Способ спектрофотометрического определения алюминия Советский патент 1987 года по МПК G01N21/17 

13

Изобретение относится к области аналитической химии, а точнее к способам спектрофотометрического определения алюминия с использованием основного красителя, и может быть эффективно использовано при анализе материалов высокой чистоты, металлов, полупроводниковых материалов,

мических реагентов и других алюминий-iо соединения МАК-КФ, поэтому использосодержащих объектов.

Целью изобретения является повышение чувствительности определения содержания алюминия от ,35 до 135 нг/мл.

В качестве органического реагента используют краситель кристаллический фиолетовый (КФ), а в качестве анионного комплекса - анион многоосновной молибдоалюминиевой гетерополи кислоты (МАК). Получают интенсивно окрашенный ионный ассоциат с девятью ассоциированными катионами КФ, и определение алюминия осуществляют по интенсивности светопоглощения его подкисленного ацетонового раствора,

МАК получают при 3,8А 10 М Na2Mo0 рН 3,2-5,1 (по HjSO) и 25-минутном выдерживании растворов, а твердофазный ионный ассоциат - молибдоалю- минат КФ (МАК-КФ) получают при рН 1,20-1,40 (по НгЗО) добавлением (2,45-3,43) реагента-красите- ля , отделяют центрифурированием, растворяют в смеси 9 мл ацетона и 1 мл 2 М HNOj и спектрофотометрирую полученный раствор при 595 нм.

При этом образуется соединение, содержащее девять ассоциированных катионов КФ, использование ацетоновы растворов которого обеспечивает высокую чувствительность спектрофото- метрическога определения алюминия:

,2- 10 .л. мол

- X см-Ч

1 , 35 нг А1/мл; ,Г,

HUt

f,gp 135 нг А1/МЛ. Создается возможность количественно- г О определения в 100 раз разнящихся содержаний алюминия.

Оптическую плотность (ОП) исследуемых ацетоновых растворов измеряют спектрофотометром, а равновесные значения рИ соответствующих водных растворов - стеклянным электродом. Осадки соединения МАК-КФ отделяют двухминутным центрифугированием при

3000 об/мин.

Как видно из фиг. 1 (табл. 1), яия получения МАК оп тимальной является киспотность среды w интервале

3,2-5,1 (по , т.е. выход соединения МАК-КФ, выделенного на основе МАК, полученной в указанном интервале рН, максимален и ацетоно- вые растворы характеризуются постоянным значением коэффициента молярного погашения (,2:10). ПрирН„„ 3,2 резко падает выход МАК, а значит и

вание указанных, значений рН при определении алюминия приводит к заниженным результатам. При 5,1 указанные соединения (МАК и МАК-КФ) вновь количественно не образуются, что при определении алюминия также приводит к неправильным (заниженным) результатам.

Согласно данным фиг. 2 (табл. 1) количественное образование соедине- ния МАК-КФ наблюдается при кислотности в процессе его образования, равной рН 1,20-1,40 (по H2SO). В указанном интервале рН исследуемые ацетоновые растворы характеризуются постоянным значением коэффициента молярного погашения (Е 9,2. 10). При рН 1,20 резко падает выход соединеНИН МАК-КФ и поэтому использование

указанных значений рП. при опредеК ОН

лении алюминия приводит к заниженным результатам. При рН ,(,„ 7 1,40 резко возрастает сигнал ОП холостых опытов, и в результате конкурентной реакции выход соединения МАК-КФ падает, что при определении алюминия также приводит к заниженным результатам.

Использование для создания среды азотной и соляной кислот нецелесообразно, поскольку при этом .значения сигналов холостых опытов резко возрастают,

Согласно данным фиг. 3 и табл. 1 для количественного образования МАК-КФ оптимальной является концентрация КФ в интервале (2,45-3,43) 10 М. При этом выход и Е соединения МАК-КФ постоянны, а сигналы холостых опытов очень малы. При С

,45 соединение МАК-КФ количественно не образуется, что при определении алюминия приводит к заниженным результатам. При С ф 3,43х

резко возрастают сигналы как холостых растворов, так и соединения МАК-КФ (т.е. на фоне соединения МАК31343308

КФ простые соли КФ образуются в боль- Результаты определения алюминия

шей степени), значения которых не постоянны, что резко сказывается на воспроизводимости и точности определения алюминия.

при С, S lO-i M (1,35 мкг Л1/10 мл), СМо04 3,84- Ю - М, ,:( 595 им, 1 0,1 см, м 9, р 0,95 представлены в табл. 1.

