Способ определения цинка и кадмия Советский патент 1991 года по МПК G01N31/22 

Изобретение относится к способам аналитического контроля отходов промышленных предприятий и может быть исполь- . эовано при контроле сточных вод гальванических цехов предприятий машиностриитель- ной, приборостроительной, химической промышленности.

Цель изобретения - повышение чувствительности анализа.

П р и м е р 1. Определение цинка и кадмия по прототипу.

Из анализируемого раствора отбирают две аликвотные части, содержащие 0,5- 50 мкг цинка и 1,0-75 мкг кадмия. К одной аликвотной части добавляют ацетатный буферный раствор (рН 4,0-5,5), раствор гипосульфита натрия для маскирования ионов меди, серебра, ртути, висмута, свинца, кадмия и экстрагируют цинк раствором дитизо- на в четыреххлористом углероде. Раствор

фотометрируют при длине волны 540 нм и находят содержание цинка по градуировоч- ному графику. Кадмий не мешает опредепе- нию цинка. К второй аликвотной части добавляют концентрированный раствор едкого натрия (30-50%) для создания в растворе концентрации 5-20%. Для предотвращения осаждения гидроксидов металлов добавляют тартрат натрия - калия. Раствор фотометрируют при длине волны 520 нм и находят содержание кадмия по градуиро- вочному графику. Дитизонат цинка в таких жестких условиях не существует.

Интервалы определяемых концентраций равны (0,02-2,00) мкг/мл для цинка и (0,04-3,00) мкг/мл для кадмия.

Все реактивы, включая дистиллированную воду, перед проведением анализа необходимо дополнительно очищать раствором

О

4

fe

итизона в четыреххлористом углероде, что длиняет и усложняет анализ,

Пример 2. В мерную колбу на 25 мл тбирают аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 0,3 мкг цинка и ,55 мкг кадмия, 5 мл ацетатного буферного аствора (рН 5,5), 2,5 мл диметилформамид- ого раствора фенилтиосемикарбазона 1,2-нафтохинон-4-сульфокислоты (ФТСК) 0,001 моль/г), и доводят до метки дистилированной водой. Измеряют оптическую плотность суммы цинка и кадмия на спектрофотометре СФ-16 при длине волны 550 нм в стеклянной кювете с толщиной слоя 5 см относительно холостого раствора.

Во вторую мерную колбу на 25 мл отбирают такую же аликвотную часть анализируемого раствора, сдержащую 0,3 мкг цинка и 0,55 мкг кадмия, 5 мл ацетатного буферного раствора (рН 5,5), 10 мл 6 моль/л водного раствора иодида калия (1 кг/л) для маскирования кадмия. 2,5 мл 0,001 моль/л диметил- формамидного раствора ФТСК, и доводят до метки дистиллированной водой. Измеряют оптическую плотность раствора цинка при длине волны 550 нм в стеклянной кювете с толщиной слоя 5 см относительно холостого раствора. Содержание цинка находит по градуировочному графику, построенному в присутствии иодида калия. Оптическую плотность комплекса кадмия находят по разности между оптическими плотностями суммы цинкз и кадмия и отдельно цинка. Содержание кадмия находят по градуировочному графику. Обнаружено: цинка 0,3 мкг, кадмия 0,6 мкг.

Чувствительность определения цинка и кадмия с помощью ФТСК в присутствии модида калия равна 0,0 мгк./мл для цинка и 0,02 мкг/мл для кадмия.

Примерз. В две мерные колбы на 25 мл отбирают алиивотные части анализируемого раствора, содержащие по 5 мкг цинка и кадмия, добавляют ацетатный буферный раствор (рН 5,5), растворы иодида калия и ФТСК аналогично примеру 2 и фотометри- руют. Обнаружено: цинка 4,8 мкг, кадмия - 5.0 мкг, (погрешность определения 4%).

Пример 4.8 две мерные колбы на 25 мл отбирают аликвотные части анализируемого раствора/содержащие по цинкз и кадмия, добавляют ацетатным буферный раствор (рН 6,0), растворы иодида калия и ФТСК аналогично предыдуа1им примерам и фотометрируют. Обнаружено: цинка 5,0 мкг, кадмия 5,4 мкг.

Пример 5. В две мерные колбы на 25 мл отбирают аликвотные части анализируемого раствора, содержащие по 5 мкг цинка и кадмия, добавляют ацетатный буферный раствор (рН 6,6), растворы иодида калия и ФТСК и фотометрируют аналогично предыдущим примерам. Обнаружено: цинка 6,2 мкг, кадмия 3,9 мкг.

Пример 6. В две мерные колбы на 25 мл

отбирают аликвотные части анализируемого раствора, содержащие по 5 мкг цинка и кадмия, добавляют ацетатный буферный раствор (рН 4.5), растворы иодида калия и

0 ФТСК и фотометрируют аналогично предыдущим примерам. Обнаружено: цинка 4,3 мкг, кадмия 5,0 мкг.

