DE1229759B

DE1229759B - Method for the determination of water-soluble salts of phosphoric acid

Info

Publication number: DE1229759B
Application number: DEH43786A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Reginald Wildenhayn
Original assignee: HEYL CHEM FAB K G GEB
Current assignee: HEYL CHEM FAB K G GEB
Priority date: 1961-10-04
Filing date: 1961-10-04
Publication date: 1966-12-01

Description

Verfahren zur Bestimmung wasserlöslicher Salze der Phosphorsäure Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung wasserlöslicher Salze der Phosphorsäure durch Zugabe eines Überschusses eines Kations, welches mit Phosphat einen schwerlöslichen Niederschlag bildet.Method for the determination of water-soluble salts of phosphoric acid The The invention relates to a method for determining water-soluble salts of phosphoric acid by adding an excess of a cation, which is poorly soluble with phosphate Precipitation forms.

In der modernen Wasseraufbereitungstechnik spielt die Phosphatimpfung eine große Rolle. Phosphate werden technischen Wässern aus den verschiedensten Gründen zugesetzt, wie z. B. zur Erzielung eines feinen Kalkschlammes an Stelle von Kesselstein, zur Ausfällung letzter Härtespuren aus enthärtetem Wasser, als Korrosionsschutz usw. Um Störungen zu vermeiden, werden die Grenzen der Phosphatkonzentration genau vorgeschrieben, und es wird versucht, durch Dosiergeräte verschiedenster Bauart diese Grenzen einzuhalten. Hierzu ist eine analytische Überwachung dringend erforderlich, jedoch stößt diese in der Technik auf große Schwierigkeiten, insbesondere deshalb, weil es sich im allgemeinen um Konzentrationen im ppm-Bereich handelt. Zuverlässige Phosphatbestimmungen konnten bislang nur im Laboratorium von geschultem Personal unter entsprechendem zeitlichem und apparativem Aufwand durchgeführt werden, so daß nur größere Betriebe in der Lage waren, eine zuverlässige, regelmäßige Phosphatkontrolle durchzuführen. In der Laboratoriumspraxis sind zahlreiche gravimetrische, titrimetrische und colorimetrische Methoden bekannt, die aber zumeist eine Isolierung des Phosphations von störenden Begleitstoffen erforderlich machen und zum Teil einen erheblichen apparativen Aufwand bedingen. Phosphate vaccination plays a role in modern water treatment technology a major role. Phosphates are used in technical waters for a variety of reasons added such. B. to achieve a fine lime sludge instead of scale, to precipitate the last traces of hardness from softened water, as corrosion protection etc. In order to avoid disturbance, the limits of the phosphate concentration become precise prescribed, and attempts are made to use various types of dispenser to adhere to these limits. Analytical monitoring is urgently required for this, however, this encounters great difficulties in technology, in particular because because these are generally concentrations in the ppm range. Reliable Up to now, phosphate determinations have only been possible in the laboratory by trained personnel be carried out with a corresponding expenditure of time and equipment, see above that only larger farms were able to have reliable, regular phosphate control perform. In laboratory practice there are numerous gravimetric, titrimetric and colorimetric methods are known, but they mostly isolate the phosphate ion of disruptive accompanying substances and sometimes a considerable amount require equipment expense.

Der Standard-Phosphatnachweis mit Molybdat eignet sich kaum für Titrationsverfahren. Er ist vorwiegend gravimetrisch, bestenfalls colorimetrisch auszuwerten. Für eine brauchbare »Feldmethodea fallen aber diese beiden Möglichkeiten aus und werden zudem in der Praxis wegen zu geringer Genauigkeit abgelehnt. The standard phosphate detection with molybdate is hardly suitable for titration methods. It is predominantly to be evaluated gravimetrically, at best colorimetrically. For one but these two possibilities fail and are moreover usable field methods rejected in practice due to insufficient accuracy.

Andere Methoden, die wie das Ammonium-Magnesium-Phosphat-Verfahren einer komplexometrischen Auswertung zugänglich sind, setzen eine quantitative Abtrennung des Niederschlages voraus, so daß eine einfache Rücktitration keinesfalls möglich ist. Other methods like the ammonium magnesium phosphate method are accessible to a complexometric evaluation, set a quantitative separation of the precipitate, so that a simple back titration is by no means possible is.

