Способ вольтамперометрического определения марганца Советский патент 1990 года по МПК G01N27/48 

Изобретение относится к электро- . химическим методам анализа, в частности к определению марганца на твердом индикаторном электроде, и может быть использовано в аналитической практике для контроля цветных металлов и сплавов, в анализе объектов окружающей среды.

Целью изобретения является увеличение экспрессности анализа и расширение диапазона определяемых концентраций.

Определение проводят в дифференциальном импульсном режиме при наложении импульса амплитудой 25-100 мВ и скорости развертки потенциала 2- 20 мВ/с на микроэлектроде из углеродного волокна, помещенного в капил-. ляр из неэлектропроводного материала с диаметром, превосходящим в 5-10 раз

диаметр микроэлектрода, в фоновом электролите раствора 0,04-0,02 М хлорной кислоты.

Для указанных оптимальных условий величина тока восстановления пер- манганата прямо пропорционально зависит от его концентрации в интервале 1 -10- - 1 Ю- М..

Наблюдаемая зависимость позволяет использовать для определения концентрации перманганат-ионов как метод калибровочного графика, так и метод стандартных добавок.

Чувствительность определения перманганат-ионов ограничивается устойчивостью слабоконцентрированных растворов. Для уменьшения разложения перманганата, особенно при его концентрации меньше 0,000005 М, следует ввести в фоновый электролит некоторый

избыток окислителя (периодата натрия до концентрации 0,001-0,01 М, а измерения провести в ячейке, изолированной от действия дневного света.

При использовании предлагаемого способа измерения можно пробести По двух схемам: 1 - вводят весь анализируемый раствор в электрохимическую ячейку и проводят определение Перманганата; 2 - в ячейку вводят Цистый фоновый электролит, а анали- 4ируемый раствор набирают только в Капиллярную полость, наполнение которой происходит под действиеи капил- Лярных сил.

Пример 1. Определение содержания перманганат-ионов в искусственных растворах,

; Искусственные растворы готовят разбавлением исходных растворов 0,01, 0,001 и 0,00002 М по перманганату до необходимой концентрации о Концент- р|ащя фонового электролита состав- л|яет 0,04-0,2 М. Регистрируют по че- .ilbipe вольтамперограммы на полярографе РА-2 при 25 t в дифференциальном Импульсном режиме (амплитуда импульса 100 MB, частота импульсов 1 Гц), S трехэлектродном режиме, В качестве индикаторного электрода используют углеродное моноволокно УМВ-30 диаметром 30 мкм, которое помещают в стеклянные капилляры диаметром 172 И 300 мкм и высотой 5,0 мм. Электрод сравнения - насыщенный хлор- Серебряный, вспомогательпьш электрод - стержень из стеклоуглерода.

Измерения на искусственных растворах проводят по первой схеме.

Результаты определения методом стандартных добавок ионов МпО В искусственных растворах приведены 0 табЛо1 о

(скорость развертки г 5 мВ/с; число опытов п 4; вероятность Р 0,95).

Пример. 2. Определение марган ,ца в стандартных образцах.

Подготовка пробы к анализу. Содержание марганца определяют в аттес.то- ванных. стандартных образцах СО АЛН 39- 3-2 (М 221х), МН-19 (М 406х), ЛЖМц 59-1-1 (М 1бЗх), БРАЖМНц 9-4-4-1 (М 496х) с известным содержанием мар- ганца. Для этого 0,1-0,2 г сплава рас творяют в 2,5 мл HNOj.+ 0,5 нп НС1.

0

5

0

5

0

5

0

5

5

После полного растворения пробы вводят 2-5. мл 8,5 М хлорной кислоты и упаривают до белых паров. Добавляют 5-10 мл горячей воды(чтобы не вьшадал осадок двуокиси марганца, необходимо, чтобы концентрация хлорной кислоты была 1-2 М), вводят 0,5-1,0 мл 0,5 М периодата натрия и кипятят 5-10 мин для полного превращения ионов марганца (II) в перманганат-ионы. Раствор охлаждают и доводят до объема 50 мл.

Определение марганца. Берут алик- воту такого объема, чтобы получить в растворе объемом 50 мл концентрацию перманганата в диапазоне 2-10 - . Концентрацию перманганат- ионов ойределяют по второй схеме методом стандартных добавок. Продолжительность анализа одной пробы составляет 40-50 мин.

Результаты определения марганца в стандартных образцах приведены в табл.2, (г-5 мВ/с; ,95).

Использование способа определения марганца обеспечивает сокращение продолжительности определе1шя при его высокой чувствительности и воспроизводимости, повышение производительности труда, возможность дополнительного повышения чувствительности

определения путем концентрирования анализируемого раствора до объема 0,05-0,10 мл, так как для определения достаточно 0,0005-0,0020 мл раствора, возможность определения марганца в растворах объемом 0,5-1,0 мкл,- уменьшение абсолютного определяемого количества марганца, селективность определения марганца в раствора.х, содержащих большие количества других ионов без их маскирования или удаления, а также длительное испол;ьзова- ние одного и того же индикаторного электрода вследствие высокой электрохимической коррозионно-стойкости углеродного вблокна.

I Формула изобретения

Способ вольтамперометрического определения марганца на твердом индикаторном электроде, основанньй на регистрации тока восстановления перманганат-ионов, отличающий- с я тем, что, с целью расширения диа- л-эзона определяемых концентраций и

515944126

увеличения экспрессности анализа,в дифференциальном импульсном режиме

определение проводят на микроэлек-в интервале потенциалов 1,1-0,6 В с

троде из углеродного волокна на фонеамплитудой импульса 25-100 мВ и ско0,04-0,20 М раствора хлорной кислотырости развертки потенциала 2-20 мВ/с,

Таблица 1

Изобретение относится к электрохимическим методам анализа марганца и может быть использовано для контроля цветных металлов и сплавов, в анализе объектов окружающей среды. Цель изобретения - расширение диапазона определяемых концентраций и увеличение экспрессности анализа. Определение марганца проводят на фоне 0,04-0,2 М раствора HCLO 4 в дифференциальном импульсном режиме в интервале потенциалов 1,1-0,6 В. Амплитуда импульса 25-100 мВ, скорость развертки потенциала 2-20 мВ/с. В качестве индикаторного электрода используют микроэлектрод из углеродного волокна, который помещен в капилляр из неэлектропроводного материала с диаметром, в 5-10 раз большим диаметра микроэлектрода. 2 табл.

Относительное стандартное отклонение.