Испытания на предельное содержание химии

ИСПЫТАНИЯ НА ПРЕДЕЛЬНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ПРИМЕСЕЙ

АММОНИЯ СОЛИ

Для испытания на предельное содержание примеси солей аммония ГФ Украины  при водит три эталонных раствора, содержащих 100, 2,5 и 1 ррm NH₄ соответственно. Для приготовления указанных эталонных растворов используют аммония хлорид в пересчете на NH₄Cl.

ГФ приводит четыре метода испытаний  на предельное содержание примеси солей  аммония (А, В, С и D).

Методы А, С и D основаны на реакции  с раствором калия тетрайодмеркурата  щелочного, а метод В на взаимодействии гидроксильных ионов с серебряно-марганцевой бумагой.

Метод А применяют, если нет других указаний в частной статье.

Метод А

Пробу испытуемого вещества помещают в пробирку, растворяют в 14 мл воды, при необходимости подщелачивают  и доводят водой до 15 мл. Прибавляют раствор калия тетрайодмеркурата щелочного:

NH₄⁺ + 2[HgI₄]^2‾ + 2OH‾ → [NH₂Hg₂I₂]⁺I‾ + 5I‾ + 2H₂O.

Испытания следует проводить в  щелочной среде. В кислой среде тетрайодмеркурат калия разрушается с выделением кирпично-красного осадка йодида ртути.

В качестве эталона сравнения используют раствор, полученный прибавлением к 10 мл эталонного раствора аммония (1 ррm NH₄) 5 мл воды и 0,3 мл раствора калия тетрайодмеркурата щелочного. Пробирки закрывают и через 5 минут сравнивают интенсивность окраски.

Методика: количество испытуемого вещества, указанное в частной статье, помещают в пробирку, растворяют в 14 мл воды Р, при необходимости подщелачивают раствором натрия гидроксида разведенным Р и доводят объем раствора водой Р до 15 мл. Прибавляют 0,3 мл раствора калия тетрайодмеркурата щелочного Р.

В качестве эталона используют раствор, полученный прибавлением к 10 мл эталонного раствора аммония (1 ррm NH₄) P 5 мл воды Р и 0,3 мл раствора калия тетрайодмеркурата щелочного Р. Пробирки закрывают.

Через 5 мин желтая окраска испытуемого раствора должна быть не интенсивнее окраски эталона.

Метод В

Растертое испытуемое вещество помещают в сосуд, растворяют или суспендируют в небольшом количестве воды, закрывают  полиэтиленовой пробкой. Прибавляют магния оксид тяжелый. Помещают в сосуд под пробку полоску смоченной серебряно-марганцевой бумаги. Сосуд выдерживают 30 минут при температуре 40⁰С.

При наличии аммиака создается  щелочная среда, а чем больше она, тем интенсивнее окраска серебряно-марганцевой  бумаги:

MnSO₄ + 2AgNO₃ + 4NH₄OH → MnO₂ + 2Ag↓ + 2NH₄NO₃ + (NH₄)₂SO₄ + 2H₂O.

Параллельно готовят  эталон, используя эталонный раствор  аммония (1 ррm NH₄).

Методика: количество тщательно растертого испытуемого вещества, указанное в частной статье, помещают в сосуд вместимостью 25 мл, снабженный полиэтиленовой пробкой, и растворяют или суспендируют в 1 мл воды Р. Прибавляют 0,30 г магния оксида тяжелого Р, помещают в сосуд под пробку полоску серебряно-марганцевой бумаги Р, смоченную несколькими каплями воды Р, таким образом, чтобы отрезок бумаги размером 5x5 мм находился ниже нижнего края пробки, после чего сосуд немедленно закрывают пробкой. Перемешивают содержимое сосуда круговыми движениями, не допуская попадания брызг на бумагу, и выдерживают в водяном термостате при температуре 40⁰С в течение 30 мин.

Параллельно в этих же условиях готовят эталон. К указанному в частной статье количеству эталонного раствора аммония (1 ррm NH₄) Р прибавляют 1 мл воды Р, 0,30 г магния оксида тяжелого Р и далее поступают, как с испытуемым раствором.

Серая окраска серебряно-марганцевой  бумаги Р, полученная в опыте с  испытуемым раствором, должна быть не интенсивнее окраски серебряно-марганцевой  бумаги Р, полученной в опыте с эталоном.

Метод С

Применяют для образцов, содержащих щелочноземельные и тяжелые металлы.

Испытания проводят аналогично методу А, но перед этим прибавляют натрия гидроксид и натрия карбонат. Выпавшие оксиды, гидроксиды и карбонаты отфильтровывают.

Методика: количество испытуемого вещества, указанное в частной статье, помещают в пробирку, растворяют в минимальном объеме воды Р, прибавляют при охлаждении 2 мл раствора натрия гидроксида разведенного Р и 2 мл раствора натрия карбоната Р. Раствор разводят водой Р до указанной в частной статье концентрации, взбалтывают и фильтруют. 10 мл полученного фильтрата помещают в пробирку, доводят объем раствора водой Р до 15 мл и прибавляют 0,3 мл раствора калия тетрайодмеркурата щелочного Р.

