Способ определения феррицианид-ионов Советский патент 1992 года по МПК G01N31/22 

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам фотометрического определения феррицианид-ионов, и может быть использовано при анализе природных объектов, в т.ч. сточных вод.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, яв- ляется способ фотометрического определения феррицианид-ионов, включающий взаимодействие ионов Fe(CN)e с 5- сульфобутиламидо-2 -метокси-фенилантра ниловой кислотой и фотометрирование окрашенного раствора. Оптимальной средой является 4М раствора NaOH. Закон Бера соблюдается в диапазоне определяемых концентраций феррицианида 0,04-2,0 мкг/мл. Максимум поглощения окрашенных растворов находится при 510 нм.

Чувствительность определения феррицианид-ионов по предложенному способу

относительно невысока. Предел обнаружения феррицианид-ионов-0,01 мкг/мл. Взаимодействие феррицианида с реагентом протекает только в сильнощелочной среде, что в ряде случаев затрудняет прямое фотометрирование раствора вследствие образованияосадковгидрооксидовсопутствующих ионов (железа, кадмия, магния, никеля, кобальта и др.).

Цель изобретения - повышение чувствительности определения феррицианид- ионов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе фотометрического определения феррицианид-ионов, включающем добавление органического реагента и измерение оптической плотности раствора, по которой судят о концентрации феррицианид-ионов, в качестве органического реагента добавляют краситель трисцианин с общей концентXIСО

о ел XI

XI

рацией в растворе (1-5). 10 М, измерение оптической плотности проводят при кислотности раствора рН 2-11 и в присутствии стабилизатора - карбоксиметилцеллюлозы с концентрацией в растворе 0,01-0,05%. Формула трехзарядного красителя трисцианина (Т а т

,-4-сн, iw-HYx2J c

UT m-ra-HC-LjJ -ho.

-сн-снCHj

Я5

-3CKjSOt

CHj«

аи

tc sr01™

,CHj«j

CHj

Краситель ТЦ в качестве реагента в аналитической химии предлагается впервые. ТЦ растворим в воде и органических растворителях (ацетоне, этаноле, нитрометане и др.). Молярный коэффициент поглощения достигает 4,3.105.

Максимальная чувствительность определения феррицианид-ионов достигается в следующих условиях: общая кислотность раствора рН 2-11, равновесная концентрация красителя ТЦ и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) равна (1-5). М и 0,01-0,05% соответственно. Реакцию феррицианида с красителем ТЦ можно представить следующим образом:

Fe(CN)e3 + R3+

кщ. (CN)e.

Максимум поглощения образовавшегося ассоциата находится при 665-675 нм, молярный коэффициент поглощения равен 1,64.105. Предел обнаружения феррицианид- ионов 0,0065 мкг/мл. Однако чувствительность определения феррицианид-ионов в 2 раза больше в максимуме поглощения красителя ТЦ (696 нм), который по мере образования ассоциата уменьшается. Значение молярного коэффициента при 696 нм, вызванного эффектом реакции феррицианида, составляет 3,88.105. Предел обнаружения феррицианида - 0,0027 мкг/мл. В качестве стабилизаторов окрашенных ассоциатов испытаны КМЦ, желатин, крахмал, поливиниловый спирт и другие неионогенные, катионные и анионные ПАВ. Чувствительность определения ферроцианида максимальна при использовании КМЦ.

Светопоглощение окрашенных растворов подчиняется закону Вера в диапазоне концентраций феррицианид-ионов 0,01-3,5 мкг/мл. Определение предложенным способом не мешают щелочные, щелочноземельные металлы, бор, алюминий, железо (II и III), никель, кобальт, кадмий, медь, марганец, хлориды, ферроцианиды, хроматы, ва- надаты, молибдаты, сульфаты, нитраты.

Сопоставительная оценка чувствительности (по нижнему пределу определения) для известных и заявляемого способов приведена в табл.1.

Ниже приведены примеры и экспериментальные данные (табл. 2-4), доказывающие существенность кислотности среды, концентрации красителя ТЦ и стабилизато- ра-карбоксиметил целлюлозы.

Пример1.В градуированные пробирки вводят 2,12 мкг Fe(CN)e3 (0,2 мл 5. М раствора феррицианида калия), 0,5 мл М раствора HCI, 0,5 мл 0,1%-ного раствора КМЦ, 0,5 мл 2,5. М раствора красителя

ТЦ и дистиллированной воды до общего объема раствора 5 мл рН полученного раствора 3. Раствор перемешивают и измеряют оптическую плотность (А) при 696 нм на спектрофотометре СФ-46 в кюветах с С 0,1

см относительно раствора контрольного опыта (без красителя). Аналогичные опыты проводят без феррицианид-ионов. Из разницы оптических плотностей ( А) соответствующих растворов рассчитывают величины

молярных коэффициентов поглощения, характеризующие чувствительность анализа. Добавлением разных количеств 0,5 М растворов соляной кислоты или гидроокиси натрия (для создания различных рН

растворов) изучают серию таких опытов. Значения рН контролируют с помощью рН- метра (в ячейке для микроизмерений). Данные представлены в табл. 2, из которой

следует, что чувствительность определения феррицианид-ионов максимальна при кислотности раствора в интервале рН 2,0- 11,0. Вне этого интервала рН чувствительность анализа уменьшается за

счет уменьшения значений оптических плотностей растворов.