Пример 7, В две мерные колбы на 25 мл отбирают аликвотные части анализируемо5 го раствора, содержащие по 5 мкг цинка и кадмия, добавляют ацетатный буферный раствор (рН 5,0), растворы иодида калия и ФТСК и фотометрируют аналогично предыдущим примерам. Обнаружено: цинка 5,1 мкг,

0 кадмия 5,0 мкг.

Как видно из примеров 3-7, оптимальная область рЧ для определения цинка и кадмия равна 5,0-6,0. При рН меньше 5 и больше 6 погрешность определения состав5 ляет 10% и более.

Пример 8. В две мерные колбы на 25 мл отбирают аликвотные части анализируемого раствора, содержащие по 5 мкг цинка и кадмия, добавляют ацетатный буферный

0 раствор |рИ 5.5), 8 мл 6 моль/л водного раствора иодида калия (конечная концентрация К1 - 2 моль/л), раствор ФТСК в диметилфор- мамиде и фотометрмруют аналогично предыдущим примерам. Обнаружено: цинка 5,5 мкг,

5 кадмия 4,6 мкг,

Пример 9. В две мерные колбы на 25 мл отбирают аликвотные части анализируемого раствора, содержащие по 5 мкг цинкз и кадмия, добавляют ацетатный буферный

0 раствор (рН 5.5), 8,5 мл 8,7 моль/л водного раствора иодида калия (конечная концентрация К1 3.0 моль/л) раствор ФТСК и фо- тометрирук т аналогично предыдущим примерам, Обнаружено: цинка 5,0 мкг. кадмия

5 5.2 мкг.

П р и м е р 10. В две мерные колбы на 25 мл отбирают аяиквотные части анализируемого раствора, содержащие по 5 мкг цикка и кадмия, добазляют ацетатный бу0 ферный раствор (рН 5,5), 10 мл 8,7 моль/л водного раствора иодида калия (конечная концентрация Ki - 3,5 моль/л), раствор ФТСК ы фотометрируют аналогично предыдущим примерам. Обнаружено: цинка

5 5,2 мкг, кадмия 5,1 мкг.

Как видно из примеров 3, 8-10, оптимальная концентрация иодида калия в растворе 2,4-3,5 моль/л (0,4-0,6 кг/л), при меньшем содержании иодида калия в растворе погрешность определения 10%. 5олее высокую концентрацию иодида калия в растворе создать нельзя, так как исходный раствор -8,7 моль/л - насыщенный.

Предложенный способ определения цинка и кадмия применен при анализе мо- дельных растворов, близких по составу к сточной воде гальванического производства,

Методика подготовки проб к анализу.

В стакан емкостью 200 мл отбирают аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 0,5-10.0 мг/л кадмия, 0,25- 10,0 мг/л цинка, 5 мг/л железа (111) и 5 мг/л хрома, добавляют 1-2 мл концентрированной азотной кислоты и нагревают почти до кипения. Затем медленно, при перемешивании добавляют горячий раствор аммиака (1:1) до появления запаха, Дают осадку гидроокисей железа и хрома скоагулироаать, после чего его отфильтровывают через фильтр красная лента и промывают горячей водой, содержащей несколько капель аммиака. Фильтрат и промывные воды собирают в мерную колбу на 200 мл и доводят до метки дистиллированной водой, предва- рительно нейтрализовав раствор соляной кислотой до рН 5-7. Полученный раствор анализируют как описано в предыдущих примерах.

Результаты анализа м их математическая обработка даны в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить чувствительность определения в два раза по сравнению с прототипом, значительно упростить анализ, исключить стадию экстракции.

Формула изобретения

Способ определения цинка и кадмия, аключающий перевод их в комплексное соединение с органическим реагентом, растворенным в органическом растворителе, в присутствии маскирующих веществ и последующее фотометрирование двух аликвот анализируемого раствора, отличающий- с я тем. что, с целью повышения чувствительности анализа, в качестве органического реагента используют фенилтиосеми- карбазон 1,2-нафтохинон-4-сульфокислоты, органического растворителя-диметилфор- мамид, а перевод в комплексное соединение проводят при рН 5,0-6,0, в первой аликвоте определяют сумммарное содержание цинка и кадмия, а во второй аликвоте - только цинка после предварительного маскирования кадмия добавлением иодида калия до концентрации в смеси 2,4-3,5М.

Изобретение относится к способам определения цинка и кадмия и может быть использовано с целью повышения чувствительности анализа при контроле сточных вод. Способ заключается в использовании в качестве органического реагента раствора фенилтиосемикзрбазона 1,2-нафтохинон-4- сульфокислоты в диметилформамиде, проведении комплексообразования при рН 5,0-6,0 в двух аликвотах. В первой определяют суммарное содержание цинка и кадмия, а во второй - цинка - после предварительного маскирования кадмия добавлением иодида калия до концентрации в смеси 2,4-3,5 М. Чувствительность анализа по сравнению с прототипом выше в 2 раза: для цинка 0,01 мкг/мл, для кадмия 0,02 мгк/мл. 1 табл.