Aus keiner dieser Methoden kann durch entsprechende Modifikationen eine laborunabhängige und doch zuverlässige, narrensichere Schnellmethode entwickelt werden, wie sie von der Wasseraufbereitungstechnik so dringend gewünscht wird. None of these methods can be modified by appropriate modifications developed a laboratory-independent yet reliable, foolproof rapid method as it is so urgently required by water treatment technology.

Die Schwierigkeiten lagen in erster Linie darin, daß eine vorangehende Isolierung oder zumindest eine Anreicherung des normalerweise in den zur Untersuchung kommenden Wässern nur in ppm-Mengen vorhand nen Phosphations nicht in Frage kam, weil dazu labormäßige Operationen erforderlich sind und für eine »Feldmethode« schon einfache Filtration oder das Erhitzen von Lösungen ausgeschlossen ist. The main difficulty lay in the fact that a previous one Isolation or at least an enrichment of what is normally found in the study phosphate ion was out of the question in coming waters only in ppm quantities, because this requires laboratory operations and a "field method" does simple filtration or heating of solutions is excluded.

Die Schwierigkeiten werden noch dadurch vergrößert, daß Reaktionen auf Anionen im allgemeinen weniger spezifisch sind als solche auf Kationen. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung verlangt aber, daß die Phosphat-Konzentrationen sicher und genau bestimmt werden, auch in Gegenwart oft um ein Vielfaches größerer Mengen anderer im Brauchwasser normalerweise gelöster Salze, insbesondere Carbonate, Silicate, Sulfate, Chloride, Nitrate usw. von Natrium, Kalium, Eisen, Ammonium usw. The difficulties are compounded by the fact that reactions are generally less specific on anions than those on cations. the The object of the invention, however, requires that the phosphate concentrations can be determined safely and precisely, often many times greater, even in the present Amounts of other salts normally dissolved in service water, in particular carbonates, Silicates, sulfates, chlorides, nitrates etc. of sodium, potassium, iron, ammonium etc.

Es ist bekannt, daß beim Phosphatnachweis mit Molybdat Chlorid wie auch Silicat erheblich stören.It is known that in the detection of phosphate with molybdate chloride such as also significantly interfere with silicate.

Ziel dieser Erfindung ist es, dem Praktiker die Möglichkeit zu geben, unabhängig vom Labor und unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile in wenigen Minuten zuverlässig den Gehalt einer Wasserprobe an gelösten Phosphaten zu bestimmen. The aim of this invention is to give the practitioner the opportunity to independent of the laboratory and avoiding the aforementioned disadvantages in a few Minutes to reliably determine the content of dissolved phosphates in a water sample.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß als Fällungsmittel ein wasserlösliches Lanthansalz verwendet wird. The inventive method is characterized in that as A water-soluble lanthanum salt is used as the precipitant.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Lanthan ein sehr schwer lösliches Phosphat bildet, während die meisten anderen Lanthansalze leicht löslich sind. The invention is based on the knowledge that lanthanum is very heavy Forms soluble phosphate, while most other lanthanum salts are easily soluble are.

Der pH-Wert der Wasserprobe sollte unterhalb 7 liegen, vorzugsweise bei 4 bis 5. Das Fällungsmittel wird deshalb zweckmäßigerweise in einer Pufferlösung dieses pH-Wertes aufgelöst, und zwar in einer solchen Konzentration, daß sich ein einfaches Verhältnis zur Phosphatkonzentration (gemessen in ppm PSOs) ergibt. The pH of the water sample should be below 7, preferably at 4 to 5. The precipitant is therefore expediently in a buffer solution this pH value dissolved, and in such a concentration that a simple ratio to the phosphate concentration (measured in ppm PSOs).

Man geht zweckmäßig so vor, daß einer abgemessenen Wasserprobe ein genau dosierter Überschuß der Salzlösung eines löslichen Lanthansalzes, z. B. das Nitrat oder Acetat, zugesetzt und der Überschuß an Fällungsmittel anschließend gegen einen geeigneten Farbindikator komplexometrisch bestimmt wird. It is expedient to proceed in such a way that a measured water sample is received precisely dosed excess of the salt solution of a soluble lanthanum salt, e.g. B. that Nitrate or acetate, added and then the excess precipitant against a suitable color indicator is determined complexometrically.

