Способ концентрирования элементов из водных растворов Советский патент 1984 года по МПК G01N25/14 

j

j 11 Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам концентрирования элементов из водных растворов для последующего их определения. Известен способ концентрирования элементов с использованием ионообменной хроматографии. В хроматографическую колонку помещают катионит, пропус кают водные растворы, содержащие ионы металлов. Затем катионит высушивают, прессуют в стандартные таблетки и определяют элементы ренттенофлуоресцент ным методом lj . Однако данный способ требует значитепьных затрат времени, обладает низкой воспроизводимостью и точностью определений. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, в котором концентрирование элементов осук ествля ют обработкой водных растворов расплавленной смесью высокотемпературного зкстрагента - монокарбоновых кислот фракции и парафина, взятых в весовом соотношении 1:1,5-2,5. Далее органический экстракт высушивают, расплавляют вновь, запивают в формирующие кольца. После застывания расплава образцы подвергают рентгеноспек тральным исследованиям 2j . Недостатком известного способа является то, что расплавленная смесь монокарбоновых кислот фракции C-,-Cq и парафина не являетс я универсальным экстрагентом при концентрировании элементов из водных растворов, требу ет точного регулирования рН среды, что удлиняет время анализа. Способ позволяет работать при соотношении объемов водной и органической фаз лишь в пределах 100:1. Кроме того, для известного способ характерна малая устойчивость при хранении, так как со временем происходит выпотевание жирных кислот, что приводит к неоднородности распределе ния в нем элементов и последующего снижения точности определения. Целью изобретения является увеличение степени извлечения, воспроизводимости и точности последующего анализа. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу концентрирования элементов из водных растворов,включающему экстрагирование расплавом жирных монокарбоновых кислот в качестве экстр142агента используют жирные монокарбоновые кислоты фракции обработку ведут в присутствии 8-оксихинолина,дитизона и 1-фенил-3-метш1-4-бензоилпиразолона-5, взятых с карбоновыми кислотами в весовом соотношении (0,02-0,04): :(0,02-0;04):(0,02-0,04):1 соответственно. Способ заключается в том, что водные растворы, содержащие определяемые элементы, нагревают, обрабатывают предложенным экстрагентом. При этом происходит концентрирование элементов и переход их в органическую фазу. В дальнейшем органический экстракт охлаждают до комнатной температуры, отделяют водную фазу, расплавляют вновь, формируют таблетки и проводят определение всех элементов в одной пробе рентгенофлуоресцентным Методом. Указанную таблетку растворяют в метилизобутилкетоне и проводят атомно-абсорбционно определение элементов. Выбор рН водной фазы незначит,ельно влияет на факторы извлечения металлов, в интервале ,0-7,0 наблюдается количественное извлечение металлов. Экспериментально показано, что только применение 8-оксихинолина, дитизона и 1-фенил-3-метил-4-бензоилпиразолона-5 в их совокупности обеспечивает достижение поставленной цели. Цель не достигается при введении одного или двух органических реагентов (табл.1). При этом, как следует из данных проведенных экспериментов, поставленная цель достигается только при указанных соотношениях жирных монокарбоновых кислот (ЖК) к органическим реагентам: ЖК:НОхН2П :НФМБП, равным 1:(О,02-0,04):(О,02-0,04):(0,020,04) ,В табл.1 показано групповое концентрирование элементов с использованием оптимальных комбинаций реагентов Vo5V 1:100, , мкг/мл, ,8). В табл.2 показано определение оптимальньпс соотношений ЖК:НО :Н В,,: :HMOBn(Yo:Yg 1:100, , 1 мкг/мл). в табл.3 приведены сравнительные данные точности по определению ряда металлов. Предлагаемьй способ позволяет обеспечить более высокую воспроизво-.

31

димость определений. Относительное стандартное отклонение при использовании предлагаемого способа концентрирования элементов в два и более раза ниже в сравнении с известным способом.

