Способ инверсионного вольт-амперометрического определения сурьмы на модифицированном электроде Советский патент 1991 года по МПК G01N27/48 

Изобретение относится к аналитической химии, е частности к способам определения, и может быть использовано при определении микроколичеств сурьмы в природных (речных, морских, минеральных), промышленных и сточных водах, т.е. в тех объектах, где осуществляется контроль за содержанием этого элемента на уровне или ниже ПДК,

Целью изобретения является повышение чувствительности селективности и экс- прессности определения сурьмы (ill).

Модифицирование электродной поверхности адсорбированным слоем в нейтральном растворе при контролируемом потенциале максимальной адсорбции малахитового зеленого (МЗ), концентрирование

и определение сурьмы в растворах, не содержащих краситель МЗ, регистрация аналитического сигнала сурьмы в интервале потенциалов (0,9-0,55 В) позволяет увеличить чувствительность определения сурьмы до г-ион/л, а работоспособность модифицированного электрода (прилагаемый сшсоб) по сравнению с электродо м in situ (известный) - с 10 мин до 4 ч.

Для выбора оптимальных концентраций выбранного раствора при проведении модификации поверхности электрода адсорбирующимся МЗ в предлагаемом способе проведены следующие исследования При этом использовали полярограф ПУ-1, графитовый электрод, пропитанный смесью эпоксидной смолы с полиэтиленполиамиО

ы ел ю о

ном. В качестве вспомогательного и элект- родЬ сравнения использовали соответст- ванно платиновый и хлорсеребряный электроды.

Графитовый электрод поляризовали в нейтральном растворе при потенциале Е в течение времени г в перемешиваемом растворе с целью адсорбции МЗ на поверхности электрода. Затем электрод промывали водой. Полученный таким способом моди- фицированный электрод с адсорбированной на его поверхности пленкой МЗ переносили в анализируемый раствор, не содержащий МЗ, Электрод поляризовали в среде 1,5 М хлористоводородной кислоты при потенциале 0,9 8 в течение времени t в перемешиваемом растворе с целью окисления сурьмы и последующего образования на поверхности электрода о адсорбатом соединения хлористибата МЗ. Перемешива- ние выключали и регистрировали производную катодную поляризационную кривую в интервале потенциалов 0,9-0,55 В. Использовали среднее значение из 3-5 измерений аналитического сигнала.

На чертеже представлены производные катодные поляризационные кривые.

Кривые получены на модифицированном графитовом электроде в анализируемом растворе при потенциале ,9 В в течение времени t 1 мун в присутствии 6 М Sb (III) (кривые 3, 4) и в отсутствии (кривые I, 2} сурьмы (ill) в растворе. Как видно из чертежа в среде 1,5 М HCI на модифицированной пленкой малахитового зеленого поверхности рабоче о электрода в интервале потенциалов 0 85-0,55 В регистрируется катодный сигнал (пик а. кривые 3, 4), который пропорционален концентрации сурьмы (iii) в растворе. Второй катодный сигнал (пик в, кривые 2, 4) соответствует восстановлению пленки красителя,

Оптимальными условиями формирования поверхности графитового электрода адсорбционным слоем МЗ в нейтральном растворе согласно полученным экспериментальным данным являются: потенциал адсорбции МЗ (0,2-0,1) В; концентрация МЗ от 1, до 2,5- М; концентрация КС от 0,05 до 0,1 М, Интервал катодной развер- тки потенциала для регистрации аналитического сигнала сурьмы (0,9-0,55) В.

Аналитический сигнал сурьмы зависит от времени адсорбции МЗ на поверхности электрода и находится в интервале 1,5-3 мин.

. Прямопропорциональнап зависимость аналитического сигнала от концентрации сурьмы (III) в растворе с использованием

/модифицированного электрода наблюдается во всем исследованном диапазоне концентраций от 8- М.

Определению сурьмы (III) предлагаемым способом не мешает присутствие а рзо- творе: Cd2+, в соотношении 10000:1, Си , Fe3+, BI3+ - 1000:1, Sn24 - 100:1 I -- 70:1.

Способ определения сурьмы (ill) благодаря низкому пределу обнаружения и высокой избирательности может быть полезен для анализа природных вод. возможности его были проверены на примере определения концентрации сурьмы () в природных водах БАМа.

