СПОСОБ СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОЛОТА (III) Российский патент 2008 года по МПК G01N21/78 G01N31/22 

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения золота (III) во вторичном сырье и ломе, в природном сырье и технологических растворах.

Известен способ сорбционно-спектроскопического определения Au, Pt, Pd, Ag и Hg в виде окрашенных комплексов с азороданинами, тиродином и сульфонитрофенолом в кислых растворах на полиамидной основе [Гурьева Р.Ф., Савин С.Б. // Журн. аналит. химии. 2000. Т.55. №3. С.280-285].

Известен способ сорбционно-фотометрического определения золота (III) с родазолом X, иммобилизированным на капроновой мембране, которая позволяет определять золото (III) в среде 0,1 М HCl в интервале - 0,02-1 мкг / 25 мл. При этом аналогичную реакцию дают Cu, Pd, и Pt [Гурьева P.O., Савин С.Б. // Журн. аналит. химии. 1997. Т.52. №3. С.247-252].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ концентрирования и разделения элементов на хелатных сорбентах [Мясоедова Г.В., Елисеева О.П., Савин С.Б. и др. // Журн. аналит. химии. 1972. Т. XXVII. №10. С.2004-2008], недостатком которого является то, что авторы, проведя концентрирование и разделение элементов, не использовали дальнейшую возможность сорбционно-спектроскопического определения металлов в фазе сорбента.

Недостатком всех этих способов является то, что они определяют только сумму элементов Au, Pt, Pd и не решают проблему индивидуального определения золота (III) из растворов, а сорбенты, используемые в этих методах, обладают невысокой сорбционной емкостью и содержат реагент, закрепленный на поверхности только за счет физической адсорбции, что не гарантирует прочного связывания реагента.

Техническим результатом изобретения является повышение сорбционной емкости сорбента, а также повышение воспроизводимости и точности индивидуального определения золота (III) при экспрессных анализах.

Технический результат достигается тем, что в способе сорбционно - спектроскопического определения золота (III), включающем сорбцию золота (III) из солянокислых растворов, новым является то, что сорбцию осуществляют на высокоосновном анионообменнике АВ-17 (сополимеризационный сильноосновной монофункциональный анионит гелевой структуры, содержащий четвертичные бензилтриметиламмониевые функциональные группы) с предварительно закрепленным на нем в результате хемосорбции роданином, с последующим определением золота (III) в твердой фазе. Использование ионообменника АВ-17 с предварительно закрепленным на нем в результате хемосорбции роданином, повышает прочность закрепления реагента в фазе сорбента и значительно повышает сорбционную емкость по сравнению с другими известными способами.

В данном способе использовано свойство золота вступать во взаимодействие с роданином при нормальных условиях, при которых остальные благородные и тяжелые металлы с роданином не взаимодействуют, что повышает избирательность сорбции. Кроме того, ковалентно закрепленный на поверхности анионита роданин не вымывается при сорбции из неагрессивных сред.

Перечисленные выше признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Предварительно проводят модификацию ионита АВ-17 роданином, раствор которого готовят растворением точной навески массой 0,03475 г в 250 мл воды при нагревании не выше 70°С. Поскольку ионообменник АВ-17 содержит небольшое количество первичных аминогрупп, предварительно необходимо провести синтез первичных аминогрупп в сорбенте, для чего осуществляют нитрование ионита с последующим восстановлением нитрогрупп. Для нитрования 20 г ионита оставляют для набухания в 200 мл дихлорэтана на ночь. Затем ионит небольшими порциями вносят при перемешивании в охлажденную до 0-5°С нитрующую смесь: 40 мл HNO₃ (ρ=1,48 г/см³) и 100 мл Н₂SO₄ (ρ=1,84 г/см³). Смесь постепенно нагревают до 60°С и перемешивают при 60-80°С в течение 3 ч, после чего выливают в 1 л воды со льдом. Нитрополимер отфильтровывают и промывают водой до нейтральной реакции промывных вод. Восстановление проводят в круглодонной колбе емкостью 500 мл, снабженной обратным холодильником, в которую помещают 12 г нитрополимера, 80 г SnCl₂, 80 мл конц. HCl и 140 мл этанола. Смесь нагревают при 90°С в течение 20 ч, затем гранулы отфильтровывают, промывают вначале этанолом, затем 2М HCl до отсутствия реакции на SnCl₂ (проба с метиловым оранжевым). Прежде чем проводить реакцию азосочетания, необходимо получить из ионообменной смолы, содержащей первичные аминогруппы, соль диазония, для чего навески (m=0,2 г) анионита погружают в стакан с 1 мл 10% раствора нитрита натрия и 10 мл 2 М HCl, выдерживают 5 минут, в течение которых происходит диазотирование по имеющимся в ионите аминогруппам. Затем для азосочетания добавляют 2 мл 2 М NaOH 10 мл раствора роданина (С=10^-3 М) и выдерживают до наступления равновесия (20 минут). После чего анионообменник промывают дистиллированной водой и высушивают на воздухе в течение суток.

Сорбцию золота (III) проводят погружением навесок модифицированного ионита в стаканы с 10 мл исследуемого раствора, содержащего золото, после чего высушивают, а его остаточное содержание в растворе после сорбции находят фотометрически, а в фазе сорбента - по значению коэффициента диффузного отражения, измеренному на фотоколориметре «Пульсар» при длине волны 430 нм.

Содержание золота (III) рассчитывают по градуировочному графику. Для его построения в мерные колбы на 50 мл вводят аликвоты стандартного раствора золота (III) с концентрацией 0,197-197 мкг/л, доводят до метки 1М HCl и измеряют оптическую плотность при 311 нм. Коэффициент диффузного отражения пересчитывают в функцию Гуревича - Кубелки - Мунка по уравнению

ΔF(R)=[(1-R)²/2·R]-[(1-R_o)²/2·R_o],

где R и R° - коэффициенты диффузного отражения образца с реагентом - металлом и образца сравнения соответственно.

Строят зависимость в координатах ΔF(R) - С_Au (III) мкг/мл. Правильность разработанной методики проверялась методом «Введено» - «Найдено», при этом были получены результаты, приведенные в таблице.

 3,977  ВведеноНайденоSrΔ17,580 мг/г17,550 мг/г0,0220,028617,5650,2960,2700,0210,027317,5830,28617,6000,29317,6010,315    0,3213,9403,9130,0260,03383,9203,9253,945Sr - относительное стандартное отклонение

Таким образом, использование химически модифицированного роданином высокоосновного анионообменника АВ-17 для определения золота (III) увеличивает сорбционную емкость, а также точность и воспроизводимость определения золота за счет того, что при химической модификации ковалентно закрепленный роданин не вымывается при сорбции золота с поверхности сорбента, что позволяет контролировать процесс сорбции, а использование сорбционно-спектроскопического метода повышает чувствительность метода.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения золота (III) во вторичном сырье и ломе, в природном сырье и технологических растворах. При проведении анализа сорбцию золота (III) осуществляют из солянокислых растворов ионообменником АВ-17 с предварительно закрепленным на нем в результате хемосорбции роданином, с последующим определением золота (III) в твердой фазе. Достигается повышение воспроизводимости и точности индивидуального определения золота (III) при экспрессных анализах за счет более полного извлечения золота из растворов в связи с увеличением сорбционной емкости. 1 табл.

Способ сорбционно-спектроскопического определения золота (III), включающий сорбцию золота (III) из солянокислого раствора, отличающийся тем, что сорбцию осуществляют на высокоосновном анионите АВ-17 с предварительно закрепленным на нем в результате хемосорбции роданином с последующим определением золота (III) в твердой фазе.