Определение калия-ионов ионометрическим методом

(по ГОСТ 27753.6-88)

Сущность метода заключается в измерении разности потенциалов калийного ионоселективного электрода и электрода сравнения, значение которой зависит от концентрации ионов калия в растворе. В качестве электрода сравнения используют хлорсеребряный электрод. Для предотвращения загрязнения анализируемого раствора хлористым калием из солевого контакта электрода сравнения применяют переходную электролитическую ячейку, заполненную раствором хлористого натрия молярной концентрации с(NaCl) = 1 моль/дм³.

Предельные значения суммарной относительной погрешности результатов анализа при доверительной вероятности Р = 0,95 составляют:

30 % - в диапазоне концентраций K₂О до 500 млн-1 (мг/кг) для грунтов с массовой долей органического вещества до 30 % и до 1000 млн-1 (мг/кг) - для грунтов с массовой долей органического вещества свыше 30 %; 16 % - в диапазоне концентраций K₂О свыше 500 млн-1 (мг/кг) для грунтов с массовой долей органического вещества до 30 % и свыше 1000 млн-1 (мг/кг) - для грунтов с массовой долей органического вещества свыше 30 %.

Метод отбора проб - по ГОСТ 27753.1.

Оборудование и реактивы:

- иономер, рН-метр милливольтметр или аналогичный прибор с погрешностью измерений не более 5 мВ;

- ионоселективный калийный электрод типа ЭМ-К-01 или аналогичный электрод на основе валиномицина, имеющий такие же метрологические характеристики;

- электрод сравнения хлорсеребряный насыщенный образцовый 2-го разряда по ГОСТ 17792 или аналогичный электрод, имеющий такие же метрологические характеристики;

- электролитическая ячейка, заполненная раствором хлористого натрия молярной концентрации с(NaCl) = 1 моль/дм³;

- весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104;

- емкости технологические или стаканы химические вместимостью 50 см³ по ГОСТ 25336;

- колбы мерные вместимостью 1000 см3 по ГОСТ 1770;

- натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор молярной концентрации с(NaCl) = 1 моль/дм³;

- калий хлористый по ГОСТ 4234.

Ход работы

1. Приготовление растворов сравнения

1.1. Приготовление исходного раствора молярной концентрации с(KСl) =0,1 моль/дм³ (рС(K) =1).

(7,546±0,001) г хлористого калия, прокаленного до постоянной массы при температуре 500 °С, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и растворяют в воде, доводя объем раствора до метки.Раствор хранят не более 1 года.

1.2. Приготовление серии растворов сравнения

Серию растворов сравнения готовят по ГОСТ 27753.0 в день проведения анализа.

1.3. Подготовка электродов к работе

Калийный ионоселективный электрод и электрод сравнения готовят к работе в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей. К подготовленному электроду сравнения присоединяют электролитическую ячейку, заполненную раствором хлористого натрия молярной концентрации с(NaCl) = 1 моль/дм³. Раствор хлористого натрия в электролитической ячейке ежедневно заменяют свежим.

Проверка крутизны характеристики калийного ионоселективного электрода должна проводиться в соответствии с техническим описанием и инструкцией по технике эксплуатации электрода.

В перерывах между работой калийный ионоселективный электрод хранят в сухом состоянии, а электрод сравнения - в воде. Электролитическую ячейку освобождают от раствора хлористого натрия и промывают водой.

2. Проведение анализа

В химические стаканы отливают по 15-20 см³ растворов сравнения и анализируемых вытяжек. Электродную пару погружают в растворы сравнения и измеряют ЭДС в милливольтах. Измерения начинают с раствора сравнения молярной концентрации с(KСl) = 0,0001 моль/дм³ (рС(K) =4). Показания прибора считывают не ранее чем через 1 мин. После измерения ЭДС в растворах сравнения электродную пару тщательно промывают дистиллированной водой, промокают фильтровальной бумагой и приступают к измерению ЭДС в анализируемых вытяжках. При переносе из одной вытяжки в другую электроды промывают водой и промокают фильтровальной бумагой. После высоких концентраций калия электроды выдерживают в воде в течение 3-4 мин.

3. Обработка результатов

3.1. Построение градуировочного графика - по ГОСТ 27753.0.

Градуировочный график имеет линейную зависимость в диапазоне от 2 до 4 единиц рС(K). По градуировочному графику определяют рС(K) анализируемых вытяжек. Массовую долю К₂О в грунте определяют по табл. 6.10 и 6.11. Результат анализа выражают в миллионных долях.

Таблица 6.10. Пересчет рС(K) в массовую долю K₂О в грунте

при отношении грунта и воды 1:5, млн^-1 (мг/кг)

Таблица 6.11. Пересчет рС(K) в массовую долю K₂О в грунте при отношении грунта и воды 1:10, млн^-1 (мг/кг)

3.2. Допускаемые относительные отклонения при доверительной вероятности Р = 0,95 результатов двух повторных анализов от их среднего арифметического при выборочном контроле составляют:

- 21 % - в диапазоне концентраций K₂О до 500 млн^-1 (мг/кг) для грунтов с массовой долей органического вещества до 30 % и до 1000 млн^-1 (мг/кг) - для грунтов с массовой долей органического вещества свыше 30 %;

- 11 % - в диапазоне концентраций K₂О свыше 500 млн-1 (мг/кг) для грунтов с массовой долей органического вещества до 30 % и свыше 1000 млн^-1 (мг/кг) - для грунтов с массовой долей органического вещества свыше 30 %.