Способ экстракционно-фотометрического определения свинца Советский патент 1983 года по МПК C01G21/00 G01N21/77 B01D11/04 

Изобретение относится к аналитической химии, а конкретно к слособа Лкстракционно-фотоматрического опре деления свинца. Известен способ экстракционнофотометрического определения свинца в виде внутрикомплексного соединени с дитизоном. При извлечении свинца дитизином к исслед/емому раствору добавляют . хлороформный раствор гктизона (или раствор дитизона с четы реххлористым углеродом) и экстрагир ют свинец,из нейтральной или щелочной средьт рН 7-11) Ц. Недостатки этого метода - неусто чивость экстрактов на солнечном свё ту и низкая избирательность. Опреде лению свинца мешают многие металлы и для устранения их влияния необход мо использовать цианистый калий. Известе. также экстракционно-фот метрический способ определения свин ца в виде внутрикомплексного соединения раствором арсезена в бутиловом спирте из водной среды при рН 7-9 { Однако определению свинца данным методом мешают .Си, Cd, Со, N1, Мп, ВI и др. Мешают определению свинца также ионы,.которые гидролизуются в условиях определения свинца (Fe, Т1, Sn, 7п, Sb и др) Кроме того/ недостаток этих методов и в том, что в органической фазе окраска реагентов сильно накладывается на окраску комплексов, а это сильно понижает точность определения. Экстракционно-фотометрические методы определения свинца с использованием трёхкомпонентных комплексов име ют более высокую чувствительность, чем методы с использованием кислотных красителей. Известен экстракционно-фотометрический метод определения свинца, основанный на образовании трехкомпонен ного комплекса свинца с органическим основанием о-фенантролином и электро отрицательным лигандом бромфеноловым синим. Этот комплекс экстрагируется хлороформом из водной .среды при рН ,1. Молярный коэффициент погашения равен СЗ. Ограничением практического исполь зования такого метода йвляется необходимость применения больших избытков о-фенантролина. К недостаткам метода следуе.т отнести л узкий интервал кислотности, а котором образуются экстрагируеьше комплексы. Определению свинца мешают все элементы (Fe, Мп, N1, .Со, Zn, , Си, 81, Н g , и i РЗЭ и др.), обраэукюще с о-фенантролином катионные .х лплек сы- . . Наиболее /близким к изобретению по техТаической сущности и достигаемому результату является экстракционно-фотометрический способ определения свинца, включающий перевод свинца в трехкомпонентный комплекс при взаимодействии с электроотрицательными лигандами - ксантеновыми красителями и органическим основанием о-фенантролином. Наилучшим чсантеновым Красителем является эозин, при использовании которого метод наиболее чувствителен ( е. 11-10) в максимуме прглотщения при 550 нм, при рН 6,.. Однако известный способ характери зуется невысокой избирательностью. Определению свинца мешают Fe, Сэ, N1, Zn, Cd, Hg, .Си, Ag, Bl.Sn, РЗЭ, Hf, и и др., т. е. те элементы которые образуют катионные комплексы с фенантролином. Поэтому при определении свинца данным методом необходимо проводить предварительно отделение свинца от мешающих элементов. Кроме того, в описанном методе очень узкий интервал оптимального извлечения свинца (рН 6,5), который необходимо точно устанавливать и значение контролировать на рН-метре, что является большим неудобством при выполнении анализов. К недостаткам мет-ода относи- ся и то, что в условиях извлечения комплекса свинца ксантеновые красители также сильно -экстрагируются органическим растворителем ( избыток красителя преимущественно находится в органической фазе) и их окраска сильно накладывается на окраску комплекса. Это уменьшает точность определения. Целью изобретения является увеличение чувствительности и избирательности определения свинца. Поставленная цель достигается тем,, то согласно способу экстракционнофотометрического определения свинца, включающему экстракцию свинца органическим растворителем в виде трехкомпонентного комплекса, образованного при взаимодействии иодид-иона и органических оснований (основных красителей, в качестве органическоо основания, электроотрицательного иганда и растворителя используют сновной краситель фуксин, иодид-ион смесь (3:2) бензола с циклогексаоном при соотношении (1-4):1. Кроме того, кислотность водной азы создают добавлением фосфорной ислоты. Это поз-воляет связать некоro pue элементы в прочные фосфатные омплексы, которые не извлекаются сновными красителями. Равновесие экстракции трехкомпоентного комплекса свинца устанавлиается аа 1 мин и экстракты устойчиы на протяжении 5 ч. Светопоглощеке экстрактов подчиняется закону

Вера в интервале ксчцентрации свинца 0,01-4 мкг/мл.

