| К. К. ГЕДРОЙЦ | ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧВ |
Приготовление титрованных растворов кислот и щелочей. Наиболее простой способ приготовления титрованных растворов кислот и щелочей таков: исходят от кислоты, а именно, приготовляют 1,0 норм, раствор серной (49,05 гр. H2SO4 в литре) или соляной кислоты (36,5 гp. HCl в литре). Так как в почвенных лабораториях идут сравнительно большие объемы титрованных растворов, то практичнее всего приготовить сразу довольно много титрованной серной кислоты, напр., литров 10. Для этого из имеющейся в лаборатории более крепкой серной кислоты приготовляют по удельному весу 10 литров кислоты немного более концентрированной, нежели 1,0 норм. (напр., разводят до удельного веса 1,035), а затем устанавливают ее титр точно по соде.
Установка титра по соде делается таким образом: помещают в объемистый платиновый тигель или в платиновую чашечку (то и другое предварительно прокаленное и взвешенное) около 8 гр. химически чистого сухого двууглекислого натра и нагревают на горелке так, чтобы только дно нагревалось до тёмнокрасного каления (около 300°); спекания и плавления соды необходимо избегать; затем необходимо, чтобы пламя горелки не содержало сернистого газа, поэтому операцию лучше всего производить на спиртовой горелке; нагревание продолжается около 1/2 часа при помешивании соды платиновым шпателем или толстой платиновой проволокой. По прошествии указанного времени тигель снимают с горелки, охлаждают (без шпателя) в эксикаторе и взвешивают; операцию сушки повторяют до получения постоянного веса. Соду переносят в проверенную мерную колбу, емкостью в 200 к. стм., растворяют дестиллированной водою и жидкость доводят водою до черты.
Для установки титра кислоты из полученного раствора соды берут 50 к. стм. (бюреткой!) и титруют в присутствии метил-оранжа устанавливаемой кислотой; то-же проделывают еще несколько раз, беря каждый раз раствора соды 25-50 к. стм. Из полученных данных выводят среднее, а по этому среднему вычисляют титр кислоты. Если обозначить через А вес прокаленной соды, растворенной в мерной колбе емкосш в 200 к. стм., а через В число куб. стм. кислоты, идущей на титрование 50 к. стм. этого раствора соды, то титр кислоты в нормальных вычислится по формуле:
50 * А/200 * 2.20/106,1 * 50/B
где 106,1 молекулярный вес нормальной безводной соды, а весь множитель 2.20/106,1 представляет величину обратную количеству соды (в гр.), содержащемуся в 50 к. стм. нормального раствора соды.
Приготовленная таким образом концентрированная титрованная кислота служит, с одной стороны, для приготовления ее титрованных растворов, нужных для анализа более слабых, концентраций (0,1 норм., 0,02 норм.); с другой стороны, для установки титрованием титра растворов щелочи (едкого натра, едкого кали, едкого барита, соды), приближающихся по крепости своей к нормальным; вообще надо иметь в виду, что наиболее точные результаты титрование дает тогда, когда титры титрующей и титруемой жидкости близки между собою; поэтому устанавливать титр щелочей концентрации 0,1, 0,02 и т. п. нормальности следует не 1,0 норм, кислотой, а соответственно разбавленной. Приготовление из установленной 1,0 норм, кислоты титрованных растворов более слабой концентрации можно производить соответствующим разведением, применяя для этого выверенную мерную посуду (мерные колбы и бюретки, но не пипетки). Растворы щелочей, более слабых, нежели 1,0 норм. концентрации, также можно готовить лишь точным разведением более крепкого установленного по кислоте раствора щелочи, но это лишь в том случае, когда присутствие углекислоты в приготовленном растворе щелочи не вредит тем титрованиям, для которых растворы эти предназначаются. Если же присутствия углесолей необходимо избегнуть, то, во-первых, в основной раствор едкого натра или едкого калия (1,0 норм.) при самом его приготовлении прибавляют хлористого бария для осаждения в нем углекислоты (такому раствору необходимо до установки его титра дать совершенно отстояться и предохранить от прохождения в него углекислоты воздуха); а во-вторых, приготовляемые из него более слабые растворы должны непременно устанавливаться титрованной кислотой, соответствующей концентрации и содержаться с предохранителями от прохождения в них углекислоты; но как бы тщательно ни были устроены эти предохранители, все-таки время от времени следует проверять титр этих растворов.