В качестве эталона используют смесь 10 мл эталонного раствора аммония (1 ррm NH₄) Р, 5 мл воды Р и 0,3 мл раствора калия тетрайодмеркурата щелочного Р. Пробирки закрывают.

Через 5 мин желтая окраска  испытуемого раствора должна быть не интенсивнее окраски эталона.

Метод D

Применяют для образцов, содержащих более 300 ррm примеси железа.

Испытания проводят аналогично методу А, но перед этим прибавляют раствор натрия гидроксида и раствор калия-натрия тартрата.

Реакции обнаружения  ионов NH₄⁺ с помощью калия тетрайодмеркурата щелочного мешают ионы железа, которые образуют со щелочью окрашенные гидроксиды, нерастворимые в воде. Калия-натрия тартрат образует растворимые комплексы с железом.

Методика: количество испытуемого вещества, указанное в частной статье, помещают в пробирку, растворяют в 10 мл воды Р, прибавляют 2 капли раствора натрия гидрооксида разведенного Р и 3 мл раствора 200 г/л калия-натрия тартрата Р. Тщательно перемешивают, доводят объем раствора водой Р до 15 мл и прибавляют 0,3 мл раствора калия тетрайодмеркурата щелочного Р. Пробирку закрывают.

Параллельно в этих же условиях готовят эталон, используя  вместо 10 мл испытуемого раствора 10 эталонного раствора аммония (1 ррm NH₄) P.

Через 5 мин желтая окраска испытуемого  раствора должна быть не интенсивнее  окраски эталона.

 

МЫШЬЯК

Метод А

Химическая сущность метода заключается в восстановлении соединений мышьяка (содержащегося в испытуемом препарате) цинком в кислой среде до арсина (AsH₃):

Zn⁰ – 2e → Zn²⁺;

As³⁺ + 6e → As^3–;

As^3– + 3H⁺ → AsH₃↑.

AsH₃ + HgBr₂ → AsH₂HgBr + HBr;

AsH₃ + 2HgBr₂ → AsH(HgBr)₂ + 2HBr;

AsH₃ + 3HgBr₂ → As(HgBr)₃ + 3HBr;

As(HgBr)₃ + AsH₃→ As₂Hg₃↓ + 3HBr.

Последний проходит слой ваты, смоченной ацетатом свинца, который  связывает восстановители (H₂S, SO₂):

(CH₃COO)₂Pb + H₂S → PbS↓ + 2CH₃COOH;

(CH₃COO)₂Pb + SO₂ + 2H₂O → Pb↓ + 2CH₃COOH + H₂SO₄.

Присутствие сероводорода и диоксида серы недопустимо, так как диоксид серы может восстановить ртути дихлорид до свободной ртути:

HgCl₂ + SO₂ + 2H₂O → Hg↓ + 2HCl + H₂SO₄.

Сероводород может образовать ртути сульфид:

HgCl₂ + H₂S → HgS↓ + 2HCl.

Методика: прибор (см. рис. 2.4.2.-1) состоит из конической колбы вместимостью 100 мл, закрытой стеклянной притертой пробкой, через которую проходит стеклянная трубка длиной около 200 мм, с внутренним диаметром 5 мм. Нижняя часть трубки вытянута до внутреннего диаметра 1,0мм; на расстоянии 15 мм от кончика трубки расположено боковое отверстие диаметром от 2 мм до 3 мм. Трубка помещена таким образом, чтобы боковое отверстие находилось минимум на 3 мм ниже нижней поверхности пробки. Верхний конец трубки должен иметь совершенно плоскую притертую поверхность, расположенную под прямым углом к оси трубки. Другая стеклянная трубка длиной 30 мм с таким же внутренним диаметром и такой же плоской притертой поверхностью помещается сверху первой и плотно прикрепляется к ней двумя пружинами.

Нижнюю трубку неплотно заполняют 50-60 мг свинцово-ацетатной ваты Р или помещают небольшой ватный тампон и скрученную в трубочку полоску свинцово-ацетатной бумаги Р, массой 50-60 мг. Между плоскими поверхностями трубок помещают кусочек ртутно-бромидной бумаги Р такого размера, чтобы закрыть отверстие трубки (15x15 мм).

Указанное количество испытуемого  вещества помещают в коническую колбу  и растворяют в 25 мл воды Р, или указанный объем испытуемого раствора помещают в коническую колбу; доводят объем раствора водой Р до 25мл. Прибавляют 15 мл кислоты хлористоводородной Р, 0,1 мл раствора олова (II) хлорида Р, 5 мл раствора калия йодида Р, оставляют на 15 мин и затем прибавляют 5 г цинка активированного Р. Немедленно соединяют две части прибора, колбу помещают в водяную баню, температура которой поддерживается такой, чтобы обеспечить равномерное выделение газа.

