Способ инверсионного вольтамперометрического анализа теллурида свинца Советский патент 1992 года по МПК G01N27/48 

Изобретение относится к области электроаналитической химии, к анализу полупроводниковых соединений.

Известен способ инверсионного воль- тамперометрического определения теллура в теллуриде свинца: пробу растворяют в кислотах, вводят фоновый электролит- 1 М НО, удаляют из исследуемого раствора кислород током аргона в течение 15-20 мин, проводят электроконцентрирование теллура на графитовом ластовом электроде при потенциале ,4 В (отн.х.с.э.) в течение 2 мин, а затем последующее анодное растворение электрохимического потенциала.

Недостатками известного способа являются невозможность определения обоих компонентов данным способом, длительность единичного определения теллура (включая время продувания раствора током аргона - до 20-25 мин), невысокая селективность определения теллура по отношению к свинцу.

Цель изобретения - обеспечение возможности определения обоих компонентов теллурида свинца,увеличение селективности и экспрессности анализа.

Способ включает растворение пробы в кислотах, введение фонового электролита, проведение электроконцентрирования деполяризатора на стек- лоуглеродном электроде на фоне 0,05-0,5 М ортофосфорной кислоты. Электроконцентрирование свинца проводят при потенциале электролиза ,20...-1,30 В (отн.х.с.э.), теллура - при потенциале электролиза ,90...1,00 В.

На фиг.1 представлены вольтамперог- раммы смеси Pb(ll) - Te(IV); на фиг.2 - зависимости величин инверсионных пиков теллура() и (II) и свинца от потенциала пред- электролиза.

Способ обеспечивает возможность определения обоих компонентов теллурида свинца и селективность определения теллура (до молярного соотношения Pb(H).Te(IV)300)

ё

VI О

ND ю о

и свинца (до соотношения Te(IV):Pb(H)5), сокращение продолжительности анализа до 6-10 мин.

Электроконцентрирование компонентов в системе Pb(ll}Te(IV) при Е5, более отрицательных, чем -0,8 В, на стеклоуглеродном электроде на фоне 0,005-0,05 М ортофос- форной кислоты позволяет получить инверсионные сигналы обоих компонентов и их соединения на электроде, В присутствии сопоставимых количеств свинца (II) теллур() дает два инверсионных сигнала при потенциалах +0,5 В, пик а, и +0,6 В, пик б, (отн.х.с.э.) (кривая 1, фиг.1). Если в растворе находится более, чем 10-кратный избыток свинца (пик б), то пик а не наблюдается (кривая 2, фиг. 1). Пики а и б теллура достигают максимальной высоты при Еэ -0,9 В (отн.х.с.э.) (фиг.2, кривые 3 и А). Свинец (И) в присутствии теллура(У) дает сигнал разряда - ионизации при потенциале -0,3 В (отн.х.с.э.) (фиг.1), достигающий максимальной величины при Еэ(-1.2)-(130) в (отн.х.с.э ) (кривая 5, фиг.2), разряд теллура при этом не наблюдается. При более отрицательных значениях потенциала электролиза сигнал свинца плохо воспроизводится и его определение затруднено. Величина сигналовтеллура(/) в присутствии Pb(ll) прямо пропорциональна его концентрации в растворе при Еэ -0,90...-1,00 В. Уравнения градуировочных графиков теллура при Cpb(ii) M; т.

у(1,8±0.53) х(, ,95(,90В; у4(1,6±0.42) х(, ,95)(ЕЭ-1,00 В).

Эти уравнения справедливы до достижения соотношения РЬ:Те 1:1. Сигнал Te0V) линейно возрастает с увеличением времени электролиза ь от 0 до 100 с. При более положительных или более отрицательных значениях Еэ линейная зависимость нарушается. При Срь(и) М на градуировочных графиках в области малых концентраций Te(IV) наблюдается отклонение от линейной зависимости. Начальный участок кривой может быть также описан уравнением вида (iv). Значения коэффициентов k, интервал концентраций Te(IV), в котором это уравнение выполняется, и нижняя граница определяемых концентраций Te(IV) зависит от времени предэлектролиза. Так при t3 80 с Сн М, при -ta 60 с, М, а при т. с М (Срь(П)).

