Способ экстракционно-фотометрического определения золота (I) Советский патент 1991 года по МПК G01N31/22 

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам экстракционно-фотометрического определения золота, и может быть использовано при анализе различных золотосодержащих объектов, в том числе высокочистых веществ.

Целью изобретения является повышение чувствительности и избирательности анализа.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве основного красителя используют высокочувствительный N.N -диметилиндот- рикарбоцианин (ДИТК), органического растворителя - смесь (4:1) толуола с этилацетатом. Для образования комплексного иона Au(CN)2 - вместо KCN используют K4Fe(CN)e, а экстракцию образующегося ИА золота (I) ведут из раствора рН 2-11

Для установления оптимальных условий образования и экстракции ионного ассоци- тата (ИА) золота изучено влияние кислотности среды, концентрации ферроцианида и красителя ДИТК. Механизм образования и экстракции ИА можно представить следующим образом.

В случае присутствия в растворе золота (О

43AuCl2 Fe(CN)(CN) +6СГ(1) В случае присутствия Air в растворе последнее восстанавливается ферроциани- дом в золото (I) с образованием дицианоау- рата. Таким образом, ферроцианид в данном случае является как восстановителем, так и комплексообразующим реагентом.

3AuCl4 6Fe(CNQ64 3Au(CN)2

+ 5Fe(CN)63 Fe3M2Cr.(2)

О

ю

Јь СА

СП

Образование и экстракцию ионного ас- социата можно представить уравнениями:

Au(CN) (CN)2rR+(3)

Au(CN) (в)- Аи(СМ)2ГВ+(0),(4)

где R - катион красителя ДИТК;

(в) - водная фаза;

(о) органическая фаза.

В органической фазе фотометрируют окрашенный ИА Au(CN)R+. Независимо от степени окисления золота(I или И1)в воднрм растворе образуется один и тот же ионный ассоциат.

Максимальная чувствительность определения золота достигается в следующих условиях: общая кислотность водного раствора рН 2-11, равновесная концентрация, ферроцианида и красителя ДИТК соответственно (0,4-4) М и (0,6-2-) М. В оптимальных условиях образования и экстракции ИА золота молярный коэффициент поглощения при извлечении смесью (4:1) толуола с этилацетатом равен 1,75 105 при 760 нм. Нижний предел определения золота 0,006 мкг/мл. При использовании других экстрагентов (бутилацетата, амилацетата, бензола, ксилола, кетонов), а также их смесей чувствительность определения золота уменьшается. Сопоставительная оценка чувствительности (по нижнему пределу определения) для известных и предложенного способов приведена в табл.1.

Равновесие экстракции ИА золота устанавливается за 0,5-1 мин. Окраска экстрактов устойчива в течение 3-4 ч. Светопоглощение окрашенных экстрактов подчиняется закону Бера в диапазоне концентраций золота 0,006-7,8 мкг/мл. Этот интервал значительно шире, чем в известном способе.

Использование ферроцианида для образования дицианоауратного комплекса позволяет не только избежать применение токсичного цианида калия, но и значительно повысить избирательность определения золота.

Устойчивость комплекса Fe(CN)e pKi-6 36,9 больше устойчивости цианидных комплексов серебра (,42), кадмия (рК-17,11). кобальта (,09), меди (I) (,3), никеля (.3), таллия (), цинка (,62), поэтому эти металлы не образуют цианидные комплексы в присутствии ферроцианида калия, и следовательно, не мешают определению золота в 50-100- кратных количествах. Ионы палладия (II), платины (IV), таллия (III), ртути (II), кобальта (II) восстанавливаются в присутствии K4Fe(CN)e и не мешают определению золота (I).

Из всех известных цианидных комплексов только золото образует более устойчивые комплексы Au(CNJ2 (,3) по сравнению с комплексом Fe(CN)e , поэтому оно образует экстрагируемые ионные ассоциаты в присутствии ферроцианид-ионов.

