СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАТИНЫ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ МЕТОДОМ ХРОНОПОТЕНЦИОМЕТРИИ Российский патент 2013 года по МПК G01N27/42 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения содержания ионов металлов для определения в питьевых и природных водах, методом хронопотенциометрии (ХП).

Известен метод хронопотенциометрического определения платины (II) на платиновом электроде. В качестве фонового электролита использовали расплав соли этиламмония хлорида при температуре 130°С. [Kisza A., Twardoch U. «Electrochemical Studies in Fused Alkylammonium Chlorides. II Chronopotentiometric Investigation of Platinum (II) Chloride in Fused Ethylammonium Chloride (EAH)» // Bulletin L'Academie Polonaise des Sciences. Serie des Sciences Chimiques. - 1972. - V.20. №5 - P.383-497.]. (прототип). Определение платины (II) проводят по следующей методике. В качестве фонового электролита использовали расплав соли этиламмония хлорида при температуре 130°C. В качестве индикаторного электрода использовали платиновый, а электродом сравнения служил хлорид серебряный электрод. Концентрации ионов платины (II) в растворе составляла 5,8 г/дм. Недостатком метода является низкая чувствительность. Недостаток метода заключается в сложности получения PtCl₂ из H2PtCl6, PtCl2 может быть получена в специфических условиях.

В работе была поставлена задача снизить предел и нижнюю границу определяемых содержаний платины (IV) по пику электровосстановления в режиме реального времени при контролируемом потенциале на графитовом электроде методом ХП.

Поставленная задача достигается тем, что платину (IV) переводят в растворе в хлоридный комплекс и проводят хронопотенциометрическое определение ионов платины (IV) на графитовом электроде в перемешиваемом растворе, при контролируемом потенциале минус 0,24 В и регистрацией отклика на фоновом электролите 0,1 М HCl, относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей.

Новым в способе является то, что для получения полезного сигнала, зависящего от концентрации платины (IV) регистрируют отклики в режиме реального времени при контролируемом потенциале.

В предлагаемом способе впервые установлена способность ионов платины (IV) электрохимически восстанавливаться на поверхности ГЭ. В качестве индикаторного применяли ГЭ, (в прототипе применяли платиновый электрод). Использование таких электродов обусловлено высокой химической и электрохимической устойчивостью графита, широкой областью рабочих потенциалов, а также простотой механического обновления поверхности и требованиям техники безопасности. Нижняя граница определяемых содержаний по данному методу составила 10 мг/дм³ (в прототипе 5,8 г/дм³).

Результаты определения платины на ГЭ приведены в таблице. Как видно из таблицы, максимальная погрешность измерений составляет 19,6%. Расчет определяемых концентраций платины проводится по методу «Введено-найдено».

Проводят определение ионов платины (IV) на поверхности графитового электрода в перемешиваемом растворе в режиме реального времени при контролируемом потенциале электролиза минус 0,24 В. При потенциале минус 0,24 В максимальный отклик сигнала достигает своего предельного значения. Дальнейшее увеличение потенциала электролиза вызывает неравномерный рост отклика сигнала на поверхности ГЭ, что приводит к искажению результатов анализа, поэтому выбирался потенциал электролиза минус 0,24 В. Измерения проводились на фоне 0,1 М HCl, с последующей регистрацией хронопотенциометрических кривых. Концентрацию ионов платины (IV) определяют по отклику сигнала относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода (нас.х.с.). На фиг.1 представлены хронопотенциограммы полученные на поверхности ГЭ. Отклик 1 - C_Pt(IV) равен 10 мг/дм³, отклик 2 - C_Pt(IV) равен 20 мг/дм³.

Таким образом, установленные условия впервые позволили количественно определять содержание ионов платины (IV) в интервале 10-1000 мг/дм³ (фиг 2).

Предлагаемый хронопотенциометрический способ позволил существенно улучшить метрологические характеристики анализа платины (IV); повысить чувствительность определения (10 мг/дм³), что на два порядка ниже по сравнению с прототипом.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. (фиг.1). Измерения были проведены на искусственных смесях. 10 мл фонового электролита (0,1 М HCl) помещают в кварцевый стаканчик. Снимают фон. Не прекращая перемешивания, проводят определение содержание ионов платины (IV), при Е_э=-0,24 B в режиме реального времени, снимают хронопотенциометрическую кривую. Вносят добавку стандартного образца платины (IV) 0,01 мл из 10 мг/дм³, регистрировали отклик 1 при потенциале -0,24 B. Затем вносили еще одну добавку стандартного образца платины (IV) 0,01 мл из 10 мг/дм³ и регистрировали отклик 2 при аналогичных условиях. По высоте отклика стандартной добавки вычисляли концентрацию платины в растворе.

Пример 2. Измерения платины (IV) были проведены в водопроводной воде. 100 мл раствора, помещают в коническую колбу и выпаривают до минимального объема. Количественно переносят раствор в кварцевый стакан объемом 20 мл и добавляют 1 мл 1 М HCl, чтобы в 10 мл водного раствора концентрация по соляной кислоте составила 0,1М.

Снимают фоновую кривую: 10 мл фонового электролита (0,1М HCl) помещают в кварцевый стаканчик, не прекращая перемешивания, снимают хронопотенциограмму, при Е_э=-0,24 В. Прямой ход хронопотенциограммы говорит о чистоте фона.

Добавляют аликвотную часть 1 мл анализируемого раствора, не прекращая перемешивания, снимают хронопотенциограмму при потенциале накопления -0,24 В до выхода отклика на предел. Затем вносили добавку стандартного образца платины (IV) 0,02 мл из 10 мг/дм³, не прекращая перемешивания, регистрировали отклик до его выхода на предел. По высоте отклика стандартной добавки вычисляли концентрацию платины в растворе.

Таким образом, впервые установлена способность количественного анализа платины по высоте отклика на хронопотенциограмме.

Предложенный способ прост и может быть применен в любой химической лаборатории, имеющей компьютеризированные анализаторы, работающие в хронопотенциометрическом режиме.

Предложенный способ может быть использован для определения платины (IV) в водных растворах.

Изобретение направлено на определение платины в водных растворах методом хронопотенциометрии и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для определения содержания в растворах различных концентраций ионов металлов. Способ определения ионов металлов включает определение платины (IV) методом хронопотенциометрии при контролируемом потенциале минус 0,24 B в режиме реального времени на графитовом электроде. Определение ионов платины (IV) на графитовом электроде в перемешиваемом растворе при контролируемом потенциале минус 0,24 B и регистрацией отклика на фоновом электролите 0,1 М HCl относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей. Изобретение обеспечивает возможность снизить предел и нижнюю границу определяемых содержаний платины (IV) по пику электровосстановления в режиме реального времени. 2 пр., 1 табл., 2 ил.

Способ определения платины в водных растворах методом хронопотенциометрии, заключающийся в том, что платину (IV) переводят в растворе в хлоридный комплекс и проводят хронопотенциометрическое определение, отличающийся тем, что проводят определение ионов платины (IV) на графитовом электроде в перемешиваемом растворе, при контролируемом потенциале минус 0,24 B и регистрацией отклика на фоновом электролите 0,1 М HCl, относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей.