Работа 19.5.2. Определение кальция и магния в водной вытяжке из почвы

Большое значение имеет комплексонометрическое титрование при определении содержания ионов Са²⁺ и Mg²⁺ в водной вытяжке из почвы, позволяющее судить о содержании в ней водорастворимых соединений кальция и магния. Сначала, титруя водную вытяжку раствором комплексона III в присутствии хромогена черного, определяют суммарное содержание в ней ионов кальция и магния. Затем находят отдельно содержание кальция, титруя вытяжку комплексоном III в присутствии индикатора мурексида. По разности между результатами этих определений вычисляют содержание магния.

Приготовление водной вытяжки из почвы. Из почвы, измельченной и просеянной через сито с отверстиями 1 мм, берут навеску в 50 г (на технохимических весах), переносят ее в коническую колбу вместимостью 750 мл и прибавляют 500 мл прокипяченной (для удаления С0₂) дистиллированной воды. Колбу закрывают пробкой и встряхивают в течение 3 мин. Водную вытяжку фильтруют через большой (диаметром 15 см) складчатый фильтр, вставленный в воронку; если фильтрат окажется мутным, то вторично пропускают его через тот же фильтр и хорошо перемешивают фильтрат. Из полученной исходной вытяжки (фильтрат) берут необходимые объемы для титрования.

Ход определения. 1. Определение суммарного содержания ионов кальция и магния. 50 мл исходной вытяжки переносят пипеткой в колбу для титрования, прибавляют 5 мл аммонийной буферной смеси, вносят на кончике шпателя 20—30 мг индикатора хромогена черного специального и титруют 0,05 н. раствором комплексона III до перехода красно-фиолетовой окраски жидкости в синюю (как и при определении общей жесткости воды). Повторяют титрование 2—3 раза и из сходящихся отсчетов находят среднее.

Суммарное число миллимолей эквивалентов кальция и магния в 1 л водной вытяжки равно.

где с_эк — молярная концентрация эквивалентов раствора комплексона III, ммоль/л; V_T — объем раствора комплексона, затраченный на титрование, мл; V_BB — объем водной вытяжки, взятый для титрования, мл.

2. Определение содержания кальция. 50 мл исходной вытяжки переносят пипеткой в колбу для титрования, приливают 2,5 мл 2 н. раствора NaOH (или КОН), вносят на конце шпателя 30—40 мг смеси индикатора мурексида с хлоридом натрия. Затем медленно титруют жидкость 0,05 н. раствором комплексона III до перехода красной окраски в синефиолетовую, не исчезающую в течение 3 мин. Повторяют титрование 2—3 раза и из сходящихся отсчетов находят среднее.

Число ммоль эквивалентов кальция в 1 л почвенной водной вытяжки вычисляют по приведенной выше формуле.

3. Расчет содержания магния по разности:

При необходимости содержание кальция и магния выражают в миллиграммах на 100 г почвы.

4. Расчет содержания кальция в миллиграммах на 100 г почвы:

где М_эк(Са²⁺) = 20,04 — масса 1 ммоль эквивалентов кальция, мг; т_п — навеска почвы, взятая для приготовления водной вытяжки, г. Например: п_эк(Са²⁺) = 4,5 ммоль/л; т_п = 50 г.

5. Расчет содержания магния в миллиграммах на 100 г почвы:

где М_эк(Mg²⁺) = 12,15 — масса 1 ммоль эквивалентов магния, мг. Например: n_3K(Mg²⁺) = 1,75 ммоль/л; т_П = 50 г.

Работа 19.5.3. Определение примесей магния в калийных удобрениях Комплексонометрическим титрованием определяют содержание примесей магния в калийных удобрениях, например в сульфате калия или в калийной соли.

Технический сульфат калия — это продукт переработки каинитосильвинитовой руды. По техническим условиям он должен содержать не более 1% оксида магния.

Калийная соль представляет собой смесь хлорида калия, природного сильвинита (КС1) и каинита (KCl-MgS0₄-6H₂0). В ней в пересчете на MgO содержится от 1,0 до 1,5% массовых долей магния.

Калийные удобрения практически не содержат кальция, поэтому определение магния в них возможно прямым титрованием водных растворов комплектном III в присутствии хромогена черного специального. Вместо калийных удобрений для анализа могут быть использованы для исследования образцы искусственных смесей хлоридов (или сульфатов) калия и магния с различной массовой долей последнего.

Ход определения. Из образца калийного удобрения берут на технохимических весах навеску в 2,50 г, переносят в стакан вместимостью 250 мл, прибавляют 50—75 мл воды, хорошо перемешивают, осторожно нагревают на электроплитке и кипятят до полного растворения. Раствор охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 250 мл, доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. Если раствор окажется мутным, то фильтруют 100 мл раствора и используют фильтрат для определения магния. В колбу для титрования переносят 25 мл фильтрата, добавляют 50 мл дистиллированной воды, 10 мл аммиачного буфера и индикатор хромоген черный до краснофиолетовой окраски. Затем титруют жидкость в колбе 0,05 н. раствором комплексона III (ЭДТА) до перехода красно-фиолетовой окраски в синюю. Титрование повторяют 2—3 раза; из сходящихся результатов титрования находят среднее.

Концентрацию ионов магния в 1 л исследуемого раствора вычисляют по формуле.

где с_эк(Т) — молярная концентрация эквивалентов комплексона III, моль/л; V (T) — объем комплексона III, израсходованный на титрование, мл; V_p — объем титруемого раствора, мл (в данном случае V_p = 25 мл).

Содержание магния в удобрениях принято пересчитывать на оксид магния:

где М_эк(MgO) — молярная масса эквивалентов оксида магния: М_эк(MgO) = M (MgO): 2 = 40,32: 2 = 20,16 (г/моль); У_в — общий объем вытяжки, л (в данном случае V_B = 0,25 л).

Содержание оксида магния в удобрениях выражают в массовых долях (%):

где т_уд — масса удобрения, взятого для анализа.