NB! Должен быть рисунок прибора

Рис. 2.4.2.-1. Прибор для испытания  на мышьяк (метод А, размеры указаны  в миллиметрах).

Параллельно в этих же условиях проводят опыт с эталоном, состоящим из 1 мл эталонного раствора мышьяка (1 ррm As) P и 24 мл воды Р.

По истечении не мене 2 ч окраска  ртутно-бромидной бумаги, полученная в опыте с испытуемым раствором, должна быть не интенсивнее окраски  ртутно-бромидной бумаги, полученной в опыте с эталоном.

Метод В

Метод В применяют в случае определения  наряду с мышьяком селена и теллура, а также при определении мышьяка  в образцах, содержащих сурьму, висмут, ртуть и серебро, а также сульфиды и сульфиты, и в некоторых других случаях.

Соединения мышьяка под действием  фосфорноватистой кислоты в присутствии кислоты хлористоводородной и калия йодида при нагревании восстанавливаются до металлического мышьяка и в зависимости от концентрации дают бурый осадок или бурое окрашивание:

NaH₂PO₂ + HCl → NaCl + H₃PO₂;

As₂O₃ + 3H₃PO₂ → 2As + 3H₃PO₃;

As₂O₅ + 5H₃PO₂ → 2As + 5H₃PO₃.

Калия йодид и в первом и во втором методах добавляют для  того, чтобы проверить есть окислитель в реакционной смеси. Если есть, идет реакция:

I^– + [O] → I₂.

Методика: количество испытуемого вещества, указанное в частной статье, помещают в пробирку, содержащую 4 мл кислоты хлористоводородной Р и около 5 мг калия йодида Р, и прибавляют 3 мл реактива гипофосфита Р. Смесь нагревают на водяной бане в течение 15 мин, время от времени встряхивая.

Параллельно в этих же условиях готовят эталон, используя вместо испытуемого вещества 0,5 мл эталонного раствора мышьяка (10 ррm As) P.

После нагревания на водяной бане окраска испытуемого раствора должна быть не интенсивнее окраски эталона.

Метод А

Температура водяной бани не должна превышать 40⁰С.

 

КАЛЬЦИЙ

Растворы солей кальция дают с аммония оксалатом белый  мелкокристаллический осадок или белую  муть, нерастворимые в кислоте  уксусной, растворимые в минеральных  кислотах:

Ca²⁺ + (NH₄)₂C₂O₄ → CaC₂O₄↓ + 2NH₄⁺;

CaC₂O₄↓ + 2HCl → CaCl₂ + H₂C₂O₄.

При приготовлении всех растворов, применяемых в данном испытании, должна использоваться вода дистиллированная Р.

Методика: к 0,2 мл эталонного раствора кальция спиртового (100 ррm Са) Р прибавляют 1 мл раствора аммония оксалата Р. Через 1 мин прибавляют смесь 1 мл кислоты уксусной разведенной Р и 15 мл раствора, содержащего указанное в частной статье количество испытуемого вещества, и встряхивают.

Параллельно в этих же условиях готовят эталон, используя  смесь 1 мл кислоты уксусной разведенной Р, 10 мл эталонного раствора кальция водного (10 ррm Са) Р и 5 мл воды дистиллированной Р.

Через 15 мин опалесценция испытуемого раствора не должна превышать  опалесценцию эталона.

 

ХЛОРИДЫ

В основе определения  примеси хлоридов лежит реакция  образования белого творожистого осадка серебра хлорида:

Cl‾ + Ag⁺ → AgCl↓.

Создание азотнокислой среды требуется из-за возможного присутствия в воде углекислоты, которая способна образовывать осадок серебра карбоната (Ag₂CO₃) белого цвета. В щелочной среде образуется серебра гидроокись (AgOH), затем серебра окись (Ag₂O). Другие кислоты не применяют, так как они могут давать осадки (например, Ag₂SO₄, Ag₃PO₄). Хлористоводородная кислота вводит в реакционную смесь определяемый ион.

Образующийся серебра  хлорид растворяется в растворе аммиака с образованием бесцветного комплекса:

AgCl↓ + 2NH₄OH → [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O.

При прибавлении к  этому раствору кислоты азотной  снова выпадает творожистый осадок серебра хлорида:

[Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl‾ + 2H⁺ →AgCl↓+ 2NH₄⁺.

Методика: к 15 мл раствора, указанного в частной статье, прибавляют 1 мл кислоты азотной разведенной Р и выливают смесь в один прием в пробирку, содержащую 1 мл раствора серебра нитрата Р₂.

Параллельно в этих же условиях готовят эталон, используя  вместо 15 мл испытуемого раствора 10 мл эталонного раствора хлорида (5 ррm Cl) Р и 5 мл воды Р. Пробирки помещают в защищенное от света место.