СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВИНЦА Российский патент 2014 года по МПК G01N31/16 G01N27/06 

Описание патента на изобретение RU2505809C1

Изобретение относится к аналитической химии, а именно для определения широкого диапазона концентраций свинца(II) в технических объектах, в частности сплавах и растворах для гальванического покрытия.

Известен способ (аналог) комплексонометрического определения свинца в растворе путем его титрования комплексоном(III) с использованием металлоиндикаторов, представленный рядом методик, использующих в качестве органического индикатора различные вещества и смеси, такие как эриохром черный Т, метилтимоловый синий, смесь CuY-ПАН и прочее. [Flaschka H. Über mikrotitrationen mit äthylendiamintetraessigsäure. I // Mikrochem, 1952. - Vol.39. - P.38-50; Cheng K.L. Analysis of lead telluride with an accuracy to better than 0.1% // Anal. Chem., 1961 - Vol.33 - P.761-764; Flashka H., Abdine H. Mikrotitrationen mit äthylendiamintetraessigsäure. XV 1-(2 Pyridyl-azo)-2-naphthol als komplexometrischer indikator // Microchimica Acta, 1956. - Vol.44. - P.770-777]. Данные способы позволяют определять до 6 мг свинца(II) в пробе.

К недостаткам представленных методик с визуальным контролем конечной точки титрования является сложность регистрации последней в мутных или окрашенных посторонними ионами растворах и побочные реакции металлоиндикатора, в том числе блокирование.

Из известных технических решений наиболее близким (прототипом) по назначению и технической сущности к заявляемому объекту является потенциометрический способ определения свинца на ртутном микроэлектроде [Reilley, C.N.; Schmid, R.W.; Lamson, D.W. Chelometric titrations of metal ions with potentiometric end point detection // Anal. Chem., 1958. Vol.30, p.953-957.]. Для применения рекомендуется обратное титрование нитратом ртути(II) при добавлении в ячейку соответствующего комплексоната ртути(II).

К недостаткам данного способа (прототипа) можно отнести:

- несоответствие требованиям «зеленой химии» в связи с использованием металлической ртути и ее солей;

- необходимость введения дополнительного реагента (комплексоната ртути(II);

- увеличение ошибки и времени анализа из-за применения обратного титрования;

- использование различных способов определения точки эквивалентности на потенциометрической кривой в зависимости от определяемого иона

Сущность изобретения:

Способ определения свинца заключается в прямом потенциометрическом титровании при рН от 3,5 до 9,0, в котором в качестве индикаторного используется электрод из металлического висмута. Точка эквивалентности всегда находится на пике дифференциальной кривой титрования.

Предлагаемый способ устраняет недостатки прототипа

- прямое титрование свинца в ацетатном буферном растворе,

- электрод из металлического висмута, не требующий введения ртути и ее соединений,

- точка эквивалентности находится на пике дифференциальной кривой титрования.

Осуществление способа.

Определению свинца по заявляемому способу не мешает наличие в растворе таллия(I), щелочных и щелочноземельных металлов, содержание которых может превышать содержание свинца в растворе на порядок и более. Присутствие галлия(III) в количествах, меньших количества свинца, определению не мешает. Ионы меди(II), цинка(II), олова(II), кобальта(II), никеля(II), кадмия(II), висмута(III), хрома(III) и алюминия(III) титруются совместно со свинцом и должны быть удалены любым из известных способов. Наличие в растворах железа(III) и серебра в небольших количествах делают анализ невозможным вследствие окисления поверхности индикаторного электрода. Галогениды в анализируемом растворе могут привести к образованию нежелательных соединений с материалом электрода и должны быть удалены.