Пример 1. 100 мл водного раствора переносят в стакан емкостью 250 мл, нагревают до , добавляют 1 г смеси жирных монокарбоновых кислот фракции С,-CjQ и органических реагентов, взятых в весовом соотношении 1:(0,02-0,04):0,2, и перемешивают в течение 15 мин. Смесь экстрагента готовят следующим образом. В 100 г жирных монокарбоновых кислот последовательно вводят 2,86 г дитизона; 1,86 г 8-оксихинолина и 3,03 г 1-фенил-3-метил-4-бензоилпиразолона-5. Смесь водной и о.рганической фаз охлаждают до застывания последней. После удаления водной фазы декантацией застывший органический слой помещают в стакан емкостью 5 мл, нагревают до 60°С в течение 10 мин. Расплав144

ленный экстракт выливают в стандартные держатели, лежащие на полированной металлической поверхности. Застывшие образцы используют для рентгенофлуоресцентного определения. Для атомно-абсорбщюнного определения таблетки растворяют в 5-6 мп метилизобутилкетона. Фактор концентрирования металлов при соотношении водной и органической фаз 100:1 равен 100.

Пример 2. Способ осуществляют согласно примеру 1, используя органические реагенты в следующем весовом соотношении 1:0,3:0,2:0,4.

Пример 3. Способ осуществляют согласно примеру 1, используя органические реагенты в следующем весовом соотношении 1:0,4:0,3:0,3.

Использование предлагаемого изобретения позволяет распшрить диапазон извлекаемых концентраций, обеспечить более высокую воспроизводимость определений в сравнении с известным и снизить выпотевание жирных кислот, что удлиняет срок хранения образца.

Таблица 1

СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ, включающий экстрагирование расплавом жирных монокарбоновых кислот, о т л и чающийся тем, что, с целью увеличения степени извлечения, воспроизводимости и точности последующего анализа, в качестве экстрагента используют жирные монокарбоновые кислоты фракции Cj и обработку ведут в присутствии 8-оксихинолина, дитизона и 1-фенил-3-метил-4-бензоилпиразолона-5, взятых с карбоновыми кислотами в весовом соотношении

90

88,4

ЖК:НФМБП

87,3

91,3

ЖК:Н202:НОх

ЖК:Н20 :НМФБП 82,4

ЖК:НОх:НФМБП

98,3

ЖК:НОх:НФМБП:H2D 98,2

5 (Ag, Bi, Си, Ga, Hg)

-23 (Bi, Co, Cu, Fe, Ga, HA, Hg, In, Mo, Nb, Ni, Pd, Sc, Sn, Та, Th, Ti, Те, U, V, W, Zn, Zr)

23 (Ae, Co, Cu, Fe, Ga, Gd,

In, Ni, V, Pb,Y, La, Nd, Pd, Sc, Ti, Tl, Cr, Ge, Zr, Ho) 24 (Ag, Bi, Ga, Cu, Fe, Ge,

HA, Hg, In Ni, Mo, Nb, Pd, Sn, Sc, Та, Th, Ti,Tl,U,V, W, Zn, Zr)

27 (Ag, Bi, Ga, Kg, A,Co, Cu,

Fe, Ge, Cd, In, Ni, Y, Pb, V, Ld, Nd, Pr, Sc, TI, Ti, Cr, Ge, Zr, Mo)

34 (Bi, HA, Hg, Pd, Nb, Sn,

Та, Th, U, W, Zn, Ac, Co, Cu, Fe, Ga, Cd, In, Ni, Y, Pb, V, Nd, La, Pr, Sc, TI, Tb, Ti, Cr, Ge Zr, Mo) 35 (Ag, Bi, HA, Hg, Pd, Nb, Sn, Ta,Th, U, W, Zn, Ac,. Co, Cu, Fe, Ga, Gd, In, Ni, Y,Pb, V, La Nd, Pr, Sc, TI, Fe, Ti, Cr, Ga, Zr, Moj

90,2

1:0,01:0,01:0,01

Т а б л и Ц а 2

Си, Zn, Fe, Со, Ni,

6,71 Pb, Hg, Mo, Ti, Cr

Таблица 3