Способ определения цинка Советский патент 1992 года по МПК G01N31/22 

Изобретение относится к методам фотометрического определения цинка в природных и промышленных объектах и может быть использовано в различных областях народного хозяйства: медицине, сельском хозяйстве, промышленности.

Наиболее близким по химической сущности является экстракционно-фото- метрический метод определения ионов металла, основанный на использовании родаминовых красителей, включающий образование окрашенного соединения с органическим реагентом и последующее фотометрирование.

Недостатком указанного способа является невозможность определения ионов металла в водных растворах вследствие малой растворимости чонных ассоциатов, образованных крупном, неорганическим анионом и органическим катионом.

Целью изобретения является повышение чувствительности, избирательности и воспроизводимости определения цинка.

Сущность предлагаемого способа заключается в образовании окрашенного соединения - ионного ассоциата цинк- роданидного аниона с крупным органическим катионом основного красителя - родамина С, малорастворимого в воде. Затем данное соединение экстрагируют диэтиловым эфиром и измеряют оптическую плотность или непосредственно светопоглощение образующегося коллоидного водного раствора. Определение цинка с Род.С проводят в среде ацетатного буфера (рН 5, 6 4,), образующего взвесь, устойчивость которой колеблется от 20 мин до 3 ч в зависимости от содержания ионов цинка.

Пример 1. Определение цинка в алюминиевом стандартном образце А 2033АК12М2.

(Л

со со

00 С5

навеску сплава 0,5 г растворяют в| 10 мл концентрированной НС1, После растворения навески отфильтровывают осадок, который образуется за счет присутствия в сплаве олова. Отфильтрованный раствор переносят в колбы емкостью 200 мл и доводят до метки дистиллированной водой. Из полученного раствора берут аликвоту 1 мл, вво- дят в колбу 2 мл 20%-ного раствора солянокислого гидроксиламина, 5 мл СНЭСООН (1:1), 2 мл 5%-ного раствора тиомочевины, 1,5 мл 10%-ного раствора KSCN, 1 мл 1%-ного раствора жела- тина и 6 мл 0,02%-ного раствора родамина С. Полученный раствор в колбах доводят дистиллированной водой до метки и измеряют их оптическую плотность на ФЭК-56М.в кюветах с 1 1,0 см (светофильтр № 7) относительно раствора сравнения, содержащего все те же компоненты, кроме алик- воты исследуемого раствора. Содержание цинка определяют по калибровочно- му графику в условиях выполнения эксперимента (фиг.1).

Результаты определения цинка в сплаве подвергают математической обработке (табл. 1).

Пример 2. Определение цинка в сточных водах.

Цинк содержится в сточных водах гальванических цехов наряду с ионами тяжелых металлов Fe2 , Си24 ; Cr (III) Сг (VI); Cd2+, Ni24; , Со2 -, РЪ2+

В мерные колбы емкостью 25 мл вво- дят 5 мл сточной воды, 0,4 мл стан-, дартного раствора цинка с концентра- цией 0,01 мг/мл, 2 мл 20%-ного раствора NfH4OH-HCl, 5 мл CH3COOH с концент- 1:1, 2 мл 5%-ного раствора тиомочевины, 1,5 мл 10%-ного раствора KSCN, 1 мл 1%-кого раствора желатина, 6 мл 0,02%-ного раствора0 родамина С.

Полученный раствор доводят дистиллированной водой до метки и измеряют их оптическую плотность на ФЭК-56М в. кюветах с 1 1,0 см (светофильтр №) относительно раствора сравнения, содержащего все те же компоненты, кроме аликвоты сточной воды и стандартного раствора цинка.

Содержание цинка определяют по ка- либровочному графику в условиях эксперимента.

Результаты фотометрического определения цинка в виде комплекса с

Род.С (п 3, Р 0,95) приведены в табл. 2.

Чувствительность реакций цинка оценена молярным коэффициентом повышения по данным калибровочных графиков и расчетным методом Комаря: Ј - 76900, что свидетельствует о высо- кой чувствительности. По сравнению с аналогичными способами определения цинка можно заключить,что уксуснокислая среда привела к повышению чувстви- тельности определения цинка в 2 раза в реакции с Род.С.

