СПОСОБ ИНВЕРСИОННО-ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАЛЛАДИЯ В НИТРИТНОЙ СРЕДЕ Российский патент 2012 года по МПК G01N27/48 

Настоящее изобретение относится к аналитической химии платиновых металлов, в частности к способу инверсионно-вольтамперометрического определения палладия (II), например, в технологических растворах аффинажного производства.

В настоящее время известен способ определения палладия методом инверсионной вольтамперометрии [Колпакова Н.А. Определение платиновых металлов и золота методом инверсионной вольтамперометрии. / Н.А.Колпакова, Б.С.Шифрис, Л.А.Швец, С.В.Кропоткина. // Журн. аналит.химии. - 1991, т.46, №10. - с.1910].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения палладия в золоторудном сырье методом инверсионной вольтамперометрии, где предложены методики определения хлоридных комплексов палладия в присутствии золота [Колпакова Н.А. Определение палладия в золоторудном сырье методом инверсионной вольтамперометрии. / Н.А.Колпакова, Э.В.Горчаков, Д.М.Карачаков. // Журн. аналит.химии. - 2009, т.64, №1. - с.52].

Методом инверсионной вольтамперометрии с использованием импрегнированного полиэтиленом графитового индикаторного электрода и насыщенного хлоридсеребряного электрода в качестве электрода сравнения на фоне 0,1 М НСl проводят определение палладия после предварительного концентрирования при потенциале - 0,9 В. При этом чувствительность определения палладия составляет 0,100 мг/л.

В случае вольтамперометрического определения палладия (II) в растворе его нитритного комплекса, используемого в аффинаже и анализе платиновых металлов, определению палладия должна предшествовать стадия пробоподготовки: переведение нитритного комплекса в хлоридный.

Недостатками данного способа являются длительность и трудоемкость.

Техническим результатом предлагаемого способа является инверсионно-вольтамперометрическое определение палладия (II) непосредственно в растворе его нитритного комплекса без предварительной подготовки, обеспечивающее сокращение продолжительности анализа, сохранение чувствительности, увеличение диапазона определяемых концентраций и уменьшение погрешности определения.

Технический результат достигается тем, что в способе инверсионно-вольтамперометрического определения палладия в нитритной среде, включающем приготовление раствора палладия (II) и определение его концентрации, новым является то, что определение палладия (II) проводят непосредственно из раствора его нитритного комплекса и концентрацию определяют по величине анодного пика электрохимического растворения палладия в присутствии фонового электролита нитрата калия при развертке потенциала углеродсодержащего электрода от 0.4 до 1.2 В.

Используемая система дает аналитический сигнал комплексного иона-тетраниропалладата без переведения его в хлоридный ион, а результирующая полярографическая кривая имеет вид пика, положение которого (потенциал) характеризует природу вещества, а его высота - концентрацию палладия в растворе нитритного комплекса.

Сопоставление с прототипом показывает: заявляемый способ отличается тем, что для вольтамперометрического определения палладия (II) пригодна форма его нахождения в нитритном растворе [Pd(NO₂)₄]^2-, что позволило установить соответствие его критерию «новизна».

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что нет методики вольтамперометрического определения палладия (II) непосредственно в растворе его нитритного комплекса. Признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, соответствуют критерию «изобретательский уровень».

Сущность способа заключается в использовании варианта инверсионной вольтамперометрии, включающего стадию предварительного накопления палладия на поверхности электрода и проведение аналитического определения на анализаторе вольтамперометрическом ТА-4 ООО «НПП Томьаналит» с применением трехэлектродной ячейки: рабочий электрод - углеродсодержащий; вспомогательный и электрод сравнения - хлорсеребряные. Анализатор позволяет определять концентрацию палладия (II) непосредственно в нитритной среде, характерной для растворов аффинажного производства, без предварительной подготовки пробы.

Предлагаемый способ инверсионно-вольтамперометрического определения палладия (II) в нитритной среде реализован следующим образом.

