Oznaczanie chlorków: metoda miareczkowania elektromedycznego
Postępując według tej prostej i szybkiej metody, opracowanej przez R. J. B e s t a , należy zanurzyć w badanej zawiesinie drucik srebrny, pokryty chlorkiem srebra i połączyć go za pomocą mostka agarowego, zawierającego azotan potasu, z półogniwem chinhydronowym. W końcowym punkcie miareczkowania roztworu chlorków azotanem srebra stężenie jonów chlorkowych wynosi w temperaturze 25° : 1,0 10-5, w takim zaś roztworze teoretyczny potencjał elektrody chlorosrebrowej wynosi — 0,521 wolt. Jeśli elektroda ta jest połączona z chin- hydronowym ogniwem porównawczym, dającym stały potencjał 0,521 wolt, to układ ten w końcowym punkcie miareczkowania będzie miał potencjał równy zeru. Półogniwo chinhydronowe, wykonane przy użyciu roztworu buforowego o pH 3,03, spełnia te warunki w temperaturze 25°. W temperaturze 16° wyliczone pH półogniwa porównawczego wynosi 3,3. W praktyce użycie roztworu buforowego, wykazującego pH w granicach 3,0—3,3 nie wywoła błędu większego, niż kropli N/35,5 azotanu srebra, przy objętościach zazwyczaj używanych do miareczkowania dla zakresu temperatur od 16—25°. Oczywiście, układ musi być wolny od chlorków, aby nie dyfundowały one do półogniwa chlorosrebrowego. Dlatego też do sporządzenia mostka agarowego używa się zamiast chlorku potasu, azotan potasu, a do przyrządzania buforu ftalanowego o pH 3,0—3,3 bierze się zamiast kwasu solnego, kwas siarkowy.
Punkt końcowy zaznacza się jako odwrócenie kierunku prądu, ponieważ elektroda chlorosrebrowa jest tylko tak długo ujemna w stosunku do chinhydronowej, jak długo w roztworze są jony chloru. W czasie miareczkowania różnica potencjałów maleje w miarę dodawania azotanu srebra, a wreszcie w teoretycznym punkcie końcowym jest równa zeru. Dalsze dodawanie azotanu srebra powoduje, że elektroda chlorosrebrowa staje się biegunem dodatnim i w tym momencie zachodzi odwrócenie kierunku prądu. Włączając do obwodu odpowiedni galwanometr można łatwo uchwycić odwrócenie kierunku prądu w granicach 1 kropli N/35,5 azotanu srebra.
E. F. S n y d e r wykazał, że pewne gleby, jeśli ich odczyn nie zostanie uprzednio doprowadzony do pH 2,0 rozcieńczonym kwasem siarkowym, wykazują w punkcie końcowym odchylenie. W oznaczeniach gleb normalnych nie jest to konieczne, gdyż błąd ma znaczenie tylko w przypadku gleb zasadowych o niskiej zawartości soli.
J. B g s t (doniesienie osobiste) sądzi, że można otrzymać prawidłowe wartości, jeśli takie gleby zada się rozcieńczonym kwasem siarkowym do reakcji słabo kwaśnej wobec czerwieni metylowej. Lekkie odchylenie przypisuje on temu, że jeśli gleba nic jest zakwaszona, jony srebra wchodzą z nią w kompleks wymienny.
Odczynniki. Roztwór buforowy o pH 3,2. Rozpuścić 10,21 g kwaśnego ftalanu potasu w wodzie, dodać 148 ml 0,1 N kwasu siarkowego i uzupełnić objętość do 1 litra. Przechowywać w zamkniętej butelce pyreksowej.
Cliinhydron.
N/35,5 azotan srebra. Rozpuścić 9,584 g azotanu srebra w wodzie i uzupełnić objętość do 2 litrów.
0,01 N chlorek potasu. Rozpuścić 0,7455 g chlorku potasu w wodzie i uzupełnić objętość do 1 litra.
Zestaw aparatury. Rysunek 6 przedstawia odpowiedni zestaw. Jednak mieszadło mechaniczne nie jest konieczne, gdyż mieszanie ręczne daje równie zadowalające wyniki.
Elektroda chlorosrebrowa. Kawałek srebrnego drutu nr 16, długości około 12—15 cm, oczyszcza się starannie działając kolejno alkoholem, amoniakiem i rozcieńczonym kwasem azotowym, przy czym po każdym zabiegu opłukuje dobrze wodą. Na dolną jego część nakłada się warstwę chlorku srebra, zanurzając drut na głębokość 4—5 cm w 0,1 N kwasie solnym i łącząc górny koniec poprzez opór szeregowy z dodatnim biegunem dwuwoltowego akumulatora. Pomiędzy tym drutem, a zanurzonym do tegoż roztworu drucikiem platynowym przepuszcza się prąd o natężeniu 3—4 miliamperów. Gdy utworzy się już odpowiednia warstwa chlorku srebra, zazwyczaj po 15—30 minutach elektrolizy, drut srebrny odłącza się i spłukuje wodą. Osadzony na nim chlorek srebra ma barwę brązową i ściśle do niego przylega.
