Индикаторная смесь для комплексонометрического определения переходных металлов Советский патент 1984 года по МПК G01N31/22 

КС

сд

ел

00 Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при комплексонометрическом определении переходных металлов. Известна индикаторная смесь для комплексонометрического определения переходных металлов, включающая органический краситель мурексид и инертный наполнитель хлорид натрия соотношении 1:100 по массе lj . Недостатком индикаторной смеси является то, что при ее применении в ряде случаев, например при опреде лении малых количеств кобальта (11) протекают побочные реакции, что сни жает, точность определения. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является индикаторная смесь, включающая органический .краситель - ксиленоловый оранжевый, гексаметилентетрамин и о-фенантроли Известную смесь готовят непосредств но перед титрованием, добавляя к нескольким каплям 0,1%-нх)го раствора ксиленолового оранжевого в спирте произвольноеколичество гексаметиле тетрамина,.0,5 мл О,001%-ного раствора о-фенантролина и воду до общег объема 200 мл. Ионы определяемого металла (кобальт, цинк, кадмий и др.) обратимо связываются с ксиле ноловь1м оранжевым (КОр) в комплексн соединение, гексаметилентетрамин обеспечивает определенное и неизмен ное значение рН раствора в ходе титрования, а О -фенантролин улучша резкость цветового перехода раствора в конечной точке титрования 2j . Недостатком известной индикаторной смеси является низкая точность определения микрограммовых количест переходных металлов. Цель изобретения - повышение точ ности анализа при комплексонометри ческом определении переходных металлов. Поставленная цель достигается тем, что в индикаторной смеси для комплексонометрического определения переходных металлов в качестве орга нического красителя используют ализариновый красный С и смесь дополнительно содержит борную киcлoty и буру при следующем соотношении компонентов, мас.%.: Ализариновый красный С 0,1-1,0 Борная кислота60-90 БураОстальное В предлагаемой смеси ализариновый красный С (1,2- диоксиантрахинон-3сульфонат натрия, АКС) обладает металлохромными свойствами, а борная кислота и при их совместном присутствии обеспечивают определенное и постоянное значение рН раствора. Поставленная цель достигается т.олько при совместном (оДновременнрм) введении в анализируемый раствор всех компонентов смеси, что связано с обнаруженным неаддитивным эффектом совместного присутствия АКС и соединений бора, а именно повышением контрастности цветового перехода раствора в конце комплексонометрического титрования переходных металлов. Борная кислота и бура не могут быть заменены в данной смеси какими-либо иными веществами с буферными свойствами, так как только указанные соединения маркируют окраску анионной формы свободного АКС, препятствующей вьмвлению конечной точки титрования. Допустимые содержания компонентов в предлагаемой смеси установлены опытным путем. Результаты определения Со (II) при различном содержании АКС в индикаторной смеси приведены в табл. 1. В табл. 2 приведена контрастность цветового перехода при определении 5,0 мг Со(II) с использованием индикаторной смеси различного состава. Другие переходные металлы образуют с АКС, а также с ЭДТА комплексные соединения, которые по своей устойчивости и по оптическим свойствам аналогичны соответствующим соединениям, кобальта, поэтому для определения различных переходных металлов могут быть использова 1ы индикаторная смесь одного и того же состава. Из табл, 1 видно, что точность определения Со (II) в предлагаемой смеси выше по сравнению с известной, если содержание АКС в смеси находится в интервале от 0,1 до 1,0 мас.. При меньших содержаниях АКС для создания заметной окраски приходится вводить не более 1 г смеси на 100 мл титруемого раствора, в этом случае смесь растворяется не полностью и

3

точность определения снижается. При содержании АКС более 1,0% ухудшается контрастность цветового перехода в конце титрования, поскольку для полного маскирования мешающей окраски свободного АКС требуется не менее, чем стократный избыток соедине.ний бора (борная кислота 4- бура) . Из табл. 2 видно что контрастность цветового перехода при определении СО (11) зависит от соотношения борной кислоты и буры в индикаторной смеси. Для количественной характеристики контрастности фотометрируют растворы, содержащие по 5 мг СО (П) и 100 мг соответствующей индикаторной смеси в 50 мл раствора, на приборе СФ-4а при 560 нм (максимум свеггопоглощения комплекса Со-АКС) в кювете с толщиной слоя 1,0 см против раствора-сравнения с той же смесью, но без Со (1Г). Контрастность перехода (относительная оптическая плотность ДА) максимальна, если в смеси содержится 60-90% борной кислоты. При меньших содержаниях борной кислоты (и, соответственно, увеличенных содержаниях буры) значение рН раствора во время титрования больше 9,0. В этих слу чаях гидр оксиды металлов могут выпадать в осадок, а изменения окраски раствора в конце титрования не происходит., При содержании борной кислоты более 90%, например в отсутствии буры, значение рН раствора менее 7,5, в этих условиях АКС не образует комплексных соединений с ионами Со (и), а следовательно, определение их невозможно. Оптимальньм содержанием борной кислоты в предлагаемой смеси является 80%.