П р и м е р 1. В лабораторных условиях проводили определение сурьмы (lit) при исследовании воды Нагорный. Для этого графитовый электрод помещали в электролизер, куда предварительно помещали 0,5 мл 2 М КС и 3 мл 10 4 М малахитового зеленого. Общий объем доводили до 20 мл водой, что соответствует концентрации 0,05 М KCI и 1,5-10 п М МЗ. Электрод поляризовали при потенциале 0,1 В в течение 3 мин при перемешивании для модифицирования его поверхности адсорбционным слоем. Выключали перемешивание, доставали электрод и его поверхность промывали водой, Далее он служил для целей определения сурьмы в исследуемом растворе. Подставленный таким образом электрод помещали в ячейку, куда предварительно наливали 8 мл исследуемой воды Нагорный и 2 мл 6 М HCI. Общий объем пробы составлял 10 мл, что соответствует концентрации 1,2 М НС.

Электрод поляризовали при потенциа- ле 0,9 В в течение 10 мим в анализируемом растворе при перемешизгнии. Выключали перемешивание и через 30 с регистрировали производную катодную поляризованную кривую при линейно-изменяющемся во времени потенциале з интервале (0,9-0,55) В, измеряя величину аналитического сигнала, который пропорционален концентрации сурьмы (II) в растворе.

Содержание сурьмы определяли методом добавки с учетом содержания сурьмы в реактивах,

Пример 2,В лабораторных условиях проводилось определение сурьмы при исследовании воды Кувыкта.

Для этого графитовый электрод помещали в электролизер и далее поступали как в примере 1.

В таблице представлены результаты определения сурьмы в природных водах с использованием разработанного способа. Полученные данные, как видно из таблицы,

удовлетворительно согласуются с результата ™ нейтронно-активационного метода.

Способ определения сурьмы (III) позволяет с высокой чувствительностью и избирательностью определять сурьму в сложных растворах с ультрамалым содержанием сурьмы, в природных объектах как содержащих, так и не содержащих большие количества висмута, меди, ртути, свинца, теллура, селена и других элементов, без предвари- тельного определения от основы, что обеспечивает экспрессность определения сурьмы, при этом определение сурьмы протекает в течение 1-10 мин в зависимости от содержания ее в объекте.

Использование способа определения сурьмы обеспечивает повышение чувствительности за счет разделения стадий адсорбции органического реагента и стадии концентрирования элемента.

Изобретение способствует решению проблемы охраны окружающей среды, обеспечивая эффективный способ контроля природных вод на содержание в них таких элементов-токсикантов, какими и является сурьма, а также позволяет использовать предлагаемый модифицированный электрод в проточных ячейках при определении малых содержаний сурьмы.

Формула изобретения Способ инверсионного вольт-амперо- метрического определения сурьмы на модифицированном электроде, включающий адсорбцию органического реагента и концентрирование сурьмы на поверхности графитового электрода в кислом растворе HCI с последующим электрохимическим превращением концентрата, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, селективности и экспрессности опреде- ления, стадии модифицирования поверхности электрода и концентрирования сурьмы осуществляют раздельно, причем сначала проводят адсорбцию из раствора 1 ,5 М по малахитовому зеленому в растворе 0,05-0,1 М КС в интервале потенциалов 0,2-0,1 В в течение 1,5-3,0 мин, после чего электрод помещают в кислый анализируемый раствор HCI и проводят концентрирование сурьмы в интервале потенциалов 0,8-0,9 В с последующей регистрацией вольтамперной кривой в интервале потенциалов от 0,9 до 0,55 В в отсутствие малахитового зеленого.

Q905U Јй

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть испол ьзова- но для определения микроконцентраций сурьмы в природных, промышленных и сточных водах на уровне и ниже ПДК. Цель изобретения - увеличение чувствительности, селективности и экспрессное™ определения. Цель достигается тем, что стадию модифицирования поверхности графитового электрода и концентрирование сурьмы осуществляют раздельно. Сначала проводят адсорбцию 1 ,5 М малахитового зеленого в растворе 0,05-0,1 м КС в интервале потенциалов 0,2-0,1 В в течение 1,5- 3 0 мин. Затем электрод помещают в раствор, не содержащий органический реагент, и проводят концентрирование сурьмы в интервале потенциалов 0,8-0,9 В с последующей регистрацией вольт-амперной кривой от 0,9 до 0,55 В. - ю10 М. Определению не мешает присутствие в растворе Cd2+, Znx-+ при соотношении 10000:1, Си . Fe3+, В13+ - 1000:1, Sn2+ - 100:1, Г - 70:1.1 ил., 1 табл.