Инверсионный вольтамперометрический способ определения цианид-ионов в водных средах Советский патент 1992 года по МПК G01N27/48 

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к инверсионным вольтамперометрическим способам определения анионов в водных средах, и может быть использовано при определении микроколичеств цианидов в производственных растворах из микропробы, в сточных водах, в атмосфере производств, имеющих дело с цианидными растворами.

Известны различные способы определения цианидов в растворах, в том числе оптическими методами, с помощью ионсе- лективных электродов.

Недостатком указанных методов явля-ч ется сравнительно невысокая чувствительность-до М.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому методу является способ определения CN в кислых растворах,

который заключается в том, что CN переводят в раствор с рН 5,5 - 6,0 обрабатывают хинонами и определяют концентрацию CN по изменению скорости распада хинонов с использованием вольтамперометрии с платиновым электродом.

Недостатком этого способа является сравнительно невысокая чувствительность, а также использование в качестве индикаторного электрода платины.

Цель изобретения - повышение чувствительности определения цианид-иона.

Цель достигается путем регистрирования анодных пиков растворения серебра, осажденного на поверхности дискового стеклографитового электрода. Высота пика серебра зависит от концентрации в растворе цианид-ионов. При концентрации СМгв растворе, меньшей М, а ионов Ад в

VJ

№

§

такой же концентрации или в некотором избытке, CN связаны с ионами Ад в труднорастворимое соединение (ПРддсм 1,4 -10 . Когда концентрация CN- становится выше ЮМ и превосходит концентрацию ионов Ад, происходит образование цианидных комплексов Ад. Для предотвращения образования комплексов Ад концентрация CN должна быть ниже концентрации Ад. При этом высота анодного пика Ад заданной концентрации зависит от концентрации CN в растворе. Имея зависимость высоты пика Ад с известной начальной концентрацией от концентрации CN в растворе (1дд - Сем), можно определить концентрацию СМ врас- творах, где их концентрация не известна. Для этого в полярографической трехэлект- родной ячейке известной конструкции на фоне (0,02 - 0,1) М K2S04 получают пики анодного растворения Ад, предварительно накопив его на поверхности стеклографито- вого электрода из раствора, содержащего Ад, концентрацию которого в этом фоновом растворе получают путем добавления в него из стандартного раствора АдМОз в необхо- димом количестве. Потенциал электролиза Еэ выбирают в области -0,1 - О В (отн.нас.к.э.). Полученный пик анодного растворения АдЕп 0,38 ± 0,005 В сравнивают с величиной тока на градуировочном графи- ке, полученном предварительно. Если величина тока анодного пика с допустимой ошибкой воспроизводится, то в этом растворе можно определять концентрацию CN в растворе, где его концентрация неизвест- на. Для этого берут аликвотную часть этого раствора и добавляют в полярографическую ячейку. Продувают раствор инертным газом в течение 3-5 мин и накапливают снова в тех же условиях (Еэ, гэ, режим перемешива- ния) серебро на поверхности стеклографи- тового электрода и в тех же условиях регистрируют анодный пик серебра. По гра- дуировочному графику определяют количество CN (по уменьшению тока пика Ад).

Пример1.В полярографическую трехэлектродную ячейку заливают 20 мл 0,1 М раствора K2SCM. В эту же ячейку добавляют 0,1 мл стандартного раствора М АдМОз, при этом в ячейке имеется контро- лируемая концентрация Ад+. Опускают в ячейку стеклографитовый дисковый электрод с полированной поверхностью и в тече- ние 10 - 15 мин продувают раствор инертным газом высокой чистоты (аргоном) для удаления 02. При потенциале электролиза Еэ О В накапливают в течение 10 мин осадок Ад на поверхности стеклографитово- го электрода, а затем анодно растворяют

при линейной развертке потенциала со W 40 мВ/с, С помощью самописца регистрируют анодный пик АдЕп 0,38 ± 0,005 В, который сравнивают с величиной тока Ад на градуировочном графике (1п - CCN J, полученного в тех же условиях в отсутствии CIM в растворе: CCN 0. Если анодный ток пика Ад с допустимой ошибкой воспроизводится, то в раствор добавляют 0,1 мл пробы раствора, в котором необходимо определить концентрацию CN и 2 - 3 мин продолжают продувать раствор инертным газом. Далее в тех же условиях, когда регистрировали пик Ад в отсутствии CN (Еэ, тэ, режим перемешивания), проводят электролиз, а затем в том же режиме W анодно растворяют осадок Ад. На самописцах регистрируют анодный пик Ад. По величине тока пика Ад с помощью градуировочного графика определяют концентрацию CN.

