Вольтамперометрический способ определения гадолиния в водных растворах Советский патент 1992 года по МПК G01N27/48 

СО

с

Изобретение относится к вольтамперо- метрическим методам определения катионов гадолиния в водных растворах. Сущность способа заключается в том, что ионы гадолиния, непосредственно находящиеся в растворе вольтамперометрируют с использованием ртутного пленочного электрода. В качестве фона используют 3,5-4,0 М раствор KCI (рН 1,7-1,8), на котором получаются четко выраженные пики в интервале потенциалов (-2,05)- (-2,10) В на катодной вольтамперограмме. Нижний предел определяемых концентраций гадолиния . 2 ил.

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к вольтампе- рометрическим способам определения в водных растворах.

Известны полярографические и инвер- сионно-вольтамперометрический способы определения гадолиния в водных растворах.

Недостатки указанных способов следующие: в полярографических способах используются большие количества ядовитой ртути; на использованных в полярографических способах фонах полярографические волны, идентифицирующие гадолиний, нечетки, что вносит большую ошибку в определение гадолиния; полярографические сигналы в известных способах невоспроизводимы.

Наиболее близкими к предлагаемому являются полярографические способы определения гадолиния в водных растворах с

использованием а качестве фонов 0,1 М LiCI и 0,1 М KCI.

Однако эти способы обладают следующими недостатками: используется большое количество токсичной ртути для капающего электрода; на предложенных фонах получаются нечетко выраженные полярографические волны гадолиния, что вносит значительную ошибку в аналитические определения гадолиния; высокий нижний предел обнаружения, равный М.

Цель изобретения - увеличение чувствительности и точности определения гадолиния при одновременном уменьшении токсичности анализа.

Цель достигается применением воль- тамперометричеекого метода с ртутным пленочным электродом на серебряной подложке и фона 3.5-4.0 М KCI с рН 1,7-1,8 с регистрацией вольтамперограммы при каХ|

ГО 00 Х| XI

го

годной линейной развертке потенциала электрода в интервале (-1,8)-(-2,2) В (нас.к.э.). Концентрацию гадолиния определяют по величине катодного пика с использованием калибровочного графика, построенного предварительно, или методом добавок. Потенциал пика находится в пределах (-2,05)-(-2,10) В (нас.к.э.) в зависимости от рН раствора и скорости изменения потенциала электрода. Скорость развертки потенциала 20-100 МВ/с.

Способ позволяет снизить нижний предел обнаружения гадолиния до 1-10 М, повысить точность определения и снизить токсичность анализа.

Сущность предлагаемого способа определения ионов гадолиния состоит в получении катодной вольтамперограмы процесса электровосстановления комплексной частицы гадолиния на ртутном пленочном электроде в фоновом растворе 3,5-4,0 М KCI с рН 1,7-1.8 в интервале потенциалов (-1,.2) В (нас.к.э.). При этом на вольтамперограмме в интервале от -2,05 до -2,10 В (нас.к.э,) получается катодный пик, по величине которого определяют концентрацию ионов гадолиния в растворе, используя метод добавок или калибровочный график.

Пример 1.В поларографическую ячейку заливают 10-15 мл 4Т0 М раствора KCi (рН 1,7) и добавляют исследуемый раствор с целью количественного определения в нем ионов гадолиния. Раствор в ячейке продувают инертным газом, например аргоном высокой чистоты, в течение 10-t5 мин. После этого продувание аргона через ячейку прекращают и снимают катодную вольтамперограмму при линейной развертке потенциала электрода со скоростью 20 МВ/с в области потенциалов (-1,8)-(-2,2) В (нас.к.э.). Используя градуиро- вочный график или метод добавок проводят оценку концентрации гадолиния в анализируемом растворе,

Пример 2. В полярографическую ячейку заливают 10-15 мл раствора KCI (рН 1,8) и добавляют исследуемый раствор с целью количественного определения в нем ионов гадолиния. Раствор в ячейке продувают инертным газом, например аргоном высокой чистоты, в течение 10-15 мин. После этого продувание аргона через ячейку прекращают и снимают катодную вольтамперограмму при линейной развертке потенциала электрода со скоростью 20 МВ/с в области потенциалов (-1,8)-(-2,2) В (нас.к.э.). Используя градуировочный график или метод добавок проводят оценку концентрации гадолиния в исследуемом растворе.

На фиг.1 представлены вольтамперные кривые процесса электровоестановления комплексной частицы гадолиния на ртутном пленочном электроде, полученном нанесением пленки ртути на торец серебряной проволочки, впрессованной во фторопластовый стержень. В качестве фона используется 4,0 М раствор с рН 1,7, содержащий 0, 1,0 3,0 6,0 М

.Gd(lll). Линейная скорость развертки потенциала 20 МВ/с.

На фиг.2 представлена зависимость величины катодного пика процесса электровосстановления комплексной частицы гадолиния в указанных условиях.

Предлагаемый способ определения гадолиния обладает удовлетворительной воспроизводимостью, экспрессностью, меньшей величиной нижнего предела определения ( М), во много раз снижает объем используемой в работе ртути (ртутный пленочный электрод получают электролизом из раствора нитрата ртути).

Если в анализируемом растворе окажутся примеси широко распространенных в природе металлов (Pb, Zn, Cd, Sn. и др.), то для устранения их влияния на определение гадолиния необходимо при потенциале - 1,5 В (нас.к.э.) (потенциал начала съемки

вольтамперограммы) с помощью компенсирующего устройства полярографа проводить компенсацию токов указанных металлов или при указанном потенциале с целью выделения из раствора этих металлов проводить

предэлектролиз на ртутном пленочном электроде с большой поверхностью. Электролиз проводить до достижения тока, равного току фона. После этого электрод с большей поверхностью убирается из ячейки и вставляется

индикаторный ртутный пленочный электрод, на котором и проводится определение гадолиния.

При наличии в растворе поверхностно- активных веществ ртутный пленочный электрод необходимо периодически обновлять.

Формула изобретения

Вольтамперометрический способ опре- деления гадолиния, в водных растворах, заключающийся в регистрации катодной вольтамперограммы с использованием ртутного пленочного электрода, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и точности определения при одновременном уменьшении токсичности анализа, регистрацию катодных воль- тамперограмм осуществляют на фоне 3,5-4,0 М раствора KCI с рН 1,7-1,8 с использованием ртутно-пленочного электрода на

серебряной подложке в интервале потенци- гадолиния определяют по высоте пика в ин- элов (-1,8)-(-2,2) В (нас.к.э.), а концентрацию тервале от -2,05 до -2,10 В (нас. к.э.).

(ll

-V.O

Фаг.1

2-2.-Ј,В .«&-ЬЭ)