СПОСОБ ИНВЕРСИОННО-ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАТИНЫ В НИТРИТНОЙ СРЕДЕ Российский патент 2013 года по МПК G01N27/48 

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

В настоящее время известна возможность применения модифицированного угольно-пастового электрода для определения содержания комплексных хлоридов платины в растворе. Выбраны условия предэлектролиза, обеспечивающие восстановление комплексов платины (IV) до комплексов платины (II) [Иванова Н.В., Халфина П.Д., Невоструев В.А. Возможности метода инверсионной вольтамперометрии при определении платины // Тезисы VII конференции «Аналитика Сибири и Дальнего Востока - 2004», Стендовая секция III. Электрохимические методы. - 2004].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения платины в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пикам селективного электроокисления висмута из интерметаллического соединения Pt_xBi_y [Глызина Т.С., Колпакова Н.А., Горчаков Э.В. Способ определения платины в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пикам селективного электроокисления висмута из интерметаллического соединения Pt_xBi_y // Патент на изобретение RU 2390011 С1, 16.03.2009]. Определение платины проводят по следующей методике. Накопление платины происходит на стеклоуглеродном или импрегнированном полиэтиленом графитовом электроде в перемешиваемом растворе в присутствии ионов висмута в течении 60-120 с с последующей регистрацией пиков селективного электроокисления висмута (III) из интерметаллического соединения Pt_xBi_y при скорости развертки потенциала 60-100 мВ/с, в диапазоне потенциалов от -0,3 до +1,1 В на фонах: (1-0,5) М HNO₃, (1-0,5) М HCl. Концентрацию платины (IV) определяют по величине площадей под вольтамперными кривыми в диапазоне потенциалов от 0,15 до 0,45 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей.

Вольтамперометрическому определению платины (II) в растворе ее нитритного комплекса предшествует стадия пробоподготовки: переведение нитритного комплекса в хлоридный путем длительного упаривания с хлороводородной кислотой. Недостатками данного способа являются длительность, трудоемкость и выделение токсичных газов.

В работе была поставлена задача - найти способ инверсионно-вольтамперометрического определения платины (II) непосредственно в растворе ее нитритного комплекса без предварительной подготовки, обеспечивающий сокращение продолжительности анализа, сохранение чувствительности и уменьшение погрешности определения. Концентрацию платины в растворе определяют по величине анодного пика электрохимического растворения предварительно восстановленной на катоде платины в присутствии фоновых электролитов: 1М KNO₃ или 1М H₂SO₄, при развертке потенциала углеродсодержащего электрода от 0,10 до 0,45 В.

Используемая система дает аналитический сигнал комплексного иона -тетранитритоплатинита без предварительного его разрушения и переведения в хлоридный, а результирующая полярографическая кривая имеет вид пика, положение которого (потенциал) характеризует природу вещества, а его высота - концентрацию платины (II) в растворе ее нитритного комплекса.

Заявляемый способ отличается от прототипа тем, что для вольтамперометрического определения платины (II) пригодна форма ее нахождения в нитритном растворе [Pt(NO₂)₄]^2-, что позволило установить соответствие его критерию «новизна».

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

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

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

Исходный хлоридный раствор платины с концентрацией 0,96·10^-2 моль/л переводят в нитритный кипячением с насыщенным раствором NaNO₂. Готовый раствор с концентрацией 1 г/л последовательно разбавляют. Аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 0.1-2.0 мг/л платины (II) (на фоне 1М KNO₃) или 0.01-1.00 мг/л платины (II) (на фоне 1М H₂SO₄) помещают в электрохимическую ячейку прибора, содержащую 0,2 мл фонового электролита (1М KNO₃ или 1М H₂SO₄) в 10 мл бидистиллированной воды, и погружают электроды. В качестве индикаторного используют углеродсодержащий электрод; в качестве вспомогательного и электрода сравнения - хлорсеребряные. Вначале в течение 80-250 с проводят накопление платины на индикаторном электроде при потенциале -0.6 В. Время накопления платины меняют в зависимости от концентрации определяемого элемента: при концентрации платины меньше 0,50 мг/л - 250 с; 150 с - для растворов с концентрацией от 0,50 до 1,00 мг/л; 80 с - для растворов с концентрацией выше 1,00 мг/л. Затем при линейно-увеличивающемся потенциале от 0,10 до 0,45 В выделившуюся платину анодно окисляют. Скорость развертки потенциала 50 мВ/с. Регистрацию вольтамперных кривых проводят одновременно в трех параллелях. Завершается анализ компьютерной обработкой результатов. О содержании платины в анализируемом нитритном растворе судят по высоте пика вольтамперограммы анодного окисления предварительно выделившейся на катоде платины.

