Способ экстракционно-фотометрического определения серебра Советский патент 1992 года по МПК G01N21/78 

Изобретение относится к аналитической химии, конкретно к способам экстра- кционно-фотометрического определения серебра, и может быть использовано при анализе различных серебросодержащих объектов, в том числе полупроводниковых пленок.

Известен способ экстракционно-фото- метрического определения серебра, включающий экстракцию ионного ассоциата (ИА) серебра с цианид-ионами и основным красителем - метиленовым синим. ИА серебра

экстрагируют дихлорэтаном, при кислотности среды рН 7-8 1.

Используемый цианид калия является сильно токсичным веществом. Молярный коэффициент поглощения относительно невысок - 9,95 Ю4 при 657 нм.

Известен способ экстракционно-фото- метрического определения серебра, включающий перевод его в ионный ассоциат с иодид-ионами и бриллиантовым, зеленым и экстракцию ИА органическим растворителем. Оптимальной кислотностью является 1н. серная кислота, а чувствительность макvi ю

00

VJ

еимальна при экстракции ИА серебра смесью (10:1) бензола с ацетофеноном. Значение молярного коэффициента поглощения при этом равно 6,9-10 при 642 нм 2.

Наиболее близким к предлагаемому яв- ляется способ экстракционно-фотометриче- ского определения серебра, включающий перевод его в ионный ассоциат с бромид- ионами и основными красителями трифе- нилметанового ряда: малахитовым зеленым, бриллиантовым зеленым, метиловым фиолетовым и этиловым фиолетовым. Наиболее эффективным реагентом является этиловый фиолетовый. При использовании в качестве экстрагента толуола область экстракции ИА серебра достигает максимального значения при рН 2. Оптимальная концентрация бромид-ионов в растворе - 0,2-0,3 М. Закон Бера соблюдается в интерзале концентрации серебра 0,1-1.0 мкг/мл. Определению серебра не мешают магний, стронций, цинк, алюминий, висмут, хром (til), марганец (I) железо, кобальт, никель сульфаты, нитраты, хлориды 3.

Известный способ имеет следующие недостатки. Чувствительность определения относительно невысока, молярный коэффициент поглощения при 615 нм составляет 10,33-Ю4, ИА серебра извлекается при узком значении рН (2), что отрицательно вли- яет на воспроизводимость результатов.

Целью изобретения является повышение чувствительности при одновременном упрощении способа за счет снижения требований к величине рН экстрагируемого раствора.

Для этого осуществляют перевод серебра в ионный ассоциат с галогенид-ионом и основным красителем, экстракцию ассоци- ата толуолом и последующее фотометриро- вание экстракта, в качестве красителя используют 1,1 -тетраметиленбисиндокар- боцианин в концентрации (5-6) «10 М, в качестве галогенида - иодид-ионы в концентрации 0,08-0,16 М, а экстракцию ионного ассоциата ведут при рН 1-11.

Кра сител ь 1,1 -тетр а м етил енбисин до- карбоцманин (ТБИК) имеет формулу

№

Гт-Ит

Н}Си.

SA 4lHiH-CH

-ед,

Краситель ТБИК в качестве реагента в аналитической химии предлагается впервые.

0 5 0

5 0

5

0 5

0

5

Синтез и свойства красителя описаны в работе 4.

Максимальная чувствительность определения серебра достигается в следующих условиях. Общая кислотность водного раствора составляет рН 1-11, концентрация иодид-ионов и красителя ТБИК равна 0,08- 0,16 и (5-6) М соответственно. В оптимальных условиях определения серебра молярный коэффициент поглощения пои экстракции толуолом равен 2, при 566 нм (Яшах ). Нижний предел обнаружения серебра - 4, мкг/мл.

При использовании других экстраген- тов(бензола, ксилола, кетонов,бутилацета- та, амилацетата и др.),а также их смесей чувствительность определения серебра уменьшается.

Сопоставительная оценка чувствительности для известных и предлагаемого способов приведена в табл. 1.

Равновесие экстракции ИА серебра устанавливается за 1-1,5 мин. Окраска экстрактов устойчива в течении 1-2 ч. Светопоглощение окрашенных экстрактов подчиняется закону Бера в диапазоне определяемых концентраций серебра 0,005- 2,5 мкг/мл.

Определению серебра предлагаемым способом не мешают щелочные, щелочноземельные металлы, алюминий, галлий, цинк, висмут, марганец, железо, кобальт, никель, сульфаты, хлориды, бромиды, нитраты и фосфаты.

В табл. 2-4 приведены примеры и экспериментальные данные, доказывающие существенность оптимальной кислотности, концентраций красителя и иодид-ионов для достижения максимальной чувствительности,

Пример1.В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 10,79 мкг серебра (0,2 мл М раствора нитрата серебра), 0,5 мл 1 М раствора иодида калия, 0,5 мл 0,05 М раствора серной кислоты, 0,5 мл М раствора красителя ТБИК и дистиллированной воды до общего объема водного раствора 5 мл. рН полученного раствора 2. Смесь экстрагируют 5 мл толуола в течение 1 мин. Экстракты отделяют и через 10 мин измеряют оптическую плотность (А) при 566 нм на спектрофотометре СФ-18 в кюветах с длиной оптического пути I 0,3 см относительно экстракта контрольного опыта (без серебра). Из значений А рассчитывают величины молярных коэффициентов поглощения. Такие же опыты проводят с добавлением разбавленных растворов HCI и NaOH для создания различных рН водного

раствора, значение которых контролируют с помощью рН-метра (в ячейке для микроизмерений).

Данные представлены в табл. 2, из которой следует, что чувствительность определения серебра по предлагаемому способу максимальна при кислотности раствора в интервале pl-U1-11. Вне этого интервала рН чувствительность метода уменьшается за счет уменьшения значений оптических плотностей экстрактов.

