Спосіб визначення масової частки азотнокислого та вуглекислого кальцію у вапняно-аміачній селітрі

Спосіб визначення масової частки азотнокислого та вуглекислого кальцію у вапняно-аміачній селітрі шляхом розчинення проби селітри з насту 36099 ється незалежно від співвідношення компонентів у суміші, що аналізується. При розчиненні проби вапняно-аміачної селітри в дистильованій воді, має місце завищення результату визначення масової частки азотнокислого кальцію і заниження результату визначення масової частки вуглекислого кальцію, тому що вуглекислий кальцій має певну розчинність у воді (1,4мг/100г води при 25°С) і ця частина СаСО3 визначається в сумі ССl(NО3)2. Цей відомий факт міг би бути врахований при розрахунку масової частки азотнокислого кальцію після проведення титрування. Проте розчинність вуглекислого кальцію у воді збільшується у присутності нітрату амонію, причому збільшується із збільшенням концентрації нітрату амонію. Оскільки ця залежність кількісно в літературі не описана і має нелінійний характер, а також враховуючи, що співвідношення компонентів при виробництві вапняно-аміачній селітри коливається, використати розрахунковий спосіб з урахуванням розчинності СаСО3 для коректування похибки визначення не видається можливим, причому, наприклад, незначне зниження концентрації Са(NO3)2 у вапняноаміачній селітрі пов'язане із суттєвими технологічними труднощами через сутність процесу виробництва, а збільшення концентрації Са(NО3)2 призводить до збільшення злежуваності готового продукту (див.: Технология аммиачной селитры / Под ред. В.М. Олевского. - М.: Химия, 1978. С. 240-247). Визначення масової частки азотнокислого і вуглекислого кальцію у вапняно-аміачній селітрі проводять таким чином. Спочатку визначають масову частку азотнокислого кальцію. Беруть 2 г вапняно-аміачної селітри зважують, результат зважування записують із точністю до четвертого, десятичного знака, переносять у сухий стакан місткістю 300 см 3, приливають 70 см 3 етилового спирту і перемішують вміст стакана на магнітній мішалці протягом 20 хвилин. Потім фільтрують через подвійний фільтр "синя стрічка", збираючи фільтрат у конічну колбу для титрування місткістю 250 см 3. Осад промивають декілька разів 30 см 3 етилового спирту, приєднуючи промивний розчин до основного фільтрату. Якщо у фільтрат перейшла частина продукту, фільтрування повторяють. Осад на фільтрі зберігають для визначення карбонату кальцію. До спиртового фільтрату додають 20 см 3 аміачнобуферного розчину, 5-6 крапель розчину хрому темно-синього і титрують із мікробюретки розчином трилону Б молярної концентрації з (Na2H2Y·2H2O)=0,025 моль/дм 3 до переходу червоно-фіолетового забарвлення в синє. Буферний розчин з рН 9,5-10,0 готують таким чином: 54 г хлористого амонію розчиняють у 200 см 3 дистильованої води, до отриманого розчину додають 350 см 3 розчину аміаку із масовою часткою 25% і доводять об'єм розчину водою до 1000 см 3. Масову частку азотнокислого кальцію (Х2) у відсотках у сухій речовині обчислюють по формулі: V × K × 0,0041× 100 × 100 X2 = , m × (100 - X1) де V - об'єм розчину трилону Б концентрації з (Na2H2Y·2H2O)=0,025 моль/дм 3, витрачений на титрування кальцію, см 3; К - поправочний коефіцієнт для приведення дійсної концентрації розчину трилону Б до номінальної з (Na2H2Y·2H2O)=0,025 моль/дм 3; 0,0041 - маса азотнокислого кальцію, що відповідає 1 см 3 розчину трилону Б концентрації точно з (Na2H2Y·2H2O)=0,025 моль/дм 3, г; Х1 - масова частка води, %; m - маса наважки вапняноаміачної селітри, г. За результат вимірювання масової частки азотнокислого кальцію приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень, абсолютне значення розходження між якими не перевищує значення допустимого розходження, що дорівнює +0,027%. Межі допустимого значення відносної сумарної похибки результату вимірювань +1,83%. Масову частку вуглекислого кальцію визначають таким чином. Фільтр з осадом, отриманим після розчинення наважки ВАС у спирті розміщують у хімічний стакан, в якому проводили розчинення, поступово приливаючи розчин соляної кислоти до припинення виділення вуглекислого газу, потім дають