Die Rücktitration des jiherschüssigen Fällungsmittels erfolgt mit einem geeigneten Komplexbildner, beispielsweise dem Dinatriumsalz der Äthylendiamintetraessigsäure; dieser Komplexbildner wird als Lösung oder (vorzugsweise) in fest dosierter Form angewendet, mit Vorteil in einer solchen Konzentration, däß eine Einheit, z. B. 1 mi oder 1 Tablette, in einem einfachen Verhältnis zur Phosphatkonzentration steht, z. B. The back titration of the excess precipitant is carried out with a suitable complexing agent, for example the disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid; this complexing agent is used as a solution or (preferably) in fixed doses applied, with advantage in such a concentration that one unit, e.g. B. 1 ml or 1 tablet, in a simple ratio to the phosphate concentration, z. B.

10 ppm P2O5. Es wurde gefunden, daß Brompyrogallolrot als Indikator gut geeignet ist, insbesondere wenn es in einem polymeren Alkohol, beispielsweise Polyäthylenglykol, gelöst ist, da hierdurch Störungen durch höhere Sulfatkonzentrationen bei der Titration ausgeschaltet werden.10 ppm P2O5. It was found that pyrogallol red was used as an indicator is well suited, especially when it is in a polymeric alcohol, for example Polyethylene glycol, is dissolved, as this interferes with higher sulfate concentrations switched off during titration.

Beispiele für die Herstellung der benötigten Reagenzien: 1. Herstellung der standardisierten Lanthan-Pufferlösung 200 g Trishydroxymethylaminomethan werden in 500 ml Wasser gelöst. Durch Zusatz von etwa 200 g Eisessig wird der pH-Wert auf 4,5 gebracht. Dann werden 6,110g reinstes kristallisiertes Lanthannitrat darin aufgelöst, und die Lösung wird mit Wasser auf 980 ml verdünnt. Nach der Gehaltsbestimmung in einem aliquoten Teil dieser Lösung durch komplexometrische Titration wird durch weiteres Verdünnen der Gehalt der Lösung an Lanthan auf 1,957 gel gebracht. Examples of the preparation of the reagents required: 1. Preparation the standardized lanthanum buffer solution will be 200 g of trishydroxymethylaminomethane dissolved in 500 ml of water. The pH value is increased by adding about 200 g of glacial acetic acid 4.5 brought. Then 6.110g of the purest crystallized lanthanum nitrate are dissolved in it, and the solution is diluted to 980 ml with water. After determining the content in an aliquot of this solution is made by complexometric titration by further dilution brought the lanthanum content of the solution to 1.957 gel.

2. Herstellung des Indikators S g Brompyrogallolrot werden in 1 1 Polyäthylenglykol 400 gelöst. ' 3. Herstellung der Tittationstabletten 10,84 g kristallisiertes Dinatriumäthylendiamintetraacetat werden mit 989 g Dextrose und 0,5 g Stearinsäure homogen vermischt und zu Tabletten von je 50 mg verpreßt, Ausführungsbeispiele des Verfahrens: a) Labormäßige Ausführung der Phosphatbestimmung 100 ml der zu untersuchenden Wasserprobe werden durch Zugabe einiger Milliliter Pufferlösung auf einen pH-Wert von 4,5 bis 5 gebracht. Dann werden 10 m einer Lanthannitratlösung hinzupipettiert, die 1,957 g Lanthan pro Liter enthält. Durch Zusatz einiger Tropfen einer 0,5 obigen Lösung von Brompyrogallolrot in Polyäthylenglykol 400 färbt sich die Lösung kornblumenblau. Nunmehr wird mit einer EDTA- Lösung, die 5,244 g EDTA pro Liter enthält, bis zum Farbumschlag nach Rotviolett titriert. Ein Verbrauch von beispielsweise 9 mol Titrationslösung entspricht einem Gehalt der Probe an 10 ppm P2O5, 5 ml entsprechen 50 ppm, 1 ml entspricht 90 ppm, usw. 2. Production of the indicator S g of bromopyrogallol red are in 1 1 Polyethylene glycol 400 dissolved. 3. Production of the Tittation tablets 10.84 g crystallized Disodium ethylenediamine tetraacetate with 989 g of dextrose and 0.5 g of stearic acid mixed homogeneously and compressed to tablets of 50 mg each, exemplary embodiments of the Procedure: a) Laboratory execution of the phosphate determination 100 ml of the to be examined Water samples are brought to a pH value by adding a few milliliters of buffer solution brought from 4.5 to 5. Then 10 ml of a lanthanum nitrate solution are pipetted in, which contains 1.957 g of lanthanum per liter. By adding a few drops of a 0.5 above Solution of bromopyrogallol red in polyethylene glycol 400 turns the solution cornflower blue. Now, with an EDTA Solution containing 5.244 g EDTA per liter up to Color change titrated to red-violet. A consumption of, for example, 9 mol of titration solution corresponds to a content of 10 ppm P2O5 in the sample, 5 ml corresponds to 50 ppm, 1 ml corresponds to 90 ppm, etc.

