Розділ 31. Аналіз добрив

§ 167. Визначення фосфору в суперфосфаті

У суперфосфаті визначають загальний вміст фосфору, водорозчинного фосфору і фосфору, який легко засвоюється рослинами. Розглянемо методику визначення загального вмісту фосфору.

Визначити фосфор можна гравіметричним і титриметричним методами.

Гравіметричні методи визначення фосфатів. Найчастіше застосовують так званий цитратний метод гравіметричного визначення фосфору. Суть його полягає в тому, що фосфор осаджують у вигляді магній-амоній-фосфату. Прожарюючи осад, дістають пірофосфат магнію, за масою якого знаходять вміст фосфору. Іони заліза, алюмінію та інших металів утримують у розчині за допомогою цитратної кислоти, через що й метод названо цитратним.

Часто застосовують також гравіметричний молібдатний метод визначення фосфату. Суть його полягає в тому, що фосфор осаджують у вигляді фосфор-но-молібденовокислого амонію (NH₄)₃ [P (Мо₃О₁₀)₄], осад відфільтровують крізь скляний фільтр, висушують і зважують.

Титриметричні методи визначення фосфору. Цитратний гравіметричний метод визначення фосфору — найточніший, але забирає дуже багато часу. Тому значно частіше застосовують титриметричні методи. З титриметричних методів найточнішим є молібдатно-алкаліметричний метод, який полягає в тому, що іони фосфату осаджують у вигляді фосфорно-молібденовокислого амонію, відмивають цей осад від кислот, розчиняють у титрованому розчині лугу, надлишок якого відтитровують азотною або сірчаною кислотою.

Менш точним є алкаліметричний метод, але він забирає значно менше часу, тому його часто застосовують для визначення вмісту фосфору у фос­форних добривах. Розглянемо ці два титриметричні методи визначення фос­фору.

Молібдатно-алкаліметричний метод визначення загального вмісту фосфо­ру в суперфосфаті. Суть методу полягає в тому, що пробу суперфосфату переводять у розчин і іони фосфорної кислоти осаджують молібденовою рі­диною. Реакцію осадження найкраще вести в азотнокислому середовищі, але можна і в сірчанокислому середовищі. Визначенню фосфору цим методом значною мірою заважають хлорид-, цитрат- та інші іони, які утворюють з молібденом комплексні сполуки.

Реакція осадження фосфату відбувається за таким рівнянням:

Na₂HP0₄ + 12 (NH₄)₂ Mo0₄ + 23HN0₃ tt (NH₄)₃ [P (Mo₃O₁₀)₄] | + + 2NaN0₃ + 21NH₄N0₃ + 12H₂0.

Жовтий осад фосфорно-молібденовокислого амонію відфільтровують, повністю відмивають від кислоти розчином нітрату амонію, потім нітратом калію і розчиняють у титрованому розчині лугу:

(NH₄)₃ [Р (Мо₃О₁₀)₄] + 23NaOH *± (NH₄)₂ НР0₄ + 1 lNa₂Mo0₄ +

+ NH₄NaMo0₄+ 11H₂0.

17 1-1946

513

Надлишок лугу відтитровують кислотою в присутності фенолфталеїну:

2N.iOH + H₂S0₄ *± Na₂S0₄ + 2Н₂0.

Приготування молібденової рідини. Молібденову рідину приготовляють за 8—10 днів до використання, тому що в ній відразу виділяється осад фос­форно-молібденової кислоти (від домішок фосфату в реактивах), молібдено­вої кислоти та ін.

Відважують 75 г молібдату амонію і розчиняють у 500 мл дистильованої води. При розчиненні майже завжди залишається каламуть, тому що пре­парат молібдату амонію звичайно містить надлишок вільного молібденового ангідриду. У таких випадках до каламутного розчину добавляють розчин гідроксиду амонію до розчинення каламуті. Утворений розчин, помішуючи, повільно доливають до 500 мл розведеної (1 : 1) азотної кислоти. Треба до­держувати саме такого порядку зливання розчинів, тому що при добавлянні до молібдату амонію азотної кислоти може виділитись велика кількість молідбенового ангідриду.

Після 8—10 днів стояння осад, який при цьому виділяється, відфільтро­вують і рідину використовують для осадження фосфату.

