Определение борной кислоты методами потенциометрического анализа

Для многих живых организмов бор - жизненно важный элемент. Он входит в число пяти важнейших микроэлементов. Соединения бора сравнительно давно применяются во многих отраслях хозяйства, в том числе в медицине, в стекольной промышленности, в сталелитейном производстве; один из изотопов бора применяют для изготовления регулирующих стержней ядерных реакторов, служащих для прекращения реакций деления. Бор и ряд его соединений используются как диэлектрики и полупроводниковые материалы; обширное применение находят борная кислота и ее соединения, а также бориды и др.

Многие объекты требуют контроля содержания бора. Последний обычно отгоняют из солянокислого раствора в виде летучего эфира, в результате чего образуется смесь соляной и борной кислот. После оттитрования соляной кислоты остается борная кислота - слишком слабая кислота для прямого титрования. При добавлении многоатомного спирта (глицерин, маннит) образуется комплексная борная кислота -более сильный донор протонов.

В статье рассмотрена возможность количественного определения борной кислоты методами потенциометрического анализа - ионометрии и потенциометрического титрования.

Методом ионометрии изучена взаимосвязь между рН (а также потенциалом индикаторного электрода) и концентрацией указанных спиртов. Аналогичные исследования проведены с растворами сорбита и ксилита, содержащими борную кислоту. Выполненные исследования позволили однозначно предположить, что наблюдаемое повышение кислотности в растворах борной кислоты в присутствии спиртов свидетельствует о повышении силы кислоты, причем тем в большей степени, чем выше концентрация спиртов. Сделанный вывод экспериментально подтвержден определением электропроводности растворов борной кислоты и расчетом ее константы ионизации.

Установлена возможность ионометрического определения борной кислоты в присутствии сорбита (ксилита) с использованием прямолинейного участка на графической зависимости в координатах «Электродный потенциал индикаторного электрода – pCборн. к в качестве градуировочного графика; определение характеризуется хорошей воспроизводимостью (S, Sr) и высокой точностью (ε) результатов анализа.

Проведена серия параллельных опытов по определению борной кислоты методом потенциометрического титрования 0,1 М раствором гидроксида калия. Опытные растворы, помимо борной кислоты, содержали ксилит или сорбит с концентрацией I моль/л. Полученные данные говорят о хорошей сходимости результатов параллельных опытов, о чем свидетельствуют низкие значения стандартного отклонения S и относительного стандартного отклонения Sr. Достаточно низкое значение имеет и максимальная допустимая погрешность ε. Указанные параметры имеют лучшую характеристику для растворов, содержащих сорбит.

Итак, поставленная основная задача в данной работе нашла свое положительное решение: показана возможность количественного определения борной кислоты в виде комплексных соединений (ксилитоборной и сорбитоборной кислот) методами потенциометрического анализа - методом ионометрии с рН-стеклянным электродом и методом потенциометрического титрования. Из двух примененных в исследовании разновидностей потенциометрического анализа предпочтение с точки зрения точности и воспроизводимости при количественном определении борной кислоты следует отдать методу потенциометрического титрования, нежели методу ионометрии.

С точки же зрения экспрессности анализа более целесообразным следует считать метод ионометрии. В этом методе время затрачивается лишь на приготовление стандартных растворов и построение градуировочного графика. Само же индивидуальное определение анализируемого объекта проводится достаточно быстро - всего несколько минут.