Bei einem P2O5-Gehalt von über 100 ppm färbt sich die Probe sofort nach Zugabe des Indikators rotviolett. In solchen Fällen muß der Lnnthanzusatz verdoppelt bzw. vervielfacht werden. b) Ausführung der laborunabhängigen Phosphatbestimmung Ein Meßröhrchen wird genau bis zur 10-ml-Marke mit der zu untersuchenden Wasserprobe gefüllt. Aus einer Pipette gibt man 1 mi Lanthan-Pufferlösung nach Beispiel 1 und dann 2 Tropfen der Indikator-Lösung nach Beispiel 2 hinzu, und anschließend löst man nacheinander so viele Titrationstabletten nach Beispiel 3 in der Wasserprobe, bis der Farbumschlag von Blau nach Rotviolett erfolgt. Der P2O5-Gehalt in ppm errechnet sich zu: 10 minus Anzahl verbrauchter Tabletten multipliziert mit 10, also z. B. bei 3 Tabletten 70 ppm. If the P2O5 content exceeds 100 ppm, the sample changes color immediately red-violet after adding the indicator. In such cases, the addition of intan must be doubled or be multiplied. b) Execution of the laboratory-independent phosphate determination A measuring tube is exactly up to the 10 ml mark with the water sample to be examined filled. 1 ml of lanthanum buffer solution according to Examples 1 and 2 are added from a pipette then add 2 drops of the indicator solution according to Example 2, and then dissolve one after the other as many titration tablets as in Example 3 in the water sample, until the color changes from blue to red-violet. The P2O5 content is calculated in ppm result in: 10 minus the number of tablets used multiplied by 10, e.g. B. with 3 tablets 70 ppm.

Die Erfindung ermöglicht auch dem Nichtchemiker eine einfache, schnelle und zuverlässige- Phosphatbestimmung. Die hierfür erforderlichen Chemikalien und Gerätschaften werden zweckmäßig in Form eines übersichtlichen Besteckes zusammengestellt, bestehend aus einem graduierten Meßröhrchen, einer Tropfflasche mit Indikatorlösung nach Beispiel 2, einer Flasche mit Lanthan-Pufferlösung nach Beispiel 1, einer 1-com-Pipette, einer Anzahl Titrationstabletten nach Beispiel 3 und einem Glasstab. Diese Bestandteile können in einer sinnvoll unterteilten Schachtel untergebracht sein, die bequem in der Tasche zu tragen ist. The invention also enables the non-chemist to carry out a simple and quick process and reliable phosphate determination. The chemicals required for this and Equipment is expediently put together in the form of clear cutlery, consisting of a graduated measuring tube, a dropper bottle with indicator solution according to example 2, a bottle with lanthanum buffer solution according to example 1, a 1-com pipette, a number of titration tablets according to Example 3 and a glass rod. These components can be housed in a sensibly divided box that can be conveniently stored in to be carried in the bag.

Claims

Claims: 1. Method for determining water-soluble salts the phosphoric acid by adding an excess of a cation, which with phosphate forms a sparingly soluble precipitate, characterized in that as a precipitant a water-soluble lanthanum salt is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that at one pH below 7, preferably 4 to 5, is used.