Собирают гальваническую цепь, состоящую из высокоомного потенциометра, хлоридсеребряного электрода сравнения, индикаторного электрода из металлического висмута в ячейке для титрования и соединительного электролитического мостика (ключа), заполненного насыщенным раствором нитрата калия. Нитрат калия в данном способе заменяет собой хлорид калия во избежание осаждения оксохлорида висмута (III). Индикаторный электрод должен иметь большую площадь поверхности для получения максимального отклика и быть тщательно зачищен от окислов. Зачистка абразивами или синтетическими материалами не рекомендуется.

Азотнокислый анализируемый раствор, содержащий 1,4-23 мг свинца на каждые 10 мл, помещают в ячейку для титрования, нейтрализуют щелочью или ацетатом натрия, вносят 0,1 мл 1 М ацетатного буферного раствора с рН 3,5-7,2 или 0,1 мл 1 М раствора ацетата натрия. Для получения максимальных скачков потенциала в точке эквивалентности рН раствора имеет значение 4,7-9,0.

Определение проводят следующим образом. Титруют пробу из микробюретки 0,005-0,05 моль/л раствором комплексона(III), ожидая установления потенциала в каждой точке не менее 1 минуты. Точка эквивалентности соответствует потенциалу середины скачка на интегральной кривой потенциала или пику на дифференциальной кривой. Скачки потенциала составляют от 10 до 80 мВ, но прослеживаются очень четко, так как вблизи точки эквивалентности в процессе титрования потенциал практически не изменяется. Вид интегральной и дифференциальной кривой потенциометрического титрования свинца(II) комплексоном(III) при рН 7,2 показывает (Фиг.1).

Анализируют не менее трех различных аликвот, рассчитывают содержание свинца в образце и проводят статистическую обработку данных. Контрольные определения свинца проводят в различных ацетатных буферных смесях, исследования ведут при рН от 3,5 до 9,0. В табл.1 приведены экспериментальные результаты зависимости величины скачка потенциала от рН раствора. Как видно из табл.1, при значениях рН 3,5-9,0 ошибки определения свинца не превышают 1%. Наибольшие скачки потенциала в точке эквивалентности при определении свинца, наибольшая чувствительность и точность достигается при значениях рН от 4,7 до 9,0. Контрольные определения проводят при различных концентрациях свинца(II) в пробе. Табл. 2 показывает, что способ позволяет определить содержание свинца(II) в исходном растворе 0,14-2,3 мг/мл с ошибкой до 1%.

Таблица 1 Влияние рН на правильность определений свинца (II) рН р-ра Введено, мг Найдено, мг Величина скачка потенциала, мВ Ошибка, % 3,5 20,55 20,59 15 0,20 4,1 20,55 20,59 25 0,20 4,7 20,55 20,59 60 0,20 5,1 20,55 20,59 35 0,20 5,5 20,55 20,59 35 0,20 6,7 20,55 20,59 35 0,20 7,5 20,55 20,59 35 0,20 9,0 20,55 20,59 40 0,20

Объем раствора 25 мл, температура 25°С, время 2,5-5 мин, число параллельных определений 3, ацетатная буферная смесь

Таблица 2 Контрольные определения свинца (II) (объем раствора 25 мл, температура 25°С, время 2,5-5 мин, pH 7,2, число параллельных определений 3) Введено, мг Найдено, мг Опр. конц., моль/л Опр. конц., мкг/мл Скачок потенцила, мВ Ошибка, % 57,07 57,24 1,102×10-2 2283 85 0,30 20,59 20,55 3,966×10-3 823,6 50 -0,19 10,27 10,30 1,983×10-3 410,8 45 0,45 5,137 5,096 9,920×10-4 205,5 30 -0,80 4,566 4,574 8,810×10-4 182,6 10 0,16 3,424 3,398551 6,610×10-4 137,0 10 -0,74 3,424 - 4,410×10-4 19,26 - -* * - скачка потенциала не наблюдается

