, по 5 мл молибденовокислого аммония, разбавляют водой до 35 мл, перемешивают, добавляют по 5 мл раствора сульфата гидразина, вновь перемешивают. Колбы помещают на 6 мин в баню с кипящей водой так, чтобы уровень воды в бане был выше уровня растворов в колбах.

Охлаждают содержимое колб до комнатной температуры, тщательно перемешивают и колориметрируют, определяя коэффициент светопоглощения и каждого раствора. В качестве фона применяют раствор, приготовленный из дистиллированной воды с прибавлением к ней всех реактивов, введенных в колбы, кроме однозамещенного фосфорнокислого калия.

Строят калибровочный график, выражающий зависимость a от содержания фосфата в растворе.

По величине светопоглощения при колориметрировании анализируемого раствора, используя калибровочный график, находят содержание фосфора в угле.

Определение содержания фосфора производят параллельно в двух навесках.

Допускаемые расхождения результатов параллельных определений содержания фосфора:

глава 8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОРГАНИЧЕСКОЙ МАССЫ УГЛЕЙ