Оптимальная концентрация иодидионрв( в водной фазе равна 0,08 М по К1. Для полного связывания свинца в тгехкомпонентный комплекс концентрация фуксина основного в водном растворе должна быть . В качестйе экстрагентов для извлечения трехкомпонентных комплексов свинца с фуксином основным изучены различные индивидугшьные растворители а также смеси инертных растворителей (алифатические, ароматические углеводороды. гало енопроизводные углеводородов). с активными ррстворителями. (эфирами, спиртами, кетонами и нитросоединениями). Лучшим экстрагентом для извлечения трехкомпонентного комплекса свинца с иодид-ионами и фуксином явлйется бинарная смесь бензола с циклогексаноном в интервале объемных соотношений от 4:1 до 1:1.

ПРИ увеличении объемной доли циклогексанона в смеси с бензолом сильно извлекается простая соль реагента, что приводит к уменьшению чувствительности метода и ухудшает воспроизводимость результатов.

При уменьшении доли циклогексанона в смеси с бензолом степень экстракции комплекса свинца значительно уменьшается, следовательно уменьшается и.чувствительность метода.

При использовании других экстрагентов (эфиров, спиртов и нитросоединений)степень извлечения комплекса свинца уменьшается и, в связи С этим, уменьшслэтся чувствительность метода.

Ллч создания кислотности среды при экстракции испытаны соляная, серная, уксусная и фосфорная кислоты. При использовании соляной и уксусной кислоты .экстракция свинца в виде комплекса незначительная, а при создании кислотности с помощью серной кислоты в значительной степени извлекается простс.я соль красителя и разница оптических плотностей экстрактов комплекса и реактива значительно ниже, чем при использовании фосфорной кислоты. Поэтому при использовании в качестве среды серной кислота чувствительность значительно ниже.

Исследование влияния концентрации фосфорной кислоты на экстракцию показало, что иодидный комплекс свинца с фуксином извлекается в интерва0ле 0,05-4 М НлРОд . Оптимальной средой является 0,2 М . При меньших концентрациях Н-РО. сильно извлекается простая соль красителя и разность оптических плотностей комплек5са и реактива становится меньшей. При концентрации 0,2М уменьшается степень извлечения свинца в виде комплекса и чувствительность метода Псшает. КромеТОГО, фосфорная кислота связывает некоторые посторон0ние ионы в неэкстрагируемые соедине-ния,-что повышаэт избирательность метода.

Сравнительная оценка чувствитель5ности различных методов определения свинца приведена в табл. 1.

Сравнительная оценка избирательности приведена в табл. 2.

0

Пример, Анализируемый раствор переносят в делительную воронку и добавляют 0,5 мл 1 М К, 1 мл фуксина основного, добавлением фосфорной кислоты создают кислотность50,2 М, доводят объем бидистиллятом до 5 или 10 мл, добавляют 5 мл смеси (3:2) бензола с циклогексаноном и встряхивают 1 мин. экстракт отделяют , центрифугируют и измеряют опти0ческую плотность на спектрофотометре при 560 нм или на фотоэлектроколориметре ФЭК-56 со светофильтром 6 в 0,3 см кюветах относительно экстракта холостого опыта. Количество свинца находят по калибровочному

5 графику.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить чувствительность и изби, рательность определения свинца.

Таблица 1

1. СПОСЮБ ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВИНЦА, включающий перевод его в ионный ассоциат с органическим основанием и электроотрицательным лигандом и последующую экстракцию растворителем, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и избирательности определения, в качестве органического основания, электроотрицательного лиганда и растворителя испольэуют соответственно основной краситель фуксин, иодидион и.смесь

Чувствительность ,, мкг/мл 0,015 0,01

0,009

0,006

0,026

Таблица 2