1.6.2. Алкалиметрическое определение карбонатов по ф.И. Козловскому

Метод основан на разрушении СаСО₃ кислотой и поглощении выделившегося СО₂ титрованным раствором щелочи:

CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O.

Ионы СО₃^2- осаждаются в виде карбоната бария:

Na₂CO₃ + BaCl₂ = BaCO₃↓ + 2NaCl.

Избыток NaOH титруют кислотой и по разности находят содержание карбонатов.

Ход анализа. Из образца почвы просеянного через сито с диаметром отверстий 0,25 мм берут навеску массой 0,5-2 г и осторожно переносят в сухую коническую колбу объемом 250 мл, помещая почву около стенки колбы. Затем в колбу опускают пустой высокий фарфоровый тигель, куда с помощью пипетки наливают 5 мл 2 н. раствора HCl. После этого в колбу помещают пробирку диаметром около 25 мм и высотой около 90 мм с 5 мл титрованного 0,4 н. раствора NaOH. Пробирку прислоняют к стенке колбы, а колбу сразу закрывают резиновой пробкой предварительной смоченной дистиллированной водой. Затем колбу осторожно наклоняют, опрокидывая тигель с кислотой. При высоком содержании карбонатов навески почвы предварительно рекомендуется смочить 1-2 мл дистиллированной воды, чтобы замедлить течение реакции и предотвратить разгерметизацию системы при бурном выделении СО₂. Через 30 мин круговыми движениями перемешивают смесь почвы с кислотой и равномерно распределяют ее по дну колбы. Все операции нужно проводить осторожно, чтобы не выплеснуть из пробирки раствор NaOH. Колбу оставляют в покое на 4-5 часов или на ночь для поглощения раствором щелочи СО₂, выделившегося при разложении карбонатов кислотой. После этого колбу открывают, вынимают пробирку, ополаскивают ее с внешней стороны из промывалки и протирают фильтровальной бумагой.

В пробирку добавляют 2 капли раствора фенолфталеина, 1 мл насыщенного раствора BaCl₂ и титруют избыток NaOH 0,2 н. раствором HCl до исчезновения розовой окраски.

Одновременно проводят холостой опыт, т.е. выполняют все операции, но без почвы.

Содержание СО₂ карбонатов находят по следующей формуле

где V₁ – объем кислоты пошедший на титрование раствора NaOH в холостом опыте, мл; V₂ – объем кислоты пошедший на титрование раствора NaOH при анализе почвы, мл; н. – нормальность раствора HCl; 0,022 – величина мг-экв СО₂; 100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы; Кн₂о - коэффициент пересчета на абсолютно сухую почву; m – навеска почвы, г.

Пример расчета. Для определения содержания карбонатов взята навеска почвы 0,75 г. На титрование раствора NaOH в холостом опыте пошло 10,0 мл 0,2 н. раствора HCl, на титрование раствора NaOH в опыте с почвой пошло 2,3 мл 0,2 н. раствора HCl, коэффициент Кн₂о равен 1,02. Содержание СО₂ карбонатов составило:

Реактивы.

1. 2 н. раствор HCl. 164 мл конц. HCl (пл. 1,19) приливают в мерную колбу объемом 1 л куда предварительно добавлено около 500 мл дистиллированной воды, перемешивают и доводят дистиллированной водой до метки.

2. 1%-ный раствор фенолфталеина. 1 г индикатора растворяют в 60 мл 95%-ного этилового спирта и доводят объем дистиллированной водой до 100 мл.

3. 0,2 н. раствор HCl. Готовят из фиксанала.

4. Насыщенный раствор BaCl₂. 32 г BaCl₂∙2H₂O растворяют в химическом стакане в 100 мл дистиллированной воды на кипящей водяной бане при перемешивании. После растворения соли раствор охлаждают, при этом на дне стакана образуются кристаллы, что свидетельствует о насыщенности раствора.

5. 0,4 н. раствор NaOH. 313 г NaOH растворяют в 400 мл дистиллированной воды и оставляют на несколько дней в плотно закрытом полиэтиленовом сосуде; прозрачный раствор после отстаивания не содержит карбонатов. 26,8 мл прозрачного раствора NaOH разбавляют дистиллированной водой без СО₂ до 1 л. Нормальность раствора NaOH устанавливают титрованием его определенного объема 0,2 н. раствором HCl используя в качестве индикатора фенолфталеин, исходя из равенства:

V_NaOH ∙ n_NaOH = V_HCl ∙ n_HCl,

где V и n – объемы и нормальность соответствующих растворов.