Определение нитратов¹)

Метод основан на приобретении раствором нитрата желтой окраски при действии дисульфофеноловой кислоты.

Реактивы.

1. Дисульфофеноловая кислота: 3 гр. чистого кристаллического фенола смешивают с 37 гр. (20,1 к. стм.) серной кислоты (уд. в. 1,84) и нагревают 6 ч. при100° С, помещая неплотно закрытую склянку в кипящую воду; приготовленный таким образом реактив может выкристаллизоваться, особенно в холодное время; для перевода его в раствор прибегают к нагреванию; прибавления же воды надо избегать.

2. Аммиак: аммиак уд. в. 0,9 разбавляется на половину водою.

3. Образцовый раствор нитрата: 0,1631 гр. химически-чистого сухого NO₃K растворяют в воде и разводят до 1 литра, берут 100 в. стм. этого крепкого раствора и доводят водою до 1 литра; последний раствор составляет образцовый и содержит 0,01 мгр. NO₃ (или 0,00871 мгр. N₂O₅) в 1 к. стм.

4. Образцовый колориметрический раствор: 10 к. сти. образцового раствора (3) выпаривают досуха в фарфоровой чашке на водяной бане и, обработав, как описано ниже, разводят до 100 к. стм.; крепость этого раствора - 1 ч. NO₃ (или 0,871 ч. на N₂O₅) на миллион.

Ход анализа. 50 к. стм. вытяжки или другой объем, смотря по количеству присутствующих нитратов, выпаривают досуха на водяной бане в фарфоровой чашке, снимают чашку тотчас же, как содержимое вполне высохнет, прибавляют 1 к. стм. дисульфофеноловой кислоты и тщательно размешивают закругленным концом стеклянной палочки. Через 10 мин. прибавляют около 15 к. стм. воды и аммиака (2) до щелочной реакции, после чего раствор доводят до 50 или 100 к. стм. и сравнивают с образцовым колориметрическим раствором (4). Если интенсивность окраски испытуемого раствора слишком велика для непосредственного сравнения, то берут определенную часть его и разводят до известного объема. Если присутствуют хлористые соли в значительном количестве, то хлор удаляют прибавлением сернокислого серебра, не содержащего азотной кислоты.

Примечание. В последнее время вышеописанный метод колориметрического определения нитратов был детально изучен в применении его к естественным водам Н. Славским (Гидрохимические Материалы. Т. I, 1915 г., стр.182-223) и к водным вытяжкам А. Жебедянцевым (Тр. Шатиловской с.-х. Оп. Станции. 1915 г., № 1, Серия 1, Хим. Лаборатория, вып. 1). Н. Славский на основании своих исследований приходит к выводу, что источниками ошибок метода являются:

1) гидролитические процессы, происходящие при выпаривании исследуемых вод и при высушивании их сухих остатков на водяной бане и идущие за счет присутствия в водах солей сильных кислот следующих оснований - аммония, магния, железа и алюминия; эту ошибку можно предупредить прибавлением а выпариваемой жидкости необходимого количества двууглекислого кальция; для определения этого количества надо знать количества в анализируемой воде связанной СО₂, СаО и MgO; если количество СО₂ меньше количества CaO+MgO, то вода содержит, кроме карбонатов кальция и магния, соли сильных кислот этих катионов: если при этом вычисление покажет, что количество карбоната кальция недостаточно для нейтрализации всей сильной кислоты, могущей выделиться при гидролизе суммы солей кальция и магния и сильных кислот, то во избежание потерь азотной кислоты при выпаривании необходимо к воде прибавить избыток двууглекислого кальция.

2) Побочные реакции, происходящие при обработке сухого остатка сульфофеноловым реактивом, вследствие присутствия в водах: хлоридов (необходимо осаждение хлор-иона сернокислым серебром), нитритов (содержание их до 7-8 мгр. в литре не влияет на результат), органических веществ; в водах, сильно загрязненных продуктами гнилостного распада органических веществ, метод дает пониженные результаты (до 30%) в зависимости от количества этих веществ.

3) Консистенция и величина сухого остатка; цементообразная консистенция сухого остатка (соли и гидрат окиси магния, основные соли и гидраты окисей железа и алюминия) мешает тесному смешению остатка с сульфофеноловым реактивом: содержание в литре исследуемой воды сухого остатка, превышающее 1,2-1,5 гр., может отразиться понижением полученного результата.

Исследование А. Лебедянцева показывает, что кислые водные вытяжки (кислотность не от СО₂!) должны быть для определения азотной кислоты нейтрализованы едким натром, количество которого определяется предварительно в особой порции водной вытяжки после удаления из нее свободной СО₂ кипячением; едкий натр должен быть свободен от Na2CO3. Если в вытяжке присутствуют вредные количества аммонийных соединений, то для устранения понижающего их влияния на результаты определения азотной кислоты к вытяжке прибавляют раствора сернокислого калия; необходимое количество последнего устанавливается опытом. Обработка сухого остатка выпаренных для анализа порций водной вытяжки должна происходить при совершенно тождественных условиях: чашки с остатками должны поступать в обработку совершенно остывшими; реактив должен прибавляться в строго одинаковых количествах; объем воды, прибавляемый для разведения реактива перед нейтрализацией, должен быть всегда одинаковым; необходимо тщательное перемешивание реактива с сухим остатком.

Оба названные исследователя рекомендуют при приготовлении сульфофенолового реактива кипятить серную кислоту с фенолом в колбе, в пробку которой вставлена длинная стеклянная трубка.

Укажем, что в работе А. Лебедянцева приводится исчерпывающая литература по методике количественного определения азотной кислоты.