При увеличении количества осадка свинца на электроде происходит расширение интервала потенциалов его растворения: при Срь(и) М и т, с разряд- ионизация свинца происходит от -0,7 до +0,8 В и инверсионный сигнал теллура(У) маскируется сигналом свинца(И). Для того, чтобы зарегистрировать сигнал теллура(У) в присутствии высоких концентраций свинца (II) в растворе, необходимо до регистрации вольтамперограммы частично растворить

0 осадок свинца с поверхности электрода. Это можно достичь путем задержки развертки потенциала и наложения менее отрицательного, чем потенциал растворения, осадка свинца. Оптимальные значения

5 потенциала растворения 0 - 0,2 В, продолжительность задержки 5-15 с. Граду- ировочные графики для теллура(/) линейны в области малых концентраций. Наклон градуировочных графиков уменыиа0 ется, а интервал линейности расширяется при увеличении концентрации свинца (II). При Срь(1)1 М теллура(У),

i-5

-7

при Срь(П) М Сн 1, М, при Срь(П) 1 М М. Таким обра5 зом, возможно определение теллура при 300-кратном полярном избытке свинца.

Электроконцентрирование компонентов в системе Pb(ll)-Te(IV) по-разному протекает при потенциалах -0,90...-1,00 В и

0 -1,20...-1,30 В (отн.х.с.э.), что позволяет проводить селективный электролиз и последовательное инверсионное аналитическое определение теллура (IV) и свинца (II) при совместном присутствии на стеклоугле5 родном электроде на фоне 0,005-0,05 М ортофосфорной кислоты из одной алик- воты,поскольку сигналы пропорциональны концентрации соответствующего деполяризатора при наличии второго

0 компонента.

Нижняя граница определяемых содержаний свинца зависит от концентрации тел- лура{1 /) в растворе: при Сте( М М, при Cie(iv)1 М

5 м, т.е. возможно определение свинца при соотношении Те:РЬ 5.

Таким образом, инверсионный анализ свинца (II) и теллура (IV) при совме0 стном присутствии на стеклоуглеродном электроде на фоне 0,005-0,05 М ортофосфорной кислоты можно проводить при Еэ - -1.20...-1.30 В и -0,90...-1,00 В (стн.х.с.э.) соответственно,

5 Пример. Навеску образца растворяют по общепринятой методике в кислое .эх, нейтрализуют до рН 5-7, Аликвоту рас;-юра помещают в мерную колбу смчостью 25 мл, добавляют 0,25-2.5 мл 5 ivi иртофосфорной

кислоты квалификации ос.ч и доливают до метки дистиллированной водой. Подготовленную таким образом пробу помещают в стеклоуглеродный тигель, который служит одновременно вспомогательным электро- дом, опускают рабочий стеклоуглеродный электрод и электрод сравнения (х.с.э.). Проводят электролиз при -1,20...-1,30 В в течение 10-60 о при перемешивании и определяют свинец методом добавок. За- тем проводят концентрирование теллура при потенциалах -0,90...-1,00 В в течение 20-80 с при перемешивании, останавливают перемешивание, устанавливают значение потенциала 0,0-0,2 В и через 5-15 с регист- рируют вольтамперограммутеллура. Теллур определяют методом добавок.

Отклонение от указанных условий определения элементов резко ухудшает метрологические характеристики и затрудняет проведение анализа.

Возможность определения компонентов в системе Pb(ll)-Te(IV) показаны при анализе искусственных смесей (см. таблицу).

Способ прост в исполнении, позволяет определять оба компонента - теллур и свинец из одной аликвоты пробы, при этом не требуется деаэрация исследуемого раствора. Одно определение можно провести за 5-10 мин.

Формула изобретения Способ инверсионного вольтамперо- метрического анализа теллурида свинца,включающий растворение пробы в кислотах, введение фонового электролита, проведение электроконцентрирования деполяризатора на твердом электроде и последующее анодное растворение электрохимического концентрата, отличающийся тем. что, с целью увеличения селективности и экспрессности анализа, а также обеспечения возможности определения обоих компонентов, электроконцентрирование свинца и теллура проводят на стеклоуглеродном электроде на фоне 0.005- 0,05 М раствора ортофосфорной кислоты, причем свинец концентрируют в интервале потенциалов от -1,2 до -1,3 В, а теллур - в интервале потенциалов от -0,9 до -1,0 В.

Использование: область электроаналитической химии, анализ полупроводниковых соединений. Сущность способа: концентрируют элементы на стеклоугле- родном электроде на фоне 0,005-0,05 М раствора НзРОз. Концентрирование свинца проводят в интервале потенциалов от -1.20 до -1,30 В, а концентрирование теллура - от -0,90 до -1,0 В относительно х.с.э. 1табл 2 ил.

-0,7 -0,3

Н,ММ

-0,7 „-0,9 Фие.2

/