Колориметрический метод с дисульфофеноловой кислотой
Метод основан на взаимодействии нитратов с дисульфофеноловой кислотой.
При подщелачивании смеси раствор приобретает желтую окраску, по интенсивности которой судят о содержании нитратов в почве. Метод позволяет определять не менее 0,02 мг N—NO3 в 100 мл раствора.
Ход анализа. Навеску 20 г воздушно-сухой почвы помещают в колбу емкостью 250 мл, туда же наливают 100 мл дистиллированной воды. Содержимое колбы взбалтывают 3 мин. и сейчас же фильтруют через складчатый плотный фильтр. Чтобы получить прозрачные вытяжки, нужно как можно полнее перенести почву на фильтр. Почва задержит прохождение через фильтр мелкодисперсных частиц, создающих муть. Первые порции фильтрата отбрасывают. Если вытяжка мутная, ее перефильтровывают через тот же фильтр. Раствор отфильтровывают полностью.
При определении нитратов в свежих образцах берут большую навеску с учетом влажности почвы (влажность рассчитывают на воздушно-сухой вес), объем же воды для приготовления вытяжки уменьшают, учитывая влажность почвы.
Пипеткой берут 20—50 мл фильтрата, который помещают в небольшую фарфоровую чашку и выпаривают досуха на водяной электрической бане. Выпаривать на газовой бане не следует, это может привести к потерям нитратов. В охлажденную чашку по каплям из пипетки добавляют 1 мл дисульфофеноловой кислоты, стараясь смочить находящийся на дне и на боках чашки остаток. Остаток тщательно растирают с кислотой оплавленным концом стеклянной палочки. Чашку оставляют в покое на 10 мин. Затем в нее добавляют пипеткой 25 мл дистиллированной воды, смесь перемешивают стеклянной палочкой и доводят до щелочной реакции, прибавляя раствор едкой щелочи или аммиака. При этом в присутствии нитратов жидкость окрашивается в желтый цвет. Щелочь прекращают добавлять, когда раствор приобретет устойчивую желтую окраску или лакмусовая бумажка, опущенная в раствор, посинеет. Небольшой избыток щелочи не вредит окраске. Окрашенный раствор с помощью воронки переносят в мерную колбу емкостью 100 мл. Чашку и стеклянную палочку несколько раз ополаскивают водой, которую присоединяют к раствору в мерной колбе. Объем жидкости водой доводят до 100 мл. Колбу закрывают пробкой, хорошо перемешивают. Определяют оптическую плотность полученного (испытуемого) раствора, используя фотоколориметр или спектрофотометр. По калибровочной кривой образцовых растворов находят содержание N — NO3 в испытуемом растворе.
Для построения калибровочной кривой в фарфоровых чашках выпаривают 5, 10, 15, 20 и 25 мл рабочего образцового раствора нитрата и далее проводят те же операции, что и с испытуемыми растворами.
Оптическую плотность растворов определяют тотчас же после развития окраски. Интенсивность окраски при стоянии испытуемых растворов снижается.
При концентрациях ниже 12 мг N — NO3 в 1 л окраска растворов подчиняется закону Бера. Максимум спектра поглощения лежит в области 410 нм. При использовании фотоколориметра ФЭК-56 измерения проводят со светофильтром «N» 4 (эффективная длина волны 440 нм). В качестве раствора сравнения используют дистиллированную воду, выпаренную и обработанную реактивами (дисульфофеноловой кислотой и щелочью), как при работе с вытяжками.
Если испытуемый раствор окрашен более интенсивно, чем образцовые растворы, его разбавляют в несколько раз водой и далее определяют оптическую плотность. Разведение учитывают при расчете содержания нитратов в почве.
Выпаривание вытяжек, содержащих значительные количества аммония, снижает величины NO3. Чтобы предотвратить отрицательное влияние аммонийных солей, перед выпариванием.вытяжки в фарфоровую чашку добавляют 2—3 капли 10%-ного раствора сернокислого калия. Присутствие в вытяжках Сl- также мешает определению. Если содержание иона хлора более 30 мг в 1 л, его осаждают серебром. Ниже описан способ, рекомендуемый Бремнером. К 100 мл вытяжки прибавляют 0,1 г Ag2SO4 (в порошке), смесь взбалтывают 25 мин. Для осаждения избытка Ag+ в раствор добавляют, в виде сухих реактивов, 0,2 г Ca(OH)2 и 0,5 г MgCO3, взбалтывают 5 мин. Суспензию фильтруют через сухой складчатый фильтр. Берут определенный объем фильтрата и выпаривают, далее проводят анализ, как указано выше. При удалении хлора серебром подщелачивание раствора, после обработки осадка дисульфофеноловой кислотой, проводят аммиаком. Использование NaOH или KOH может вызвать появление бурого оттенка при развитии желтой окраски растворов.
Большим недостатком работы с водными вытяжками являются трудность получения прозрачных и бесцветных фильтратов и длительность фильтрования. В связи с этим предложено для приготовления вытяжек применять 0,03 н. или 0,05%-ный раствор K2SO4 при сохранении того же отношения почвы к раствору. При определении нитратов с дисульфофеноловой кислотой Бремнер рекомендует к навеске почвы 50 г добавлять 0,5 г Ca(OH)2 (в порошке) и далее обрабатывать почву пятикратным количеством воды при 10-минутном взбалтывании.
Реактивы. 1. Раствор дисульфофеноловой кислоты. Навеску 30 г чистого свежеперегнанного фенола помещают в плоскодонную колбу емкостью 500 мл. Туда же приливают 200 мл H2SO4 (уд. вес 1,83—1,84). Хорошо перемешивают, закрывают корковой □робкой со вставленной в нее длинной стеклянной трубкой (обратный холодильник). Колбу нагревают в течение 6 час., опустив ее в кипящую воду. После этого реактив охлаждают и используют при анализе.
Реактив, хранящийся в холодном месте, может выкристаллизоваться. Кристаллы растворяют, поставив колбу в горячую воду. Разбавлять реактив водой не следует.
В настоящее время в продаже имеется реактив — фенол-2,4-дисульфокислота. Навеска 50 г его, растворенная в 100 мл H2SO4 (уд. вес. 1,83—1,84), соответствует реактиву дисульфофеноловой кислоты, приготовление которой описано выше.
2. 20%-ный раствор NaOH или КОН. Можно также использовать 10%-ный раствор аммиака.
3. Образцовый раствор нитрата. Запасной раствор. Для приготовления используют х.ч. KNO3, его перекристаллизовывают из воды и высушивают при 100—105° до постоянного веса. На аналитических весах отвешивают 0,722 г KNO3, переносят в мерную колбу емкостью 1 л, растворяют в дистиллированной воде, объем водой доводят до 1 л, хорошо перемешивают (1 мл раствора содержит 0,01 мг N-NO3).
Рабочий раствор. Готовят разведением запасного раствора в 50 раз водой. Рабочий раствор содержит 0,002 мг N-NO3 в 1 мл. Его используют для приготовления образцовых растворов.
4. Реактив Ag2SO4, х. ч. в порошке.
5. Реактив Ca(OH)2, х. ч. в порошке.
6. Реактив MgCO3, х. ч. в порошке.