Elektrodę chlorosrebrową, gdy nie jest używana, należy przechowywać zanurzoną w probówce z wodą. Przy starannym obchodzeniu się z nią, może służyć przez kilka lat.
Mostki agarowe z azotanem potasu. Mostki te przygotowuje się dokładnie tak, jak opisano na str. 28, używając zamiast chlorku potasu — 51 g azotanu potasu. Żel agarowy zabarwia się taką ilością błękitu bromofenolowego, aby nadać mu kolor niebieski i w ten sposób ułatwić rozróżnianie tych mostków od mostków wypełnionych agarem’z chlorkiem potasu, a używanych do oznaczania odczynu gleby przy użyciu elektrody chinhydronowej.
Chinhydronowe półogniwo porównawcze. Odpowiednie naczynie elektrodowe wypełnić częściowo roztworem buforowym o pH 3,2, przyrządzonym z ftalanu i kwasu siarkowego, dodać około 0,1 g chinhydronu, założyć korek podtrzymujący gładką elektrodę platynową i wytrząsać przez; kilka sekund. Następnie zluźnić zacisk na wężu gumowym na tyle, aby wypełniło się ramię boczne naczynia, po czym ściskacz ponownie zamknąć. Ramię boczne poprzez korek włożyć do naczynia łączącego B w ten sposób, by jego koniec zanurzony był pod powierzchnią nasyconego roztworu azotanu potasu. Teraz na chwilę ścisnąć wąż gumowy na naczyniu elektrodowym, wyciskając ze zwężonego końca ramienia bocznego kilka
Kropli roztworu, po czym na to miejsce wprowadzić nasycony roztwór azotanu potasu. Zapewnia to dobre połączenie cieczy pomiędzy półogniwem porównawczym a roztworem azotanu połasił. Mostek agarowy z azotanem potasu założyć do drugiego otworu w korku B, a wówczas półogniwo jest gotowe do użycia.
Jeśli azotan potasu nie będzie dyfundował do półogniwa chinhydronowego, ogniwo to będzie wykazywało w ciągu 2—3 lini stały potencjał. Jednak lepiej jest każdego dnia, w którym ma się go użyć, napełniać go na nowo.
Galwanometr. Do doświadczenia doskonale nadaje się galwanometr ze wskazówką na ruchomej cewce, o oporze wewnętrznym około 1000 omów i czułości około 0,3 miliamperów na
1 mm podziałki skali.
Galwanometr należy połączyć poprzez klucz telegraficzny z obydwoma elektrodami, po czym przeprowadzić kalibrację zestawu miareczkując mianowanym azotanem srebra 20 ml 0,01 N chlorku potasu w 50 ml wody tak, jak to opisano dalej dla zawiesiny gleby. Jeśli wszystko zestawiono poprawnie otrzymuje się teoretyczne wyniki miareczkowania.
Metoda wykonania. 5 lub 10 g gleby przenieść do wysokiej zlewki o objętości 100 ml, dodać około 50 ml wody, zmieszać i zostawić na 30 minut do odstania, po czym umieścić ją tak, aby elektroda chlorosrebrowa i mostek agarowy zanurzyły się w zawiesinie. Teraz nacisnąć klucz telegraficzny i zanotować początkowe wychylenie galwanometru, ażeby określić w przybliżeniu ilość azotanu srebra, którą należy dodać. Następnie wlewać z biuretki odpowiednio małymi porcjami N/35,5 azotanu srebra i po każdej dodanej porcji mieszać energicznie przez
2 -3 sekund, po czym naciskać klucz i notować wychylenia wskazówki galwanometru. Miareczkować należy tak długo, aż wskazówka galwanometru zmieni kierunek wychyleń. O zbliżaniu się punktu końcowego ostrzegają zmniejszające się wychylenia wskazówki galwanometru. Miareczkowanie jest odwracalne, ponieważ w razie przemiareczkowania punktu zerowego można wrócić do niego miareczkując znowu mianowanym
chlorkiem potasu. Jednak rzadko czynność ta okazuje się potrzebną.
Obliczanie wyników analizy. 1 ml N/35,5 azotanu srebra odpowiada 1 mg chloru.
tagi: elektroda chlorosrebrowa, metoda miareczkowania elektromedycznego, Miareczkowanie, Oznaczanie chlorków, przemiareczkowanie