Хід визначення. Пробу суперфосфату розтирають у ступці і беруть на­важку 2 г. Наважку переносять у фарфорову чашку, добавляють 10 мл сір­чаної кислоти (1 : 4) і нагрівають, перемішуючи на пісочній бані або на аз­бестовая ій сітці до виділення білої пари сірчаної кислоти. Нагрівання про­довжують до утворення густої маси, стежачи за тим, щоб вона не пересохла. Чашку охолоджують і переносять осад з чашки у мірну колбу (зми­вають водою) на 200 мл, розводять до риски водою, перемішують і фільт­рують розчин крізь сухий фільтр. Відбирають піпеткою 5 мл розчину і пере­носять у конічну колбу на 250 мл. У колбу добавляють 20 мл води і нейтра­лізують концентрованим розчином гідроксиду амонію до початку утворення осаду гідроксиду заліза. Осад розчиняють в азотній кислоті (густина 1,2 X X 10³ кг/м³) і добавляють 5 мл надлишку цієї кислоти. Розчин перемішують, добавляють ЗО мл молібденової рідини, збовтують протягом 20 хв і залишають стояти на 7—12 год. Після виділення осаду (NH₄)₃ [P (Мо₃О₁₀)₄] його відфільтровують, промивають 4—5 раз 1%-ним розчином азотної кислоти, кілька разів 1%-ним розчином нітрату амонію, а потім 1%-ним розчином нітрату калію.

Пробу на повноту промивання роблять так. Змивають носик лійки 1 %-ним розчином нітрату калію і підставляють під лійку чисту конічну кол­бу. Осад продовжують промивати 1 %-ним розчином нітрату калію. Збирають близько 25 мл промивної рідини і титрують її 0,1 н. розчином лугу в присут­ності фенолфталеїну. Промивання можна вважати закінченим, якщо на тит­рування цього розчину витрачається не більше як 0,1 мл 0,1 н. розчину лугу. Фільтр з осадом переносять у колбу, в якій вели осадження, добавляють 50—70 мл дистильованої води (без вуглекислоти) і збовтуванням колби роздрібнюють фільтр. Потім добавляють 0,1 н. розчин лугу до розчинення осаду. Надлишок лугу відтитровують 0,1 н. розчином сірчаної кислоти в присутності фенолфталеїну.

514

Процентний вміст Р₂0₅ обчислюють за формулою

М_{р 0}

(^NaOH^NaOH ~ ^.во/ЧвО.) 2°°1бЛ0О ^Ш

% р₂о₅ = ут^

де VNaOH — об'єм добавленого лугу з нормальністю М^аон; Vh₂so₄ — об'єм сірчаної кислоти, витраченої на титрування надлишку лугу; /Vh₂so₄ — нор­мальність сірчаної кислоти; 5/200 — частина наважки, взятої для титру­вання; М_Рр_ь — молекулярна маса Р₂0₅; ₄6-'l00 ~ ^¹⁰⁰° ^{еКВ Р}г°5' §~

наважка, г.

Алкаліметричний метод визначення загального вмісту фосфору в супер­фосфаті. Суть методу полягає в тому, що пробу суперфосфату переводять у розчин за допомогою сірчаної кислоти, нейтралізують лугом до утворення дигідрофосфату натрію NaH₂P0₄, який потім титрують лугом до утворення

гідрофосфату:

NaH₂P0₄ + NaOH ?± Na,HP0₄ + H₂0.

Для зв'язування іонів заліза, алюмінію і кальцію, які заважають тит­руванню, добавляють оксалат калію. При цьому утворюються щавлевокислі комплекси заліза К₃ [Fe (С₂0₄)₃] і алюмінію К₃ [А1 (С₂0₄)₃], а кальцій оса­джується у вигляді білого осаду СаС₂0₄.

Хід визначення. Наважку суперфосфату переводять у розчин так само, як описано в попередньому випадку. Для титрування відбирають 50 мл фільтрату і переносять у конічну колбу на 250 мл. До розчину добавляють кілька краплин метилоранжу і нейтралізують спочатку 2 н., а потім 0,1 н. розчином лугу до переходу червоного кольору індикатора в оранжевий. Потім добавляють 8—10 краплин фенолфталеїну, 5 мл насиченого розчину оксалату калію, 5 г хлориду натрію і швидко відтитровують 0,1 н розчином лугу.

Процентний вміст Р₂0₅ обчислюють за формулою

^.он%.он-200-2^50 100

% ^F2^U5

50 • g

Де l⁷NaOH — об'єм лугу, затраченого на титрування в присутності фенолфта­леїну, мл (об'єм лугу, затрачений на титрування в присутності метилоранжу, не враховують); Л^наон — нормальність лугу; 50/200 — коефіцієнт, що пока­зує, яку частину наважки взято для титрування; Мр₂о_Б — молекулярна

Мр Q J

маса Р₂0₅; утЩб" ~~ Тооо ^{екв Р}'А; g ~ наважка, г.