Пример 2. В полярографическую ячейку заливают 20 мл 0,02 М фонового раствора KaS04. В эту же ячейку добавляют 0,1 мл стандартного раствора М AgNOs. Таким образом, в ячейке имеется контролируемая концентрация Ад+. Помещают в ячейку дисковый стеклографитовый электрод, предварительно отполировав его рабочую поверхность с помощью порошка оксида хрома и тщательно промыв биди- стиллированной водой. В течение 10-15 мин раствор, продувают инертным газом, например аргоном, высокой чистоты для удаления растворенного 02. Устанавливают потенциал электролиза, равный Еэ -0,1 В, и проводят процесс катодного накопления Ад в течение Тэ 8 мин. По истечении времени накопления включают линейную анодную развертку потенциала со скоростью W- 60 мВ/с. С помощью самописца регистрируют анодный пик растворения Ад с Еп 0,38 ±0,005 В и величину пика сравнивают с током на градуировочном графике при Ссм 0, который построен при тех же условиях электролиза и растворения. Если анодный ток пика Ад с допустимой ошибкой воспроизводится с током на градуировочном графике, то в раствор добавляют 0,1 мл пробы раствора, в котором необходимо определить концентрацию CN, и 2 - 3 мин продолжают продувать раствор инертным газом. Затем в тех же условиях, как и в отсутствии CN, проводят электролиз, а затем анодно растворяют осадок Ад с той же линейной скоростью развертки потенциала. На самописце регистрируют анодный пик Ад. По величине тока пика Ад с помощью градуировочного графика определяют концентрацию CN,

Ws фШЛ. и 2 представлены кривые, поясняющие предлагаемый способ.

На фиг.1 представлен вид анодных поляризационных кривых растворения Ад, полученных на стеклографитовом электроде в растворе индифферентного электролита 0,1 М K2S04. Фоновая линия - кривая 1; раствор, содержащий М АдГЮз, - кривая 2. раствор, содержащий 2 М АдN03 + 3 -10 М CN-. кривая 3. Условия получения

пиков: фон 0,1 М KaS04, Еэ Л/ 40мВ/с.

:ОВ, Тэ 10мйн,

На фиг.2 изображен градуировочный график зависимости lnAg Ссм. Условия фон 0,1 М K2S04; 2 M АдМОз; Еэ О В; гэ 10 мин; W 10 мВ/с, режим перемешивания одинаковый для получения кривых фиг.1

Мешающее влияние посторонних ионов на величину тока lnAa в присутствии CN представлено в таблице.

Нижний предел обнаружения CN в предлагаемом способе при тэ 12 мин, Еэ -0,1 В. W 60 мВ/с составил 1 М. С уменьшением концентрации Ад в растворе при увеличении времени электролиза

0

5

0

5

гэ и W можно повысить чувствительность. Относительное стандартное отклонение при определении концентрации CN в области полученного нижнего предела составило Sr 0,014.

Формула изобретения Инверсионный вольтамперометриче- ский способ определения цианид-ионов в водных средах путем связывания их ионами серебра в труднорастворимое соединение и нахождения величины снижения анодного пика серебра по градуироврчному градиенту, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности определения, сначала катодно осаждают серебро на поверхности стеклографитового электрода в интервале потенциалов-0,1 -0,013 на фоне 0,02 - 0,1 М K2S04, содержащий (1 - 5) М АдМОз, затем регистрируют анодную воль- тамперограмму растворения серебра при скорости линейной развертки потенциала, равной 40 - 60 мВ/с, а концентрацию цианид-ионов определяют по величине снижения анодного пика при потенциале Еп 0,38 ± 0,005 В отсутствии и в присутствии цианид-ионов в растворе.

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к ИВА способам определения анионов в водных средах, и может быть использовано для определения CN-ионов в производственных растворах, сточных водах, атмосфере. Цель изобретения - повышение чувствительности определения. Цель достигается тем, что сначала катодно осаждают серебро на поверхности стеклографитового электрода при Еэ - 0,1- - О В/нас.к.э. на фоне 0.02 - 0,1 М K2S04, содержащий (1 - 5) М АдМОз. Затем регистрируют анодную вольтамперограмму растворения серебра при W 40 - 60 мВ/с. Концентрацию CN-ионов определяют по величине снижения анодного пика при En 0,38 + 0,005 В в отсутствии и присутствии CN-ионов. Сн 1 Ю М..2 ил., 1 табл. (/) С

6,0 -10 1,9-10

,,

,

20

ФИГ1

ьЛ