Пример 1. Определение никеля. Растирают 9,0 г борной кислоты с 0,9 г буры и 0,01 г ализаринового красного С. Готовую смесь хранят в бюксе с притертой крышкой, смесь устойчива в течение нескольких месяцев. Перед проведением анализа к аликвоте анализируемого раствора, содержащего до 10 мг никеля (II), добавляют 0, г приготовленной сухой индикаторной смеси, воду до 100 мл, нагревают до 60 С и титруют стандартизированным 0,005 М раствором ЭДТА до резкого перехода окраски из фиолетовой в желтую. По затраченному объему титранта и его извест543 .4

ной концентрации рассчитывают молярную концентрацию ионов никеля (II) в анализируемом растворе.

Пример 2. Определение цинка (кадмия). Растирают 6,0 г борной кислоты с 3,9 г буры и О,1 г АКС. К аликвоте. нейт1 ализованного раствора i содержащего до 5 мг определяемого металла, добавляют 0,1 г приготовленной индикаторной смеси, воду до 50 мл и при комнатной температуре медленно титруют стандартизированным 0,005 М раствором ЭДТА до резкого перехода окраски из краснофиолетовой в желтую. Расчет результатов в этом и последукнцих примерах, как в примере 1.

Пример 3. Определение кобальта. Растирают 8,0 г борной кислоты с 2,0 г буры и 0,05 г АКС. К аликвоте анализируемого раствора, содержащего до 6,0 мг Со (Г1), добавляют 0,1 г приготовленной индикаторной смеси и титруют при комнатной температуре стандартизированным 0,005 М раствором ЭДТА до резкого перехода окраски из розово-фиолетовой окраски в желтую.

Пример 4. Определение свинца. Смесь готовят аналогично примеру 3. Титруют аликвоту анализируемого раствора, содержащего до 10 мг

свинца, стандартизированным 0,01 М раствором ЭДТА, добавляя 0,2 г индикаторной смеси незадолго до конца титрования. Переход окраски в конечной точке от красно-фиолетовой

к желтой.

Пример 5. Определение марганца (П). Приготовление смеси и ход титрования аналогично примеру 3. Титруют в отсутствие окислителей при 50°{:.

Пример 6. Определение хром-з, (III). К аликвоте раствора, содержащего до 1 мг хрома (III) при рН 5, добавляют 10,0 мл стандартизированного 0,005 М раствора ЭДТА, кипятят 15 мин, добавляют 100 мл дистиллированной воды, 0,2 г индикаторной смеси, приготовленной, как в примере 3,

и титрутот 0,001 М раствором нитрата кобальта (II) до перехода желтой, окраски в розово-фиолетовую в присутствии раствора-свидетеля. Расчет ре- зультатов ведут, по известным формулам обратного титрования. .При проведении всех приведенных определений посторонние металлы должны быть ; предварительно замаскированы или от-, делены.

Метрологические характеристики .разных способов определения Со (II) приведены в табл. 3.

Изобретение увеличивает точность анализа (табл. 3) и может найти широкое применение в практике аналитической химии.

Таблица 1

ИНДИКАТОРНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ :КОМПЛЕКСОВОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающая; органический краситель, отличающаяся тем, что, с целью повьшения точности анализа, в качестве красителя используют ализариновый красный С и смесь дополнительно содержит борную кислоту и буру при следуйэщем соотношении компонентов, мас.%: Ализариновый красный С 0,1-1,0 Борная кислота60-90 БураОстальное

Примечание. При использовании смеси О найдено 287+57, 5г 0,20; um -30%. При использовании смеси 2j найд,ено 387±40,-5г 0,10; &т +3,5%. Введено Со (II) 374 мкг. Таблица 2 При меньших содержаниях Н.ВО титрование цветового перехода

-5,6 -1,3 -27,7 +3,5

Продолжение табл.2

-0,50,011 0,0190,016

f2,10,20 0,1030,052

+ Гб;1 --0,206 невозможно из-за нерезкого Таблица 3