надлишок кислоти (3-5 см 3) і кип'ятять розчин до повного розчинення наважки. Після цього розчин фільтрують у мірну колбу місткістю 250 см 3, охолоджують, доводять об'єм розчинення водою до позначки і старанно перемішують. Для титрування в конічну колбу місткістю 250 см 3 відбирають 25 см 3 розчину, розводять водою до 100 см 3, додають одну краплю розчину метилового червоного і нейтралізують аміаком до переходу червоного забарвлення розчину в жовте, доливають 20 см 3 аміачно-буферного розчину, 5-6 крапель розчину хрому темно-синього і титрують розчином трилону Б до зміни забарвлення в синє. Масову частку вуглекислого кальцію (Х3) у відсотках у сухій речовині обчислюють по формулі: V × K × 0,0050 × 250 × 100 × 100 X3 = m × 25 × (100 - X1) де V - об'єм розчину трилону Б концентрації з (Na2H2Y·2H2O)=0,05 моль/дм 3, витрачений на титрування кальцію, см 3; К - поправочний коефіцієнт для приведення дійсної концентрації розчину трилону Б до номінальної з (Na2H2Y·2H2O)=0,05 моль/дм 3; 0,0050 - маса азотнокислого кальцію, що відповідає 1 см 3 розчину трилону Б концентрації точно з (Na2H2Y·2H2O)=0,05 моль/дм 3, г; X1 - масова частка води, %; m - маса наважки вапняноаміачної селітри, г. За результат вимірювання масової частки вуглекислого кальцію приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень, абсолютне значення розходження між якими не перебільшує значення допустимого розходження, що дорівнює +0,17%. Межі допустимого значення відносної сумарної похибки результату вимірювань +0,7% при довірчій імовірності Р=0,95. Межі допустимого значення відносної сумарної похибки для пропонованого способу визначаємо шляхом аналізу 30 проб вапняно-аміачної селітри й обчислюємо із застосуванням статистичних методів за методичними вказівками: "Нормируемые показатели точности измерений в методиках выполнения измерений, регламентированных в документации на химическую продукцию", МУ 6/113-30-19-83, Москва, 1983 г. Для порівняння пропонованого і відомого способів готували в лабораторних умовах точно дозовані суміші за реце 2 36099 птурою і технології виробництва вапняно-аміачної селітри (див.: ГОСТ 2-85. Селітра аммиачная. Технические условия. – С. 243-247). Приготовані суміші аналізували по пропонованому і відомому способах. Результати наведені в таблиці. Як видно з таблиці, при визначенні СаСО3 по пропонованому способу (приклади 1-7) похибка коливається в межах +0,09-0,19%, в той час як по відомому способу для тих же проб похибка коливається в межах 1,73-4,64% (приклади 10-16). При визначенні Са(NO3)2 по відомому способу похибка коливається в межах +0,003-0,09%, по відомому способу вона коливається в межах 2,809-6,568%. При зменшенні співвідношення проби селітри до етилового спирту до 1:15 (приклад 8) збільшується похибка визначення через неповне екстрагування азотнокислого кальцію із проби. При збільшенні співвідношення до 1:45 (приклад 9) результат визначення не змінюється, тому немає необхідності збільшувати витрату етилового спирту. Таким чином, визначення масової частки азотнокислого і вуглекислого кальцію у вапняноаміачній селітрі пропонованим способом дозволяє усун ути залежність похибки визначення від співвідношення компонентів в суміші, яка аналізується, підвищити точність вимірювань і достовірність результатів. Таблиця Приклад п/п 1 Введено, Хіст, % СаСО3 Са(NO3)2 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 27,63 27,57 27,39 26,28 26,79 26,56 26,47 26,28 26,28 0,200 0,782 0,820 1,009 1,439 2,149 5,031 1,009 1,009 10 11 12 13 14 15 16 27,63 27,57 27,39 99,5 98,6 98,8 99,4 0,200 0,782 0,820 98,25 95,4 96,0 97,8 Знайдено, Хі, % СаСО3 Са(NO3)2 4 5 Спосіб, що пропонується 27,46 0,203 27,48 0,796 27,58 0,807 26,42 1,000 26,61 1,462 26,72 2,186 26,59 5,121 26,50 0,892 26,41 1,001 Відомий спосіб 25,98 3,009 23,02 7,350 22,99 7,06 1,25 0,05 3,2 0,06 2,8 0,04 1,6 0,06 Похибка, Хі-Хіст, % СаСО3 Са(NO3)2 6 7 -0,17 -0,09 +0,19 +0,14 -0,18 +0,16 +612 +0,22 +0,13 +0,003 +0,014 -0,13 -0,09 +0,023 -0,037 +0,09 +0,117 +0,008 -1,73 -4,55 0,05 0,06 0,07 0,06 0,05 -2,809 +6,568 0,49 0,39 1,27 1,1 0,49 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3