Необходимо иметь в виду, что продажные едкие щелочи [КОН, NaOH, Ba(OH)2] всегда содержат соответствующие углесоли, а иногда и в очень значительных количествах, поэтому при приготовлении несодержащего СО2 основного их раствора (наиболее концентрированного) нужно брать навески заметно большие, чем следует по вычислению.
Наиболее сложно приготовление основного титрованного раствора едкого барита, так как он всегда значительно загрязнен углекислым барием и в процессе приготовления очень жадно поглощает из воздуха углекислоту ; растворимость едкого барита на холоду - 30-40 гр. в литре, а в литре нормального раствора должно содержаться 85,7 гр. Ва(ОН)2, поэтому наиболее концентрированные растворы его будут слабее 0,5 норм. Сначала приготовляется насыщенный раствор Ва(ОН2) при нагревании ; раствору дают охладиться и вполне отстояться (оседает углекислый барий и выкристаллизовавшийся на холоду избыток едкого барита); посуду с раствором при этом необходимо держать закрытой пробкой, в одно отверстие которой вставляется предохранительная от СО2 трубка с натронной известью, а другое отверстие затыкается стеклянной палочкой. После полного охлаждения и оседания твердого вещества вынимают из отверстия пробки затыкающую его стеклянную палочку, вводят в склянку осторожно сифон и осторожно сливают прозрачную жидкость, не взмучивая осадка, в другую стоянку; последняя должна быть подготовлена следующим образом: она затыкается пробкой с двумя отверстиями; в одно вставляется предохранительная против СО2 трубка с натронною известью, а через второе отверстие аспиратором просасывается воздух, который таким образом лишен углекислоты и будет вытеснять СО2, находящуюся в воздухе склянки; удалив углекислоту, вставляют во второе отверстие этой стклянки наружный конец сифона склянки с едким баритом и спускают сюда раствор.
Разбавление раствора едкого барита, а также растворов едкого натра и едкого калия, если они не должны содержать углекислоты, должно производиться хорошо прокипяченной дестиллированной водой (удаление СО2) и охлажденной в сосуде, закрытом пробкой с предохранительной от СО2 трубкой, содержащей натронную известь.
Индикаторами для установки титрованных растворов сильных кислот и щелочей могут служить:
1) метил-оранж; он может применяться и тогда, когда щелочь не содержит СО2 и когда содержит ее; в присутствии его нужно титровать щелочь кислотою, но не обратно; применим и для сильных и для слабых оснований, а для кислот лишь сильных; приготовление его см. подстроч. прим. на стр. 167;
2) фенол-фталеин; пригоден лишь в случае щелочей, не содержащих углекислоты; титровать нужно кислоту щелочью; можно титровать и слабые кислоты, но для слабых оснований (аммиак) не применим. Приготовление см. подстрочи, прим. на стр. 166;
3) лакмоид применим для титрования и сильных и слабых (аммиак) оснований; к слабым кислотам не вполне применим, так как они сообщают ему лишь переходную окраску; один из наиболее употребительных индикаторов при определении общего азота в почве; приготовление см. подстрочи, прим. на стр. 39;
4) коню применим и к слабым и к сильным основаниям, но к кислотам лишь сильным; приготовление см. подстрочи, прим. на стр. 39
5) розоловая кислота по своему отношению к кислотам схожа с фенол-фталеином, и потому этот индикатор применим для титрования не только сильных, но и слабых кислот; к слабым основаниям он не применим, но для титрования при определении общего азота применим; приготовление см. в подстрочи, прим. на стр. 39.
Приготовление титрованного раствора марганцовокислого калия см. стр. 61.
Приготовление титрованного раствора серноватистокислого натрия см. стр. 65.
Приготовление титрованного раствора иода см. стр. 65.