П р и м е р 1. В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 19,70 мкг золота (0,2 мл 5 М раствора Н ),

0,3 мл М раствора ферроцианида калия, 0,5 мл М раствора HCI, 3,6 мл дистиллированной воды и 0,5 мл 10 М раствора красителя ДИТК. Серию таких растворов экстрагируют 5 мл смеси толуола с этилацетатом (при разных их объемных отношениях) в течение 1 мин. Экстракты отделяют, центрифугируют и измеряют оптическую плотность (А) при 760 нм на спектрофотометре СФ-46 в кюветах с ,3 см относительно экстракта контрольного опыта (без золота). Из значений А рассчитывают величины молярных коэффициентов поглощения. Данные представлены в табл. 2, из которой следует, что чувствительность определения золота по предложенному способу максимальна при объемном соотношении толуола с этилацетатом 4:1. При других соотношениях этих органических растворителей чувствительность метода уменьшается

ввиду уменьшения значений оптических плотностей экстрактов ИА.

Пример 2. В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 19,70 мкг золота (0,2 мл 5 М раствора Н AuCU).

0,3 мл М раствора ферроцианида калия, 0,5 мл 0,1 М HCI, 0,5 мл 1 М раствора красителя ДИТК и дистиллированной воды до общего объема водного раствора 5 мл. рН полученного раствора 2. Раствор экстрагируют смесью (4:1) толуола с этилацетатом в течение 1 мин. Экстракты отделяют и далее определение ведут аналогично примеру 1. Такие же опыты проводят с добавлением менее концентрированных растворов HCI и

растворов NaOH для создания различных рН водного раствора, значение которых контролируют с помощью рН-метра (в ячейке для микроизмерений). Данные представлены в табл. 3.

Из данных табл. 3 следует, что чувствительность определения золота по предложенному способу максимальна при кислотности водного раствора в интервале рН 2-11. Вне этого интервала чувствительность метода уменьшается ввиду уменьшения значений оптических плотностей экстрактов.

ПримерЗ. В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 19,70 мкг

золота (0,2 мл 5 М раствора Н АиСЦ) разные количества 10 М раствора ферро- цианидз калия, 0,5 мл 10 М HCI, 0,5 мл 1 -10 М раствора красителя ДИТК и дистиллированной воды до общего объема 5 мл. Приливают 5 мл смеси (4:1) толуола с этила- цетатом и экстрагируют в течение 1 мин. Экстракты отделяют, и определение ведут аналогично примеру 1. Данные представлены в табл. 4.

Из данных табл. 4 следует, что чувствительность определения золота по предложенному способу максимальна при равновесной концентрации ферроцианида калия равной (0,4-4) -10 М. При другой концентрации ферроцианида калия чувствительность определения золота уменьшается.

Пример 4. В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 19.70 мкг золота (0,2 мл 5 40 М раствора Н Аи СМ). 0,3 мл 10 М раствора ферроцианида калия, 0,5 мл М HCI, разные количества М раствора красителя ДИТК и дистиллированную воду до общего объема 5 мл. Приливают 5 мл смеси (4:1) толуола с этилацетатом и экстрагируют в течение 1 мин. Экстракты отделяют и далее определение ведут аналогично примеру 1. Данные предстаплены в табл. 5.

Из табл. 5 следует, что чувствительность определения золота по предложенному способу максимальна при равновесной концентрации красителя ДИТК в водном растворе (0,6-2) -10 М. При другой концентрации красителя чувствительность определения золота уменьшается.

Для экспериментальной проверки способа проведено определение золота в растворе его чистых солей (табл. 6) и в металлической меди (табл. 7).