Концентрация красителя ТЦ - 2,5. М, КМЦ - 0,01%, 2,12 мкг феррицианид- ионов.

Пример 2. В градуированные пробирки вводят 2,12 мкг Ре(СМ)б3 (0,2 мл 5. раствора феррицианида калия), 0,5 мл 0,1% раствора КМЦ, различные количества 2,5. М раствора красителя ТЦ и дистиллированной воды до общего объема раствора 5 мл. Раствор перемешивают и измеряют оптическую плотность при 696 нм на СФ-46 в кюветах с ( 0,1 см. Аналогичные опыты проводят без феррицианид-ионов. По значениям ДА рассчитывают чувствительность определения е . Данные представлены в таблице 3, из которой следует, что чувствительность определения феррицианида максимальна при общей концентрации красителя ТЦ в растворе (1-5) М. При

,-5

другой концентрации красителя чувствительность анализа уменьшается.

Концентрация КМЦ - 0,01%, рН « 7,2, 2,12 мкг феррицианид-ионов.

Пример 3. В градуированные пробирки вводят 2,12 мкг Fe(CN)s3 (0,2 мл 5. М раствора феррицианида калия, разные количества 0,1% раствора КМЦ, 0,5 мл 2,5. М раствора красителя ТЦ и дистиллированной воды до общего объема раствора 5 мл. Растворы перемешивают и далее определение ведут аналогично примеру 2. Данные представлены в табл. 4, из которой следует, что чувствительность определения феррицианид-ионов максимальна при общей концентрации КМЦ 0,01-0,05%. При другой концентрации стабилизатора КМЦ чувствительность анализа уменьшается.

Концентрация красителя ТЦ - 2,5.10 рН 7, 2,12 мкг феррицианида.

Для экспериментальной проверки заявляемого способа проведено определение ферроцианид-ионов в растворах его чистых солей (табл. 5) и сточных водах (табл. 6).

П р и м е р 4. Определение феррицианида в растворах его чистых солей. В градуи- рованные пробирки вводят 2,12 мкг Ре(СМ)б3 (0,2 мл 5. М раствора феррицианида калия), 0,5 мл 0,1%-ного раствора КМЦ, 0,5 мл 2,5. М раствора красителя ТЦ и 3,8 мл дистиллированной воды. Растворы перемешивают и измеряют оптическую плотность при 696 нм на спектрофотометре СФ-46 в кюветах с I 0,1 см. Количество феррицианид-ионов определяют по градуи- ровочному графику, построенному аналогично с помощью стандартных растворов феррицианида калия. Полученные данные представлены в табл. 5.

П р и м е р 5. Определение феррицианида в сточных водах. В градуированные пробирки к 0,5-2,5 мл анализируемой воды (с рН 2-11) добавляют 0,5 мл 0,1% раствора

КМЦ, 0,5 мл 2,5.10-4 М раствора красителя ТЦ и дистиллированную воду до общего объема 5 мл. Растворы перемешивают и далее анализ проводят как описано в примере 4.

5 Результаты анализа представлены в таблице 6.

Использование предлагаемого способа фотометрического определения феррицианид-ионов обеспечивает увеличение чувст10 вительности определения (табл. 1), что позволяет анализировать следовые количества Феррицианида в природных объектах, в частности, в сточных водах гальванических производств и фотографии. Кроме того,

15 оптимальный интервал кислотности раствора шире, чем в способе-прототипе, что упрощает проведение анализа. Способ успешно может быть использован в заводских и научно-исследовательских лабораториях при

20 анализе феррицианида в сложных по составу объектах. Относительная погрешность определения феррицианид-ионов не превышает ± 3-4%.

Формула изобретения

25 1. Способ определения феррицианид- ионов, включающий перевод их в комплексное соединение с органическим красителем и последующее измерение оптической плотности раствора, отличающийся тем,

30 что, с целью повышения чувствительности анализа, в качестве органического красителя используюттрисцианин с концентрацией в анализируемом растворе (1-5). 10 моль, перевод в комплексное соединение проводят

35 в присутствии карбоксилметилцеллюлозы с концентрацией в анализируемом растворе 0,01-0,05%, измерение оптической плотности осуществляют по количеству непрореагировавшего красителя.

402. Способ поп. 1,отличающийся

тем, что перевод в комплексное соединение осуществляют при рН среды 2-11.

Таблица 1

Таблица 2

Изобретение относится к способам фотометрического определения ферриичанидионов, может быть использовано при анализе различных природных объектов. Цель изобретения - повышение чувствительности анализа. Сущность изобретения заключается в переводе феррицианид-ионов в комплексное соединение с красителем трисцианом в присутствии карбоксиметил- целлюлозы при концентрации в анализируемом растворе (1-5). М и 0,01-0,05% соответственно, и рН среды 2-11 и количественной регистрации фртометрированием непрореагировавшегося красителя. Предел обнаружения в предложении уменьшается с 0,01 мкг/мл в прототипе до 0,0027 мкг/мл. 1 з.п. ф-лы, 6 табл.

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

Таблиц а 6