Способ определения бора Советский патент 1984 года по МПК G01N31/22 B01D11/04 

110

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения бора, и может быть использовано для анализа его в водных растворах, веществах высокой чистоты, а также в кремнии и его соединениях.

Известен спектрофотометрический . способ определения бора в стали, включающий растворение исходного образца, введение фтор-иона, органиченкого реагента бриллиантового зеленогго, экстракцию образовавшегося комплекса бора органическим растворителем и его последующее количественное определение С JОднако известный способ характеризуется невысокой чувствительностью (0,02 мкг/мл), Кроме того, селективность известного способа невысока, определению мешают железо, алюминий, титан, цирконий.

Наиболееблизким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ определения бора в растворах, включающий введение в анализируемьй раствор серной кислоты до , фторид-иона, органического реагента бутилродамина С, экстракцию образовавшегося комплекса бора органическим растворителем бенЭОЛОМ при и последующее измерение флуоресценции 2 J.

Недостатком способа является невысокая точность (относительное стандартное отклонейие Sj составляет 0,4 для содержания бора 0,3 мкг/Шмл Кроме того, селективность известного способа невысока, определению бора мешает более чем десятикратный избыток железа, кремния, алюминия и меди. Чувствительность способа достаточно высока и составляет 0,005 мкг/м

Цель изобретения - повышение селективности и точности определения при сохранении высокой чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения бора, включающему введение в анализируемый раствор серной кислоты, фторид-иона, органического реагента бутилродамина С, экстракцию образовавшегося комплекса бора органическим растворителем и последуницее измерение флуоресценции, серную кислоту вводят до концентрации 0,25-0,50 М,

Анализ экстракта можно проводить в двух вариантах - фотометрическом

11 2

или фруоресцентом, поскольку условия определения по обоим варианта идентичны и отличаются только уровнем определяемых содержаний. Градуировочные графики определения бора (при соотношении водной и органической фаз 1:1) прямолинейны в интервале концентраций (мкг бора/10 мл раствора) 0,05-1,0 (Флуоресцентный вариант 0,1-1,0 (фотометрический вариант, кювета мм). Нижняя грапица определяемых содержаний, определенная по 3s - критерию (s - стандартное отклонение результатов определения в наиболее чистых по определяемому компоненту водных растворах), равна 0,05 мкг/10 МП. Указанное значение ( у может обеспечить возможность определения бора в кремнии и его соединениях от 5, 10 % по массе при навеске 1 г Дальнейшее снижение нижней границы определяемых содержаний бора (Сн) ограничено поправкой контрольного опыта. Оно может быт обеспечено при тщательной очистке реактивов.

Избирательность реакции исследовали по отношению к распространенным элементам (алюминий, железо, медь), которые наиболее часто сопутствует бору в веществах высокой чистоты. Содержание этих цримесей колеблется в пределах -п«10 % (по массе). Установлено, что определению 0,3 мкг бора в объеме 10 мл (содержание бора, определяемое как флуоресцентным, так и фотометрическим методами) не мешают (кратный избыток) : железа (III) (I70)j кремния, алюминия (340) меди (II) (67Л).

При экстракции соединения бора из среды менее 0,25 М по серной кислоте погрешность результатов увеличивается в 3-6 раз, а при экстракции из среды выше 0,5 М по серной кислоте поррешность результатов эквивалентна указанному интервалу, однако предел обнаружения бора понижается на порядок и составляет 0,5 мкг бора /10 мл раствора.

П р и М ,е р 1. Определение бора в диоксиде кремния.

I г образца переносят в кварцевую лодочку и помещают в середину квариевой трубки, нагретой до 400 С, Подключают препарообразователь, регулируют подачу газа-носителя (кислорода, установив скорость 1-2 пузырька в секунду). Затем барбатёр погружают 310 в полиэтиленовый приемник, содержащий 10 1.1Л 0,05%-ного раствора гидроксида калия. Далее повышают температуру до 1100 С и проводят пирогидро лйз 45 мин. Полученный в приемнике раствор нейтрализуют серной кислотой до рН N 1 и доводят до метки водой, перенеся его в мерную колбу вместимос тью 250 см. Отбирают 2 мл раствора, добавляют 2,5 мл 2 М раствора серной кислоты (что соответствует 0,25 М серной кислоте), 2 мл 2%-иого раствора фторида аммония идоводят водой до общего объема 10 мл. Полученный раствор выдерживают при / 70°С в теченле 10 мин, охлаждают, затем добавляют 1,0 мл О,1%-ного раствора бутилродамина С и экстрагируют ионный ассоциат в течение двух минут 10 мл толуола. Экстракт выдерживают 10 мин, затем отбирают сухой пипеткой 4 мл и переводят в пробирку, содержащую 2 мл ацетона. Изменеяие интенсивности флуоресценции экстракта; проводят при 580 нм (возб 570 им), а оптической плотности при 560 нм в кювете с толщиной оптического слоя 10 мм. Параллельно проводят определение бора в анализируемом растворе с добавками бора (в зависимости от его содержания в пробе). Найдено О,004-мае.% бора. Относительное стандартное отклонение доставляет 0,06. Пример 2. Определение бора в диоксиде кремния. Навеска пробы 0,260 г. Анализ осуществляют как в примере 1. Экстракцию соединения бора проводят из среды 0,35 М по серной кислоте. Найдено 0,023 мас.% бора. Относительное станд1артное отклонение составляет 0,04. ПримерЗ. Определение бора в диоксиде кремния. Навеска пробы 0,204 г. Анализ осуществляют как в примере 1. Экстракцию оединения бора проводят из среды ,5 М по серной кислоте. Найдено ,001 мас.% бора. Относительное станартное отклонение составляет 0,09. Ниже представлены данные по точности определения в зависимости от концентрации серной кислоты. Концентрация серной Sr , кислоты, М . 0,0050,45 0,050,40 0,120,25 0,250,08 0,370,07 0,500,08 0,750,09 1,000,07 При экстракции соединения бора из среды менее 0,25 М по серной кислоте погрешность результатов увеличивается в 3-6 раз, а при экстракции из среды выше 0,5М по серной кислоте погрешность эквивалентна указанному интервалу, однако чувствительность при этом понижается на порядок и составляет 0,5 мкг бора/10 мл. Предлагаемый способ определения бора позволяет повысить селективность определения по отношению к железу в 15 раз, кремнию и алюминию в 35 раз, меди в 70 раз. Кроме того, способ позволяет повысить точность определения при сохранении высокой чувствительности.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БОРА, вкЛючанмций введение в анализируемьй раствор серной кислоты, фторид-иона, органического реагента бутилродамина С, экстракцию образовавшегося комплекса бора органическим растворителем и последующее измерение флуоресценции, отличающийся тем, что, с целью повйшения селективности и точности определения при сохранении высокой чувствительности, серную кислоту вводят до концентрации 0,250,50 М. (Л