Предлагаемый способ пригоден для определения концентрации платины (II) в нитритных производственных растворах аффинажного производства.

Данные вольтамперометрического определения платины в стандартном растворе [Pt(NO₂)₄]^2- различной концентрации с двумя фоновыми электролитами (1М KNO₃ или 1М H₂SO₄) приведены в таблице 1.

Таблица 1 Результаты вольтамперометрического определения микроколичеств платины (II) в растворе ее нитритного комплекса с двумя фоновыми электролитами: 1М KNO₃ или 1М H₂SO₄ (n=3, Р=0.95, параметры развертки 0,10-0,45 В, скорость развертки 50 мВ/с). Фоновый электролит Введено Pt(II), мг/л Определено Pt (II), мг/л C_Pt(II), мг/л Δ, % 1 2 3 1М KNO₃ 0,10 0,11 0,12 0,09 0,11 10,3 0,60 0,58 0,61 0,49 0,56 13,3 1,00 1,09 0,89 0,93 0,97 13,0 1,50 1,55 1,41 1,47 1,48 5,7 1,80 1,76 1,82 1,85 1,81 3,1   2,00 2,07 1,95 2,10 2,04 4,6 1М H₂SO₄ 0,010 0,012 0,011 0,009 0,011 14,6 0,100 0,116 0,104 0,096 0,105 11,0 0,200 0,209 0,216 0,198 0,208 5,2 0,400 0,396 0,410 0,415 0,407 2,9 0,800 0,818 0,789 0,804 0,804 2,2 1,000 0,980 1,030 1,050 1,020 4,2

Приведенные примеры подтверждают пригодность предлагаемого способа определения платины (II) в растворе ее нитритного комплекса в интервале концентраций 0.1-2.0 мг/л с фоновым электролитом 1М KNO₃ и 0.01-1.00 мг/л с 1М H₂SO₄.

Таким образом, разработан способ инверсионно-вольтамперометрического определения платины (II) непосредственно в растворе ее нитритного комплекса без предварительной подготовки, обеспечивающий сокращение продолжительности анализа, сохранение чувствительности и уменьшение погрешности определения.

Изобретение относится к аналитической химии платиновых металлов. Определение платины (II) из анализируемого раствора нитритного комплекса включает стадию ее электрохимического восстановления на углеродсодержащем электроде и последующее электрохимическое растворение восстановленной платины с регистрацией вольтамперной кривой. Концентрацию платины (II) в нитритном растворе определяют по величине анодного пика электрохимического окисления предварительно восстановленной платины. В качестве фонового электролита используют 1М KNО₃ или 1М H₂SO₄. Электрохимическое растворение восстановленной платины проводят при изменении потенциала рабочего углеродсодержащего электрода со скоростью 50 мВ/с и регистрируют вольтамперную кривую. Для углеродсодержащего электрода диапазон определяемых концентраций платины (II) составляет: на фоне 1М KNO₃ 0,1-2,0 мг/л, 1М H₂SO₄ - 0,01-1,00 мг/л. Аналитическим сигналом определения платины является высота анодного пика ее электрохимического растворения на вольтамперной кривой в области потенциалов от 0,10 до 0,45 В. Изобретение позволяет определять концентрацию платины (II) непосредственно в нитритной среде без предварительной подготовки пробы. 1 табл.

Способ инверсионно-вольтамперометрического определения платины, включающий определение концентрации платины на вольтамперной кривой в области потенциалов от 0,10 до 0,45 В, отличающийся тем, что определение платины (II) проводят в растворе ее нитритного комплекса и концентрацию определяют по величине анодного пика электрохимического растворения платины (II) в присутствии фоновых электролитов: 1М KNO₃ или 1М H₂SO₄.