Пример 2. В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 10,79 мкг серебра (0,2 мл М раствора нитрата серебра), 0,5 мл 1 М раствора иодида калия и разные количества М раствора красителя ТБИК и дистиллированной воды до общего объема 5 мл.

Приливают 5 мл толуола и экстрагируют в течение 1 мин. Экстракты отделяют и через 10 мин измеряют оптическую плотность на СФ-18 в кюветах с ,3 см относительно экстракта контрольного опыта (без серебра).

Данные представлены в табл. 3, из ко-, торой следует, что чувствительность определения серебра по предлагаемому способу максимальна при равновесной концентрации красителя ТБИК(5-6) М. При другой концентрации красителя чувствительность определения серебра уменьшается.

ПримерЗ. В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 10,79 мкг серебра (0,2 мл 5-104 М раствора нитрата серебра), разные количества 1 М раствора иодида калия, 0,5 мл раствора красителя ТБИК и дистиллированной воды до общего объема 5 мл. Приливают 5 мл толуола и далее определение ведут аналогично примеру 2.

Данные представлены в табл. 4, из которой следует, что чувствительность определения серебра максимальна при равновесной концентрации иодид-ионов (по иодиду калия), равной 0,08-0,16 М. При другой концентрации иодид-ионов чувствительность определения серебра уменьшается.

Для экспериментальной проверки предлагаемого способа проведено определение серебра в растворе его чистых солей и полупроводниковых пленках.

Пример 4. Определение серебра в растворах его чистых солей. В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 1,08 мкг серебра (0,2 мл М раствора нитрата серебра), 0,5 мл 1 М раствора иодида калия, 0,5 мл М раствора

красителя ТБИК и дистиллированную воду до общего объема 5 мл. Приливают 5 мл толуола и экстрагируют в течение 1 мин. Органическую фазу отделяют и через 10 мин 5 измеряют оптическую плотность на спектрофотометре СФ-18 при 566 нм относительно экстракта контрольного опыта (без серебра). Количество серебра определяют по градуировочному графику, построенно0 му аналогично с использованием стандартных растворов серебра в диапазоне 0,005-2,5 мкг/мл. Полученные данные представлены в табл. 5.

Пример 5. Определение серебра в

5 полупроводниковых пленках AgGaSa.

Основу с нанесенной на нее пленкой помещают на дно кварцевого стакана объемом 50 мл, добавляют 2 мл НМОз(1:1) и 2-3 капли брома, и при нагревании растворяют

0 пленку. После полного растворения тефло- новыми щипчиками вынимают основу и споласкивают 5 мл дистиллированной воды. Массу пленки находят по разности масс основы до и после растворения. Раствор выпа5 ривают досуха и остаток растворяют в 2,5 мл 0,1 М. серной кислоты при нагревании. После охлаждения полученный раствор переносят в мерную колбу емкостью 25 мл и разбавляют до метки дистиллятом. Отбира0 ют аликвотнуЮ часть (0,5-2,5 мл) исследуемого раствора в градуированные пробирки с притертой пробкой, добавляют 0,5 мл 1 М раствора иодида калия, 0,5 мл 510 М раствора красителя ТБИК и дистиллированной

5 воды до общего объема 5 мл. Приливают 5 мл толуола и экстрагируют в течение 1 мин. Далее определение серебра проводят как описано в примере 4. Данные представлены в табл. 6.

0 Формула изобретен и я

Способ экстракционно-фотометриче- ского определения серебра, заключающийся в том, что в раствор пробы вводят галогёнид-ион и основной краситель, дово5 дят рН до требуемого значения, производят экстракцию толуолом и фотометрируют экстракт, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности при одновременном упрощении способа за счет сниже0 ния требований к значению рН экстрагируемого раствора, в качестве гало- генид-ирна в раствор пробы вводят иодид- ион до концентрации 0,08-0,16 М, в качестве основного красителя вводят 1,1 5 тетраметиленбисинлокарбоцианин до концентрации (5-6) ЮМ, рН раствора доводят до значения 1-11, а экстракт фотометрируют на длине волны 566 нм.

Таблица 1

Изобретение относится к аналитической химии. Цель изобретения - повышение чувствительности при одновременном упрощении способа за счет снижения требований к величине рН экстрагируемого раствора. Для этого проводят экстракцию толуолом ионного ассоциата серебра с иодид-ионами и цианиновым красителем - 1,1 -TeTpaMef иленбисиндокарбоцианином (ТБИК). Концентрация иодид-ионов и красителя ТБИК равна 0,08-0,16 и (5-6). М соответственно, Экстракцию ассоциата ведут из раствора с рН 1-11. Молярный коэффициент поглощения окрашенных экстрактов при 566 нм равен 2,42 105. Закон Вера соблюдается в диапазоне концентраций се- ребра 0,005-2,5 мкг/мл. Способ используют для определения серебра в пленках полупроводниковых соединений. 6 табл. to С

Примечание. Концентрация иодид-ионов - 0,1 М,красителя ТБИК - , 10,79 мкг серебра

Примечание: Концентрация иодид-ионов - 0,1 М , ,10, 79 мкг серебра

Таблица 2

ТаблицаЗ

Примечание : Равновесная концентрация красителя ТБИК - 5 М, , 10,79 мкг серебра

Определение серебра в растворах его чистых солей Т а 6л и ц а 5 (п 6, Р 0,95 :tp 2,571)

п - число определений , с - среднее значение содержания серебра, S - среднеквадратичное отклонение , р - степень надежности, tp- коэффициент Стьюдента.

Определение серебра в полупроводниковых пленках AgGaS2 (п 5, Р 0,95 ,tp 2,776)

Таблица-

Таблицаб