1.5.7. Пероксидный метод определения титана

Валовое содержание TiO₂ в почвах чаще всего составляет 0,5-1,5%. Наиболее распространенной формой титана является диоксид титана TiO₂ преимущественно существующий в виде так называемых акцессорных минералов или «минералов-свидетелей» (рутил, анатаз и др.). Содержание титана в почвах определяют различными инструментальными методами в том числе и калориметрическими методами, из которых наиболее часто применяется пероксидный метод.

Метод основан на образовании в кислой среде титаном с пероксидом водорода комплексного соединения [TiO ∙ H₂O₂]²⁺ окрашенного в желто-оранжевый цвет. Интенсивность окраски пропорциональна содержанию титана в анализируемой пробе.

Ход анализа. Берут пипеткой 25 мл фильтрата от кремниевой кислоты и переносят в мерную колбу объемом 100 мл. Добавляют 25 %-ный раствор NH₄OH до появления мути. Образовавшийся осадок растворяют 5 %-ным раствором H₂SO₄, добавляя ее по каплям и перемешивая раствор. После растворения осадка прибавляют 1 мл H₃PO₄ пл. 1,7 и 1 мл 30 %-ного раствора Н₂О₂, доливают 5 %-ным раствором серной кислоты до метки, тщательно перемешивают и через 10 мин измеряют оптическую плотность окрашенного раствора при длине волны 410 нм. Содержание титана в испытуемой пробе находят по калибровочному графику.

Для построения калибровочного графика в мерную колбу объемом 100 мл отбирают от 1 до 10 мл запасного стандартного раствора титана с содержанием в 1 мл 0,1 мг TiO₂. Прибавляют 80 мл 5 %-ного раствора серной кислоты, 1 мл H₃PO₄ пл. 1,7 и 1 мл 30 %-ного раствора Н₂О₂, доливают 5%-ным раствором серной кислоты до метки и перемешивают. Через 10 мин измеряют оптическую плотность при длине волны 410 нм. По полученным данным строят калибровочный график зависимости оптической плотности от концентрации TiO₂ и находят содержание TiO₂ в анализируемой пробе по формуле:

где а – содержание титана, найденное по калибровочному графику, мг/100 мл; V₀ – общий объем фильтрата от кремниевой кислоты; V₁ – объем фильтрата, взятый для определения титана; m₀ – навеска прокаленной почвы; 100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы; 1000 – коэффициент перевода мг в г.

Пример расчета. Для определения титана взято 25 мл фильтрата от кремниевой кислоты из колбы объемом 250 мл и перенесено в колбу объемом 100 мл, где проведено окрашивание раствора. Количество титана, найденное по калибровочному графику, равно 0,60 мг/100 мл, навеска прокаленной почвы равна 1,0224 г. Содержание титана в почве составило:

Реактивы.

1. 25%-ный раствор NH₄OH.

2. 5%-ный раствор H₂SO₄. К 500 мл дистиллированной воды мерным цилиндром приливают 29,3 мл конц. H₂SO₄ (пл. 1,84), перемешивают, доводят дистиллированной водой до объема 1 л и снова перемешивают.

3. Концентрированная Н₃РО₄ (пл. 1,7).

4. 30%-ный раствор Н₂О₂.

5. Стандартный раствор титана 0,1 мг/мл. 0,1668 г TiO₂ помещают в колбу Кьедьдаля, прибавляют 3 г сульфата аммония, 30-40 мл концентрированной H₂SO₄ и подогревают на слабонагретой плитке около 50 мин до полного растворения диоксида титана. Полученный раствор охлаждают и количественно переносят в мерную колбу объемом 1 л, в которую предварительно добавляют 100-150 мл дистиллированной воды. Содержимое колбы перемешивают, объем жидкости доводят до метки 5%-ным раствором H₂SO₄, колбу закрывают пробкой, и тщательно перемешивают.