Похожие патенты RU2505809C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИНКА 2012
  • Чеботарев Виктор Константинович
  • Терентьев Роман Александрович
  • Пасека Александра Евгеньевна
RU2508539C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ 2012
  • Чеботарев Виктор Константинович
  • Терентьев Роман Александрович
  • Пасека Александра Евгеньевна
RU2505810C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА 2011
  • Чеботарев Виктор Константинович
  • Терентьев Роман Александрович
  • Пасека Александра Евгеньевна
RU2477468C1
Способ электрохимического анализа соединений на основе В @ -S @ -С @ -С @ 1990
  • Каменев Анатолий Иванович
  • Витер Ирина Петровна
  • Крылова Надежда Федоровна
  • Некрасов Валерий Иванович
  • Шацкий Владимир Гаврилович
SU1763964A1
@ , @ , @ , @ -Тетра-/ @ -карбоксиэтил/- @ -фенилендиамин в качестве комплексона для определения меди 1982
  • Панюкова Мария Андреевна
  • Забоева Маргарита Ивановна
  • Водолеев Владимир Васильевич
  • Зверева Зоя Алексеевна
SU1068421A1
Способ определения компонентов в высокотемпературном сверхпроводнике YB @ С @ О @ 1989
  • Каменев Анатолий Иванович
  • Витер Ирина Петровна
SU1682920A1
Способ определения железа (ш) 1983
  • Демина Людмила Александровна
  • Краснова Наталья Борисовна
  • Чупахин Михаил Сергеевич
  • Юрищева Белла Сергеевна
SU1140033A1
2- @ Пара-(уреидосульфонил)-бензолазо @ -L- @ -амино- @ -(4-имидазолил)-пропионовая кислота в качестве аналитического реагента для определения железа ( @ ) 1987
  • Писиченко Григорий Митрофанович
  • Нестерова Лариса Иннокентьевна
SU1404506A1
СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ СВИНЦА 2011
  • Захарова Галина Степановна
  • Подвальная Наталья Владимировна
RU2470289C1
Способ потенциометрического определения вольфрама и фосфора при совместном присутствии 1978
  • Демина Людмила Александровна
  • Померанцева Анжелика Викторовна
  • Краснова Наталья Борисовна
SU769426A1

Реферат патента 2014 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВИНЦА

Настоящее изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения свинца(II) в технических объектах. Способ определения свинца заключается в потенциометрическом титровании пробы комплексоном(III) с индикаторным электродом из металлического висмута с буферным раствором при рН 3,5-9,0. Изобретение позволяет определять свинец (II) при содержании 0,14-2,3 мг/мл раствора в электрохимической ячейке с ошибкой единичных определений не более 1%. Результатом является упрощение анализа при использовании нетоксичных материалов. 2 табл., 1 ил.

Формула изобретения RU 2 505 809 C1

Способ определения свинца, включающий потенциометрическое титрование, отличающийся тем, что в процессе прямого титрования в ацетатном буферном растворе при рН от 3,5-9,0 используют индикаторный электрод из металлического висмута.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2505809C1

СПОСОБ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ 0
  • А. А. Абрамов, В. П. Алексеев, А. А. Гордеев, Г. В. Машевска
  • Г. Н. Машевский, Г. В. Серов Т. В. Федоричева
  • Всесоюзный Научно Исследовательский Проектный Механической Обработки Полезных Ископаемых
SU335592A1
Способ потенциометрического анализа теллурида свинца 1989
  • Каменев Анатолий Иванович
  • Витер Ирина Петровна
SU1702281A1
Устройство для электрической сигнализации 1918
  • Бенаурм В.И.
SU16A1
Сплавы медно-цинковые
Методы определения свинца
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Скачкова Н.В., Кулешова Н.В
Изготовление и исследование жидкостных ионоселективных электродов для определения свинца / V конференция молодых ученых-химиков Нижнего Новгорода: Тез
докл
- Н
Новгород, 2002, с.38
Ляпунов

RU 2 505 809 C1

Авторы

Чеботарев Виктор Константинович

Терентьев Роман Александрович

Пасека Александра Евгеньевна

Даты

2014-01-27Публикация

2012-08-07Подача