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)

РСK	Сотые доли pCK
0,00	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
3,0
3,1
3,2
3,3
3,4
3,5
3,6
3,7
3,8
3,9

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

pСK	Сотые доли рСK
0,00	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
3,0
3,1
3,2
3,3
3,4
3,5
3,6
3,7
3,8
3,9

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 %.