Таблица 1

При построении кривой на фиг, 4 для каждой концентрации алюминия проведены 16-18 параллельных определений. Согласно приведенным результатам использование предлагаемого способа позволяет определять от 1,35 нг А1/МЛ (Sr 0,29) до 135 нг А1/мл (Sr 0,020), При содержании А1 нг А1/МЛ значения Е соответствующих ацетоновых растворов снижаются вследствие неполного образования соединения МАК-КФ, что при определении алюминия приводит к заниженным результатам. При 1,35 нг А1/мл воспроизводимость результатов заметн падает вследствие затруднения процесса агрегации соединения МАК-КФ,

Пример 1, 1 мл слабокислого раствора, содержащий 13,5 нг А1, помещают в центрифужную пробирку, добавляют 0,8 мл 0,0048 М раствора Na5Mo04, создают рН 3,2 введением 0,4 мл 0,01 М раствора 4,250+, перемешивают и выдерживают 25 мин для количественного образования МАК. Затем прибавляют 1, мл 0,5 М раствора , 1 мл О,1%-ного (в конечном объеме С;,ф 2,45.) раствора КФ, доводят рбъем дистиллированной водой до 10 мл (в полученном растворе рН 1,20), перемешивают э течение 2 мин. Осадок соединения МАК-КФ отделяют двухминутным центрифугированием, раствор декантируют, осадок в той же пробирке растворяют в смеси 9 мл ацетона с 1 мл 2 М HNO; и полученный раствор спектрофотометри руют при 595 нм и 1 1,0-см. Одновременно в тех же концентрационных условиях проводят холостой

Продолжение табл.1

0

0

35

40

45

50

55

опыт (А,, 0,150). Оптическая плотдол

ность полученного раствора соединения МАК-КФ (dA) равна 0,050.

Пример 2. 1мп слабокислого раствора, содержащий 0,27 мкг А1, помещают центрифужную пробирку, добавляют 0,8 мл 0,0048 М раствора , создают рН 4,25 введением 0,2 мл 0,01 М раствора , перемешивают и выдерживают 25 мин для количественого образования МАК. Затем прибавляют 0,9 мл 0,5 М раствора НоSO, 1,1 мл О, 1%-ного раствора КФ (в конечном объеме С|,ф 2, 7,-10 М) , доводят объем водой до 10 мл (в полученном растворе рН 1,30), шивают в течение 2 мин. Осадок соединения МАК-КФ отделяют двухминутным центрифуг ированием, раствор декантируют, осадок в той же пробирке растворяют в смеси 9 мл ацетона с 1 мл 2 М HNOj и полученный раствор спек- трофотометрируют при 595 нм и 1 0,3 см. Одновременно в тех же концентрационных условиях проводят холостой опыт (А.р, 0,075) , Оптическая плотность полученного раствора соединения МАК-КФ (1А) равна 0,275,

Пример 3. 1 мл слабокислого раствора, содержащий 1,35 мкг А1, помещают в центрифужную пробирку, добавляют 0,8 мл 0,0048 М раствора ЫатМо04, создают рП 5,1 введением 0,3 ил 10 М раствора HjSO , перемешивают и выдерживают 25 мин для ко- личс- ственного образования МАК. Затем прибавляют 0,6 мл 0,5 М раствора НтЯО, 1,4 мл 0,1%-HOi-o раствора КФ (в конечном объеме i, 43 К) М),

1

доводят объем водой доЮ нп (в полученном растворе рН 1,40), перемешивают в течение 2 мин. Осадок соединения МАК-КФ отделяют двухминутным центрифугированием, раствор декантируют, осадок в той же пробирке растворяют в смеси 9 мл ацетона с 1 м.п 2 М HNOjи полученный раствор спектро фотометрируют при 595 им и 1 0,1 см. Одновременно в тех же концентрационных условиях проводят холостой опыт ( 0,050). Оптическая плотность полученного раствори соединения МАК-КФ (А) равна 0,460.

Результаты определения алюминия () в соответствии с примерами сведены в табл. 2.

Таблица 2

Таким образом, предлагаеьл;й способ по чувствительности превышает известные спектрофотометрические способы определения алюминия и применим для количественного определения в 100 раз разнящихся его содержаний.

Формула изобретения

10

1. Способ спектрофотометрического определения алюминия, включающий перевод его в окрашенное комплексное соединение и измерение оптической плотности, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности определения содержаний алюминия от 1,35 иг/мл до 135 нг/мл алюминий переводят в молибдоалюминиевую гетерополикислоту при рН сре7 ды 3,2-5,1 по изменяют рН среды до 1,2-1,4 по H-SO , добавляют

/о л с -3 л т . 1 п- ,

(2,45-3,43) гЮ М кристаллического фиолетового, отделяют образующийся осадок, растворяют в подкисленном ацетоне и измеряют оптическую плотность при 595 нм.

2, Способ по п. 1,отлича- ю щ и и с я тем, что, с целью по- вышения экспрессноети анализа, осадок отделяют центрифугиропанием.

го 40 60 so too /го iw САе,

Pae

Изобретение относится к области аналитической химии. Целью является повышение чувствительности определения содержания алюминия от 1,35 до 135 иг/мл, расширение интервала определяемых его содержаний и упрощение способа в целом. Кристаллический фиолетовый сочетают с полученной при рН 3,2-5,1 по H2SO и выдержанной в течение 25 мин молибдоалюминиерой кислотой, отделяют центрифугированием полученное малорастворимое соединение, растворяют последнее в подкисленном ацетоне и полученный раствор спектрофотометрируют при 595 нм, 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл. (Л 00 4 00 ОО