Методы определение магния

Потенциометрическое титрование

Из потенциометрических методов наибольшее значение имеет титрование магния раствором NaOH с индикаторным висмутовым или сурьмяным электродом и каломельным электродом сравнения. Титр NaOH (обычно применяют 6 N раствор) устанавливают ежедневно титрованием им известных количеств магния. Оптимальные количества магния в титруемых растворах 0,2−0,3 г. Скорость титрования должна быть равномерной, при титровании раствор нужно интенсивно перемешивать. Эквивалентную точку находят по кривой титрования. Метод очень быстрый и довольно точный. Одно определение из готовых растворов можно выполнить за 2 мин. Относительная ошибка метода 0,2%. Описанный метод применяют при анализе карналлита, кизерита.

Магний можно титровать раствором фосфата калия с электродом второго рода цинк — фосфат цинка. Цинкфосфатный электрод является индикаторным электродом на фосфат-ионы. Его готовят электролитическим фосфатированием металлического цинка током 20—30 мА в течение 4—5 час. в разбавленном растворе Na₃P0₄ и выдерживанием в том же растворе в течение суток. При титровании магния с этим электродом получается резкий скачок потенциала в эквивалентной точке (рис. 4). Хорошие результаты получаются для больших количеств магния; при содержании 7—43 мг Mg относительная ошибка колеблется в пределах 0,3−2,1%.

Магний можно титровать потенциометрически раствором комплексона III с использованием различных индикаторных электродов: угольного, ртутного, из амальгамы серебра. На рис. 5 приведена схема установки для потенциометрического титрования магния с применением угольного индикаторного электрода (из спектральночистого угля). Электродом сравнения служит платина. Индикаторный электрод нельзя опускать непосредственно в анализируемый раствор, так как при этом электрод загрязняется и чувствительность его быстро падает. Угольный электрод надо соединять с титруемым раствором через электролитический ключ с насыщенным раствором КСl. Чувствительность метода высокая, от одной капли 0,05 М раствора комплексона III наблюдается резкий скачок потенциала. Чувствительность электрода со временем падает. Для сохранения чувствительности электрода после окончания работы его надо промыть водой и поместить в стакан с насыщенным раствором КСl. Туда же помещают медный стержень, оба электрода соединяют с сухим элементом на 1 —1.5 В (угольный электрод — с минусом батареи) и оставляют на 2—3 часа.

К нейтральному анализируемому раствору в стакане емкостью 250 мл добавляют 15 мл НСl (1: 2), нейтрализуют 2 N раствором NaOH по метиловому оранжевому, прибавляют 10 мл 5%-ного раствора NH₄OH и 20 мл 2 N раствора NaOH. Титруют кальций (магний — в осадке в виде Mg (OH)₂ не титруется) 0,05 М раствором комплексона III до резкого отклонения стрелки гальванометра, затем прибавляют еще 4—5 раз по 0,1 мл титранта (для вычерчивания кривой титрования). Для определения магния к оттитрованному раствору прибавляют НС1 (1: 2) до изменения окраски раствора в розовую, избыток кислоты нейтрализуют аммиаком, добавляют еще 3—5 мл NH₄OH (уд. вес 0,9) и титруют раствором комплексона III, вводя его по 0,5 мл. После резкого отклонения стрелки гальванометра добавляют еще 3—4 раза по 0,5 мл раствора комплексона III. При определении 2—31 мг MgO относительная ошибка метода составляет 3%. Определению магния описанным метотом не мешают ионы SO₄^-, ClO₄^- и СгО₄^2-; мешают Fe (III) и Аl.

Индикаторный ртутный электрод реагирует на активность ионов металла в системе, содержащей комплексон III и ионы Hg²⁺, т. е. работает как электрод 3-го рода. Электродом сравнения является каломельный, который соединяют с титруемым раствором через электролитический мостик из насыщенного раствора KN0₃. Значение рН раствора при титровании должно быть 8,5—9,0 (устанавливают с помощью аммиачного буферного раствора). Добавляют 1 каплю раствора комплексоната ртути, который получают смешиванием эквивалентных количеств 0,1 М растворов Hg (N0₃)₂ и комплексона III, и титруют магний комплексоном III.

Определению магния описанным методом мешают щелочноземельные и тяжелые металлы. Умеренные количества анионов Cl^-, S0₄^2-, NO₃^-, НС0₃^-, CO₃^2-, F^-, РО₄^3- не мешают.

Потенциометрическое определение магния с использованием индикаторного электрода из амальгамы серебра (электрод сравнения — каломельный) выполняют прямым и обратным титрованием. При прямом титровании в анализируемый раствор вводят 0,2 мл 0,004 М раствора Hg (N0₃)₂, 4 мл 1 N раствора NaOH (на 100 мл анализируемого раствора) и титруют кальций 0,02 М раствором комплексона III. Затем вводят НСl до кислой реакции, прибавляют аммиачный буферный раствор и титруют магний. Можно применить обратное титрование избытка комплексона III 0,004 М раствором Hg (N0₃)₂; Fe оказывает ничтожное влияние на определение магния, Сu, Zn, Al, Mn и Ni титруются вместе с магнием. До 10 мг/л ионы Р0₄^3- не мешают. Раствор комплексона III стандартизируют титрованием раствора кальция комплексоном III в тех же условиях.

Потенциометрическое титрование магния можно проводить диэтилентринитрилопентауксусной кислотой (ДТПА) с индикаторным серебряным электродом в присутствии следов ионов Ag⁺ в титруемом растворе. Преимущество описанного метода по сравнению с титрованием с помощью комплексона III с индикаторными электродами из Hg или Ag заключается в получении симметричной формы кривой титрования, что облегчает нахождение эквивалентной точки. Это объясняется большей прочностью комплекса серебра с ДТПА по сравнению с комплексом с ЭДТА.

В анализируемом растворе, содержащем 0,05—0,1 ммоля Mg, доводят рН до 9 при помощи боратного буферного раствора (61,8 г Н₃В0₃ и 20 г NaOH растворяют в 2 л воды; рН этого раствора должно составлять 9,0—9,5). Раствор разбавляют до~100мл, добавляют 1 каплю (~ 0,05 мл) 0,0015 М раствора AgN0₃ и титруют 0,01 М раствором ДТПА. При определении 0,012—0,61 ммоля Mg относительная ошибка составляет 0,2—0,8%.

Рис. 5. Схема установки для потенциометрического титрования магния комплексоном III с использованием угольного электрода 1—стакан для титрования с платиновым электродом и мешалкой; 2 — стакан с насыщенным раствором КС.1 и электродом из спектральночистого угля; 3— магазин сопротивлений (10 000 Ом); 4 — сухой элемент (1,5 В); 5 — милливольтметр (17 мВ)