Высокая избирательность достигнут за счет правильного подбора маскирующей смеси, включающей тиомочевину, гидрохлорид гидроксиламина, фторида аммония. Мешающее действие производя как ионы тяжелых металлов ( , Сг (III); Сг (VI); 11п2+ ; Cd2 } Fe ;- Cu2+; Pb2+; Ni2), так и главные компоненты вод (СГ J S0 , НСЦ ; Na+ ; (С+; Са2+ ; Mg2 1) . Все ионы тяжелых металлов маскируются в интервале концентраций 100-500 мг/л (табл. 3).

Достижение воспроизводимости по сравнению с прототипом указано в табл. А.

По совокупности метрологических характеристик, характеризующих воспроизводимость результатов определений, предлагаемый способ превосходит способ-прототип.

Изучено влияние кислот , НС1 HNO, ШЦСООН различных концентраций на светопоглощение цинкроданидного комплекса (см. чертеж).

Уксуснокислые растворы цинкроданидного комплекса характеризуются более высокими значениями коэффициента молярного погашения в интервале концентраций С1ЦСООИ 1,6-2,2 М по сравнению с растворами,содержащими Н250ф HN03 и НС1. Вне данного интервала концентраций уксусной кислоты наблюдается уменьшение значений молярного погашения.

Азотная, соляная и серная кислоты понижают дисперсность и светопогло- щающие системы, которые характеризуются малыми значениями коэффициентов молярного погашения. Введение напротив способствует агрегативной устойчивости ионного ассоциата, понижает эффект флуоресценции растворов реагентов и их комплексов. Установлены оптимальные условия: кислотность среды образования ионного ассоциата для исследуемой системы 1,75 М .. , fl 580 нм.

Влияние концентраций всех компонентов реакций на полноту образования ионного ассоциата позволило определить избыточные молярные концентрации: 13500-кратный избыток роданид ионов, 19-кратный избыток Род.С.

Для повышения агрегативной устойчивости коллоидного раствора в систему цинк - роданид - ион - Род.С вводят 1-мл 1%-ного раствора желатина и в этих условиях изучают влияние всех компонентов реакции и определяют избыточные молярные концентрации рода- . нид-ионов (10000-кратный избыток) и Род.С (16,5-кратный избыток).

Соотношение цинка к роданид-иону и к родаминовому красителю определено

методами изомолярных серий и насыще- . ния и отвечает составу Zn:SCN:Pofl.C 1:4:2.

Предлагаемый способ позволяет снизить трудоемкость, стабилизировать процесс коллоидообразования, повысить чувствительность, избирательность, воспроизводимость.

Способ отличается также доступностью и простотой выполнения.

Формула изобретения

Способ определения цинка, включающий перевод его в комплексное соединение с родамином С и последующее фо- тометрирование, -отличающи й- с я тем, что, с целью повышения чув0 ствительности анализа, перевод в комплексное соединение осуществляют в среде 1,75 М раствора уксусной кислоты. Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к способам фотометрического определения цинка и может быть использовано в различных областях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение чувствительности анализа. Способ заключается в переводе цинка в комплексное соедине-. ние с родамином С в среде 1,75 М раствора уксусной кислоты. Молярный коэффициент погашения возрастает до 8,2... 1 ил., 4 табл.

Приборостроительный завод

1(до очистки) 0,160 0,210 0,050 0,010

2(после очистки)0,160 0,195 0,035 0,010

Таблица 2

Машиностроительный завод 1 (до очистки) 0,160 0,271 0,111

.1 (после очи-

стки) ,160 0,230 0,070

Завод им. М.Гаджиева

1(до очистки) 0,080 0,158 0,078

2(после очистки)0,080 0,135 0,055

Таблица 3

Допустимая концентрация ионов (мг/л) Род С:Сгп 6, ССН3соо Г Ь75 № С5СК М8

и; CR 1,002-ю4; 570 нм, 1 1,0 см

Cd

(III) (VI) Itn2 Со2- Fe2 + РЬ2+- Си2 Ni2

Таблица 4

Оценка воспроизводимости результатов определений цинка в с.о. сплава А 2033 КАК 12М2 фотометрическим методом с Род.С

Предлагаемый

ч-l

4,48. 8,040

Способ-прототип 4,09-10- . 1,ЗГ-1(Г 1.7ЫО 4,

Продолжение табл. 2

500 500 500 500 500 100 500 500 500

з

1,23-10 2.75.

СНгСООН

№ ,Я