Ćwiczenie nr 8
ANALIZA SUPERFOSFATU - OZNACZENIE ZAWARTOŚCI P
2O
5ROZPUSZCZALNEGO W WODZIE
Cel ćwiczenia:
Oznaczenie zawartości P2O5 w superfosfacie metodą molibdenianową. Cele kształcenia:
Student po wykonaniu ćwiczenia:
ma wiedzę z zakresu podstawowych pojęć technologii chemicznej; zna metody analizy technicznej związków chemicznych;
ma wiedzę z zakresu nawozów naturalnych i sztucznych: fosforowych, azotowych i mieszanych oraz rozpuszczalności związków fosforowych;
potrafi otrzymać superfosfat i zna podstawy fizykochemiczne stosowanego oznaczenia fosforu;
zna podstawowe właściwości fizykochemiczne gleb oraz ekologiczne skutki nawożenia gleb;
opracowuje sprawozdania z przeprowadzonych ćwiczeń laboratoryjnych;
ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania, związane z pracą zespołową oraz za bezpieczeństwo pracy w laboratorium.
Odczynniki i sprzęt laboratoryjny, stosowana aparatura pomiarowa:
Odczynniki: superfosfat, roztwór molibdenianu amonowego, 1M roztwór KOH, 0.05M roztwór H2SO4, fenoloftaleina.
Sprzęt laboratoryjny: moździerz, zestaw do sączenia, sączki, 2 kolby miarowe 250 ml, pipeta, biureta 50 ml, cylindry: 25, 500, 50 ml, 3 zlewki: 100 i 400 lub 600 ml, 4 zlewki 250 ml, bagietka, palnik, siatka, trójnóg.
Karty charakterystyki:
Karty charakterystyki używanych odczynników znajdują się w sali C1/01 w miejscu wskazanym przez prowadzącego zajęcia na pierwszych ćwiczeniach.
Superfosfat otrzymuje się z koncentratu fosforanowego (apatyt lub fosforyt) zgodnie z równaniem reakcji:
Ca3(PO4)2 + 2 H2SO4 Ca(H2PO4)2 + 2 CaSO4
Podczas analizy związków kwasu fosforowego – rozpuszczalnych lub nierozpuszczalnych w wodzie – należy najpierw uzyskać ekstrakt analizowanej substancji, w którym P2O5 znajduje się w
postaci rozpuszczonej. W zależności od właściwości związku kwasu fosforowego próbkę rozpuszcza się w kwaśnym lub obojętnym wodnym środowisku i w uzyskanym roztworze oznacza się zawartość P2O5.
1. 2,5 g superfosfatu rozetrzeć w moździerzu, najpierw na sucho, a następnie z 20 – 25 cm3
wody.
2. Ciecz zdekantować na sączek i sączyć próżniowo do kolby miarowej o pojemności 250 cm3.
Pozostałość w moździerzu przerobić wyżej podanym sposobem jeszcze trzy razy, po czym przelać na sączek i przemyć wodą do uzyskania 200 cm3 przesączu . Następnie dolać do kolby
wody do kreski i dokładnie mieszać.
Uzyskany roztwór zawiera P2O5 rozpuszczalny w wodzie. W osadzie pozostają związki kwasu
fosforowego rozpuszczalne w cytrynianie oraz nierozpuszczalne. Związki kwasu fosforowego rozpuszczalne w wodzie oznacza się sposobem molibdenianowym.
3. Oznaczenie P2O5 sposobem molibdenianowym
Metoda polega na strącaniu molibdenianu fosforowo- amonowego w obecności nadmiaru kwasu azotowego i rozpuszczeniu powstałego osadu mianowanym roztworem KOH.
W celu oznaczenia ilości fosforanów rozpuszczalnych w wodzie pobrać 10 cm3 z przesączu
ekstraktu wodnego do zlewki, o pojemności 250 cm3
Do przesączu dolać 40 cm3wody. Roztwór mieszać bagietką szklaną, następnie dodać 50 cm3
roztworu molibdenianu amonowego i ponownie mieszać przez 30 minut. Powstały osad odsączyć od roztworu (na sączku karbowanym) i przemyć kilkakrotnie wodą. Po przemyciu sączek z osadem włożyć do zlewki, dolać 50 cm3 wody destylowanej i taką ilość 1 M roztworu
KOH, aby po rozpuszczeniu osadu pozostał niewielki nadmiar wodorotlenku. Zanotować dodaną ilość wodorotlenku sodu. Nadmiar wodorotlenku odmiareczkować w obecności fenoloftaleiny 0.05M kwasem siarkowym. Reakcję powstawania osadu można przedstawić następującym równaniem:
H3PO4 + 12 (NH4)2MoO4+ 21 HNO3 (NH4)3PO4x 12 MoO3+ 21 NH4NO3+ 12 H2O
Podczas rozpuszczania osadu wodorotlenku potasu przebiega reakcja:
Literatura:
1. Kuczyński W., Ćwiczenia z technologii chemicznej, PWN Warszawa, 1974 2. Kępiński J. Technologia chemiczna nieorganiczna, PWN Warszawa, 1984 3. Tokarzewski L. Chemia i technologia związków wielkocząsteczkowych oraz
półproduktów do ich syntezy, Wydawnictwo UŚ, 1984 Instrukcja do sporządzenia sprawozdania:
Sprawozdanie powinno zawierać reakcje zachodzące w czasie oznaczania zawartości P2O5 (rozpuszczalnego w wodzie) w superfosfacie metodą molibdenianową oraz obliczenia prowadzące do określenia procentowej zawartości P2O5 w badanej próbce superfosfatu oraz wnioski.
Wzór sprawozdania:
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 8
ANALIZA SUPERFOSFATU. OZNACZENIE ZAWARTOŚCI P
2O
5Imię nazwisko data
... ... Nr grupy, kierunek, rok studiów
...
Reakcje zachodzące w czasie oznaczania zawartości P2O5 (rozpuszczalnego w wodzie) w superfosfacie metodą molibdenianową:
a) Strącanie osadu molibdenianu fosforowo-amonowego:
b) Rozpuszczenie osadu molibdenianu fosforowo-amonowego w wodorotlenku potasu:
c) Zobojętnienie nadmiaru wodorotlenku potasu kwasem siarkowym:
2. Obliczenia:
a) ilość moli KOH dodanych do osadu molibdenianu fosforowo-amonowego b) ilość moli H2SO4 biorących udział w reakcji neutralizacji
c) nadmiar KOH (ilość moli KOH)
d) ilość moli KOH biorących udział w reakcji strącania osadu molibdenianu fosforowo-amonowego
e) ilość moli rozpuszczonego molibdenianu fosforowo-amonowego
f) ilość moli kwasu fosforowego biorącego udział w reakcji strącania osadu molibdenianu fosforowo-amonowego
g) ilość moli kwasu fosforowego w całej próbce wziętej do analizy (250 cm3) h) ilość moli P2O5 w H3PO4
i) masa (w gramach) P2O5
j) obliczenie procentowej zawartości P2O5 w badanej próbce superfosfatu (%P2O5)