Исходный раствор палладия с концентрацией 200 мг/л последовательно разбавляют. Аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 0.05-3.00 мг/л палладия (II) в виде нитритного комплекса, помещают в электрохимическую ячейку прибора, содержащую 0,6 мл 1 М нитрата калия в 10 мл бидистиллированной воды, и погружают электроды. В качестве индикаторного электрода используют углеродсодержащий; в качестве вспомогательного и электрода сравнения - хлорсеребряные. В начале в течение 60-300 с проводят накопление палладия на индикаторном электроде при потенциале - 0.6 В. Время накопления палладия меняют в зависимости от концентрации определяемого элемента. При концентрации палладия 0,050-0,40 мг/л - 250-300 с; 0,400-1,000 мг/л - 200-250 с; 1,000-1,500 мг/л - 150-200 с; 1,500-2,500 мг/л - 100-150 с; 3 мг/л - 60-80 с. Затем при линейно-увеличивающемся потенциале от 0.4 до 1.2 В выделившийся палладий анодно окисляют. Скорость развертки потенциала 40 мВ/с. Регистрацию вольтамперных кривых проводят одновременно в трех параллелях. Завершается анализ компьютерной обработкой результатов. По высоте пика вольтамперограммы анодного окисления палладия, выделившегося на катоде непосредственно из анализируемого нитритного раствора, судят о содержании в нем палладия (II).

Предлагаемый способ пригоден для определения остаточной концентрации [Pd(NO₂)₄]^2- в производственных растворах аффинажного производства.

Данные вольтамперометрического определения палладия в стандартном растворе [Pd(NO₂)₄]^2- различной концентрации приведены в таблице.

Результаты вольтамперометрического определения микроколичеств палладия (II) в растворе его нитритного комплекса (n=3, Р=0.95, параметры развертки 0,4-1,2 В, скорость развертки 40 мВ/с) Введено Pd(II), мг/л Найдено Pd(III), мг/л Δ, % 0.050 0.048 4 0.200 0.187 6.5 0.400 0.412 3 0.800 0.805 0.6 1.000 1.032 3.2 1.500 1.478 1.5 2.000 1.971 1.5 2.500 2.521 0.8 3.000 3.015 0.5

Приведенные примеры подтверждают пригодность предлагаемого способа определения палладия (II) из раствора его нитритного комплекса в интервале концентраций 0.05-3.0 мг/л.

В результате проведенных исследований установлено, что в нитритных средах диапазон анализируемых содержаний палладия расширяется в области высоких содержаний при сохранении чувствительности.

Способ инверсионно-вольтамперометрического определения палладия в нитритной среде относится к аналитической химии платиновых металлов. Определение палалдия (II) из анализируемого раствора нитритного комплекса включает его электрохимическое восстановление до металла на углеродсодержащем электроде и последующее электрохимическое растворение восстановленного палладия с регистрацией вольтамперной кривой. Концентрацию палладия (II) в нитритном растворе определяют по величине анодного пика электрохимического растворения предварительно восстановленного палладия. В качестве фонового электролита используют нитрат калия. Электрохимическое растворение восстановленного палладия проводят при изменении потенциала рабочего углеродсодержащего электрода со скоростью 40 мВ/с и регистрируют вольтамперную кривую. Для углеродсодержащего электрода диапазон определяемых концентраций палладия (II) составляет 0.05-3.00 мг/л. Аналитическим сигналом палладия является высота анодного пика электрохимического растворения Pd(0) на вольтамперной кривой в области потенциалов от 0,4 до 1,2 В. Техническим результатом предлагаемого способа является инверсионно-вольтамперометрическое определение палладия (II) непосредственно в растворе, его нитритного комплекса без предварительной подготовки, обеспечивающее сокращение продолжительности анализа, сохранение чувствительности, увеличение диапазона определяемых концентраций и уменьшение погрешности определения. 1 табл.

Способ инверсионно-вольтамперометрического определения палладия в нитритной среде, включающий приготовление раствора палладия (II) и определение его концентрации, отличающийся тем, что определение палладия (II) проводят из раствора его нитритного комплекса и концентрацию определяют по величине анодного пика электрохимического растворения палладия в присутствии фонового электролита нитрата калия при развертке потенциала углеродсодержащего электрода от 0,4 до 1,2 В.