П р и м е р 5. Определение золота в растворах его чистых солей. В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 19,70 мкг золота (0,2 мл5-10 4М Н АиСЦ), 0,3 мл М раствора ферроцианида калия, 0,5 мл М раствора HCI, 0,5 мл М раствора красителя ДИТК и дистиллированную воду до общего объема 5 мл. Приливают 5 мл смеси (4:1) толуола с этилацетатом и экстрагируют в течение 1 мин. Органическую фазу отделяют, центрифугируют и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре СФ-46 при 760 нм относительно экстракта контрольного опыта (без золота). Количество золота определяют по градуировочному графику, построенному аналогично с использованием стандартных растворов золота в диапазоне концентраций 0,,8 мкг/мл. Полученные данные представлены в табл. 6.

П р и м е р 6. Определение золота в металлической меди. Навеску измельчен- ной меди (0,3 г) растворяют при нагревании в 9 мл азотной и 3 мл соляной кислот. После растворения пробы к раствору добавляют 3 мл 2 М раствора серной кислоты и упаривают до появления белых паров 50з. Остаток переносят в мерную колбу емкостью 25 мл и разбавляют бидистиллятом до метки. Отбирают 2,5 мл анализируемого раствора в градуированные пробирки с притертыми пробками, добавлением 1 М

раствора едкого натра устанавливают рН 2-7, прибавляют 0,5 мл 10 z M раствора ферроцианида калия, 0,5 мл 10 М раствора красителя ДИТК и дистиллированную воду до общего объема 5 мл. Приливают 5 мл

смеси (4:1) толуола с этилацетатом и экстрагируют в течение 1 мин. Далее анализ проводят, как описано в примере 5. Результаты анализа, полученные методами градуированного графика Введено-найдено,представлены в табл. 7.

Использование предлагаемого способа экстракционно-фотометрического определения золота обеспечивает увеличение ( в 25 раз) чувствительности, расширение диапазона определяемых концентраций золота, увеличение избирательности по сравнению с известным способом. Кроме того, экстракция дицианоауратного комплекса с красителем не требует применения

токсичного цианида калия. Способ успешно может быть использован в заводских и научно-исследовательских лабораториях при анализе технических сплавов и металлов, применяемых в полупроводниковой технологии. Относительная ошибка при определении золота не превышает 2-3%.

Формула изобретения

45

1. Способ экстракционно-фотометриче- ского определения золота (I), включающий перевод его в ионный ассоциат дицианид- ного комплекса с основным красителем в

водном растворе, экстракцию образующегося ассоциата органическим растворителем при рН 2,4-11,1 и последующую количественную регистрацию экстракта, отличающийся тем, что, с целью

повышения чувствительности и избирательности анализа, в качестве основного красителя используют N.N -диметилиндот- рикарбоцианин с концентрацией в растворе (0,6...2,0) М, растворителя для экстракции - смесь толуола с этилацетатом, взятых в соотношении 4:1.

2. Способ поп. 1, отличающий- с я тем. что для перевода золота в

дицианидный комплекс-исполь- зуют ферроцианид калия с концентрацией в растворе (0,4...4,0) хЮ 3 М.

Таблица 1

Изобретение относится к способам экс- тракционно - фотометрического определения золота (I), позволяет повысить чувствительность и избирательность анализа и может быть использовано при анализе различных золотосодержащих объектов, в том числе высокочистых веществ. Золото переводят в ионный ассоциат дицианидно- го комплекса с красителем N.N -диметилин- дотрикарбоцианином (ДИДК). Для этого к анализируемому раствору добавляют фер- роцианид калия до концентрации (0.4-5,0) М, ДИДК - до концентрации (0,6-2,0 М и экстрагируют смесью толуола с эти- лацетатом (1;4). Способ позволяет повысить избирательность анализа (практически все металлы не мешают определению) и чувствительность до мкг/мл (по сравнению с 0,16 мкг/мл для прототипа). 1 з.п. ф-лы, 7 табл. ё

Таблица 2

Таблица 4

Примечание. Равновесная концентрация ферроцианида калия

V4

6 , рНЗ.

1624315

10 Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7