Приготовление титрованного раствора азотнокислого серебра. Приготовляется сначала раствор азотнокислого серебра немного более концентрированный, нежели его желательно иметь (в литре 1,0 норм. раствора должно содержаться 170 гр. AgNO3); затем титр приготовленного раствора точно устанавливается по одному из нижеследующих способов.
1) По хлористому натру. Покупной хлористый натр, даже puriss. pro analysi, для этой цели непосредственно не пригоден ; он должен быть предварительно очищен перекристаллизацией. Для этого в насыщенный на холоду раствор хлористого натра пропускают ток хлористого водорода или осаждают его дымящейся соляной кислотой; выпавший кристаллический осадок NaCl отфильтровывается, высушивается при 120-150°, а затем осторожно прокаливается, не доводя его до сплавления; мелко растирают еще в теплом состоянии и сохраняют в баночке с притертой пробкой. Отсюда берутся навески NaCl для установки титра азотнокислого серебра. Для каждой установки титра берутся 3-4 навески такой величины, чтобы концентрация раствора, получившегося по растворению каждой из них в 20-30 к. стм. воды, была близка к концентрации устанавливаемого раствора азотнокислого серебра. Навески помещаются в фарфоровые чашечки или в стаканчики, содержимое растворяется в 20 - 30 к. стм. воды и титруется, по прибавлению нескольких капель раствора среднего хромокислого калия, испытуемым раствором азотнокислого серебра; во всечашечки одной установки следует брать одинаковые навески и к ним прибавлять одинаковые количества воды; одна из чашечек служит для сравнения окраски: к ней прибавляется азотнокислого серебра немного меньше, чем нужно до появления неисчезающей краснобурой окраски, а в остальные чашечки азотнокислое серебро прибавляется из бюретки до первого изменения окраски в краснобурую по сравнению с окраской первой чашки. Из полученных данных титрования выводится среднее и, если нужно иметь раствор точно 1,0 норм, или 0,1 норм, и т. п., устанавливаемый раствор соответственно разбавляется водой. Непосредственно готовить очень разведенные растворы (напр., 0,02 норм.) не следует; лучше приготовить сначала, напр., 0,1 норм. (17,0 гр. AgNO3 в литре), точно установить его, а затем уже из него точным разведением приготовлять более разжиженные растворы.
2) По химически чистому металлическому серебру. 0,5 гр. серебра растворяют в 10 к. стм. азотной кислоты уд. вес 1,2 (не должна содержать хлора!); удаляют из раствора кипячением азотную кислоту и по этому раствору, как основному, устанавливают титр 0,1 норм. раствора хлористого натра, приготовленного из химически чистого хлористого натра, не очищенного перекристаллизацией.
Титрованные растворы азотнокислого серебра должны сохраняться защищенными от света; время от времени необходимо проверять их титр.
Такие растворы требуются в почвенных лабораториях в больших количествах (для определений гумуса, углекислоты, азота по Киельдалю). Необходимое количество сухого реактива, обычно все содержимое купленной банки, т. е. 500 гр., 1000 гр. и т. д., или нескольких банок, пересыпается в фарфоровую чашку соответствующей величины и обливается соответствующим количеством воды; обыкновенно приливается вдвое больше воды, чем реактива ("50%"-ый раствор щелочи; напр., для отгонка азота); иногда же готовится еще более концентрированный, тогда воды берется столько же, сколько реактива (напр., едкий калий для кали-аппаратов).
Растворы хранятся в склянках, закрытых каучуковыми пробками; но так как каучук раздается щелочью, то всегда следует перед закрытием склянки хорошенько обтереть ее горлышко. Молибденовая жидкость.
1) Для двойного осаждения фосфорной кислоты и для метода Nyssens'a, см. подстрочное примеч. на стр. 47.
2) Для метода Lorenz'a, см. стр. 55 (сульфатмо-либденовая жидкость).
Магнезиальная микстура. См. подстрочное примечание на стр. 49.
Лимоннокислый аммоний по Petermann'y. См. стр. 52.
Известковое молоко. См. подстрочное примечание на стр. 80.
Смесь карбонатов калия и натрия для сплавления почвы. См. стр. 90.
Реактивы для колориметрических методов. Описание их приготовления дано при каждом методе.