Способ определения меди в растворах Советский патент 1992 года по МПК G01N27/26 

Изобретение относится к электрохимическому анализу и может быть использовано для определения меди в разбавленных растворах, в том числе в сточных водах промышленных и сельскохозяйственных объектов, в пищевой промышленности и т.д.

К наиболее широко используемым для определения меди в разбавленных растворах методам относятся колориметрический диэтилдитиокарбаматный с пределом определения 10 М, предусматривающий применение токсичного реагента - хлороформа; полярографический с пределом определения 10 М, предусматривающий применение токсичного реагента - ртути; атомно-абсорбционный с пределом определения 10-10 М, осуществляемый на сложной дорогостоящей аппаратуре; потен- циометрический с медьселективным электродом с пределом определения 10 М; потенциометрический с платиновым индикаторным электродом с пределом определения .

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является потенциометрический метод с применением платинового индикаторного электрода и измерением ре- докс-потенциала в растворе, содержащем Kl.

Недостатком способа является относительно невысокая чувствительность определения меди.

Цель изобретения - повышение чувствительности и понижение предела определения.

Цель достигается путем введения в раствор роданид-иона, благодаря чему образуется редокс-система, потенциал которой изменяется с изменением концентрации меди. При .этом величина электродной функции достигает 50 мВ/pCU (выше, чем в известном способе), т.е. значительно увеличивается чувствительность. Нижний

44

га

00

о ю ю

«шс&

,-7

предел определения - 10 М значительно меньше, чем в известном способе ( М),

Экспериментально показано, что наилучшие характеристики калибровочного графика Си в роданидных растворах получаются в интервале рН 5,4-6,2. Граничные значения концентрации KSCN определены по результатам, приведенным в табл.1. Как следует из таблицы 1, наибольшие значения электродной функции и интервала линейности графика получаются при концентрации роданида выше 0,05 М. Таким образом, граничное значение концентрации KSCN - 0.05М. Значение электродной функции в этих условиях 49± 0,5 мВ/рСи, интервал линейности 7-4 - рСи.

Поскольку в анализируемых объектах часто присутствует Fe , для маскировки его вводили NaF в пределах 0,05-0,2 М в зависимости от содержания железа. В присутствии NaF интервал линейности калибровочного графика меди расширяется до 3- М (,5), а электродная функция увеличивается до 50±0,5 мВ/pCu Стабл.2).

Примеси Zn2, Cd2+, Ni2+, Fe3+, Cr3+ в количествах М практически не влияют на ход калибровочного графика меди. Варьируя объемы проб анализируемого раствора, можно определить концентрацию меди в интервале 10-10 М в присутствии 1000- кратного избытка примесей.

В табл.1 приведена зависимость наклона и интервала линейности калибровочного графика меди от концентрации роданид- иона (рН 5,6-5,8).

Зависимость наклона и интервала линейности калибровочного графика меди от концентрации NaF и примесей (Скзсы 0,1 М, ,6-5,8) приведена-в табл. 2.

Наличие прямолинейного участка на калибровочном графике в интервале концентрации меди 4 М, наклон графика, приближающийся к теоретическому при одноэлектродной реакции, позволяют сделать следующие выводы о факторах, лежащих в основе способа: редокс- потенциал определяется парой Си2+/Си+; во всем указанном интервале концентрации меди степень протекания реакции

2Cu2++4SCN « ti CuSCN+SC№ (1)

незначительна; редокс-потенциал, благодаря незначительному смещению равновесия реакции (1) вправо, практически пропорционален исходной концентрации меди (И) в растворе:

Е Е°форм+В дСси2+ (2)

Несколько меньшая величина экспериментальной электродной функции («50 мВ/pCu) по сравнению с теоретической (59 мВ/pCu) обусловлена неполной обратимостью реакции.

Таким образом, по предлагаемому способу измеряется редокс-потенциал одно- электродной системы Cu2+/Cu+ электродная функция которой равна -50

мВ/pCu, т.е. в 1,7 раза больше, чем в известном случае, а следовательно, и чувствительность определения в 1,7 раза выше. Нижний предел определения меди понижен на два порядка.

Способ осуществляется следующим образом.

В мерную колбу на 50 см3 помещают определенный объем анализируемого раствора ( 40см из расчета, что общая концентрация будет в интервале М, а

суммарная концентрация примесей не пре высит 5 М. Вводят 5 см3 буферного

ацетатного раствора (HAc+NaOH) до рН 5,65,8: 0,5-2,0 см3 5 М раствора KSCN; 0,5-2,0

см 5 М раствора NaF, доводят водой до метки и переносят в стаканчик на 100 см , погружают в раствор платиновый электрод (точеный или пластину) и хлорсеребряный электрод сравнения, подключают к мономеру,

включают перемешивание и через три минуты замеряют потенциал EL Затем вводят определенный объем стандартного раствора Си + и через 3 мин замеряют потенциал Ё2- Концентрацию Си + в анализируемом растворе вычисляют по известной формуле

V,

ст

VX(10

ДЕ/В

-1)

(3)

где С - концентрация Си2+ в анализируемом растворе, М;

Сет - концентрация Си24 в стандартном растворе, М;

Vx-обьем анализируемого раствора, см3;

VCT - объем стандартного раствора, см3;

AE E2-Ei, мВ;

В - электродная функция, эксперимен- тально определяемая для каждой серии опытов, мВ/рСи.

Пример1.В мерную колбу на 50 см3 поместили 40 см3 раствора, содержащего 2- М Си2+ и М Fe3. Ввели 5 см3 буферного ацетатного раствора до рН 5,6- 5,8; 1 см3 5 М раствора KSCN, 2 см3 5 М раствора NaF, довели дистиллированной водой до метки, перенесли в стаканчик на 100 см3, туда же опустили якорек магнитной мешалки и электроды, включили перемешивзние. Через 3 мин замерили потенциал EI, который оказался равным 225,6 мВ. Затем ввели 0,8 см3 М раствора Си2+ и через 3 мин замерили потенциал Е2, который оказался равным 241,4 мВ, вычислили AE E2-Ei 15,8 мВ. По формуле (3) вычислили концентрацию Си2 в анализируемом растворе, принимая мВ/рСи;

.87107 М; Отн.ош.-6,5%. Результаты определений, проведенных аналогично примеру, приведены в табл.3.

0

Формула изобретения

1.Способ определения меди в растворах, включающий измерение редокс-потен- циала платинового электрода, о т л и ч a rout и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности и понижения предела определения, в анализируемый раствор вводят роданид калия в концентрации не менее 0,05 М.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что определение проводят в интервале рН 5,4-6.2.

Изобретение относится к электрохимическому анализу и может быть использовано для контроля несущих концентраций меди ( М) в сточных водах промышленных и сельскохозяйственных объектов и т.д. Способ основан на измерении редокс- потенциала одноэлектронной системы Cu2l7Cu+ в растворе, содержащем роданид-ион в концентрации не менее 0,05 М в интервале ,4-6,2 с применением индифферентного индикаторного электрода. Способ позволяет определять концентрацию меди в присутствии 1000-кратного избытка Zn2+, Cd2+. Ni2+, Fe34, Cr3+ 1з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.

15

Таблица 1

Таблица 2

Т а б л и ц а