Способ определения свинца Советский патент 1992 года по МПК G01N31/22 

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам определения свинца, и может быть использовано при химическом контроле сточных вод предприятий металлургической, приборостроительной, электрохимической промышленности.

Известен способ определения свинца с сульфарсазеном, заключающийся в образовании окрашенного комплекса свинца с сульфарсазеном в щелочной среде (рН 9,5- 10,0) и измерении оптической плотности полученного соединения при длине волны 510нм(,5-105).

Метод имеет недостаточную чувствительность (0,1 мкг/мл), определению мешают цинк, никель, кобальт, медь (II) и др.

Известен способ определения свинца с тиродином, заключающийся в образовании растворимого в воде комплекса свинца с тиродином и фотометрическом определении образующего соединения. Кислотность среды 0,1 М НМОз. интервал концентраций свинца 0,4-3,0 мкг/мл.

Данный способ экспрессный, однако недостаточно чувствительный.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ определения свинца с гексаоксациклоазохромом, заключающийся в том, что свинец переводят в комплексное соединение с гексаоксациклоазохромом и измеряют оптическую плотность полученного комплекса в водной среде с концентрацией 0,01-0,05 М HNOs. Предел обнаружения свинца равен 0,05 мкг/мл, Коэффициенты селективности по отношению к мешающим ионам равны: для никеля 30, цинка 200, калия 1500. Интервал концентраций свинца равен 0,05-1,0 мкг/мл. Время развития окраски 5-10 мин.

Однако известный способ недостаточно чувствителен и селективен по отношению к ионам цинка, никеля, калия.

Цель изобретения - повышение чувствительности и селективности анализа.

Поставленная цель достигается обработкой анализируемого раствора органичесл С

ч

СЛ СЛ

00 СЛ

ским реагентом - натриевой солью 1,2-наф- тохинон-2(4 -фенилтиосемикарбазон)-4- сульфокислоты (ФТСК-S) в присутствии поверхностно-активного вещества (ПАВ) - моноалкилфенилового эфира полиэтиленг- ликоля (ОП-7) при рН 6-& и фотометрирова- нии полученной смеси.

В лабораторных условиях определение свинца проводят следующим образом.

В мерную колбу емкостью 25 мл приливают аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 0,04-1,0 мкг/мл (1- 25 мкг в 25 мл) свинца, добавляют буферный раствор триэтаноламин-соляная кислота (рН 6-7), водный раствор ОП-7, растворы ФТСК-S в диметилформамиде, фенантроли- на, доводят раствор до метки дистиллированной водой и фотометрируют. Интервал определяемых концентраций свинца равен 0,04-1,0 мкг/мл.

Предлагаемый способ позволяет увеличить чувствительность определения в 1,3 раза, селективность определения в 2 раза для никеля и цинка, в 50 раз для калия, повысить экспрессность анализа - реакция между реагентом и ионами свинца идет мгновенно.

Пример 1. Определение свинца по известному способу.

Анализируемый раствор подкисляют соляной или азотной или серной кислотой до концентрации 0,01-0,05 М. Затем добавляют раствор гексаоксациклоазохрома и измеряют оптическую плотность полученного комплекса через 5-10 мин (время развития окраски). Молярный коэффициент поглощения комплекса равен 1,5-10 . Интервал определяемых концентраций 0,05-1,00 мкг/мл.

Определению свинца мешает более 30- кратный избыток никеля, 200-кратный избыток цинка, 1500-кратный избыток калия.

Как видно из примера 1, способ определения свинца с помощью гексаоксациклоазохрома недостаточно чувствителен и селективен.

Пример 2.В мерную колбу емкостью 25 мл отбирают аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 10 мкг свинца, добавляют 10 мл буферного раствора триэтаноламин -соляная кислота (рН 6,0), 5 мл 1 %-ного водного раствора фенантроли- на, 5 мл 0,01 М водного раствора ОП-7,2 мл 0,001 М диметилформамидного раствора ФТСК-S и доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают и фотометрируют при длине волны 560 нм в стеклянной кювете с толщиной слоя 5 см. Обнаружено 11 мкг.

Пример 3. В мерную колбу емкостью 25 мл отбирают аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 10 мкг свинца, добавляют 10 мл буферного раствора триэтаноламин-соляная кислота (рН 6,5), растворы фенантролина, ОП-7, ФТСК-S и проводят определение аналогично примеру

2. Обнаружено 10,5 мкг,

Пример 4, В мерную колбу емкостью 25 мл отбирают аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 10 мкг свинца, добавляют 10 мл буферного раствора

триэтаноламин-соляная кислота (рН 7,0), растворы фенантролина, ОП-7, ФТСК-S и проводят определение аналогично примеру 2. Обнаружено 10 мкг.

Пример 5. В мерную колбу емкостью

25 мл отбирают аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 10 мкг свинца, добавляют 10 мл буферного раствора триэтаноламин-соляная кислота (рН 7,5), растворы фенантролина, ОП-7, ФТСК-S и

проводят определение аналогично примеру 2. Обнаружено 8 мкг.

Пример 6. В мерную колбу емкостью 25 мл отбирают аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 10 мкгсвинца, добавляют 10 мл буферного раствора триэтаноламин-соляная кислота (рН 5,5), растворы фенантролина, ОП-7, ФТСК-S и проводят определение аналогично примеру 2. Обнаружено 8,5 мкг.

Как видно из примеров 2-6, оптимальная область рН для определения свинца 6- 7. При рН меньше 6 и больше 7 получают заниженные результаты (погрешность определения 15-20%).

Результаты по селективности определения свинца в присутствии ионов цинка, никеля, калия приведены в табл. 1,

Проведен анализ модельного раствора,

содержащего соли свинца, марганца, никеля, цинка, хрома, калия,

В мерную колбу емкостью 25 мл отбирают аликвоты растворов солей металлов: 0,1мл5-10 4М раствора свинца, 0,2 мл

0,1 М раствора цинка (400-кратный избыток), 0,3 мл 0,01 М раствора солей никеля (60-кратный избыток), 2 мл 5 М раствора марганца (20-кратный избыток), 0,1 мл 0,1 М раствора соли хрома (III)(200-кратный избыток), 3,8 мл 0,5 М раствора калия, 5 мл буфер- ного раствора триэтзноламин-соляная кислота (рН 6), 5 мл ацетатного буферного раствора (рН 6), 5 мл 1 %-ного раствора фенантролина, 3 мл 0,01 М раствора ОП-7,2 мл

0,001 М диметилформамидного раствора ФТСК-S, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Измеряют оптическую плотность раствора при 560 нм в стеклянных кюветах с толщиной слоя 5 см оуносительно холостого раствора. Содержание свинца находят по градуировочному графику Обнаружено 11 мкгсвинца

Фенантролин является маскирующим веществом для связывания мешающих ионов: цинка, никеля, марганца (II). Если фенантролин при определении свинца не использовать, то получаются сильно завышенные результаты (см. табл. 2).

Экспериментальные данные сравнения влияния некоторых ПАВ на достижение поставленной цели приведены в табл. 3. Как видно из результатов табл. 3, для достижения поставленной цели подходят неионо- генные ПАВ: ОП-7 и ОП-10 - моноалкилфениловые эфиры полиэтиленг- ликоля общейформулы

СпН2п+1СбН40(С2Н40)тН, где п 8-10, т 6-7 для ОП-7; п 8-10, т - 10:12 для ОП-10. При использовании катмоновых ПАВ - це- тилпиридиния хлорида (ЦП), пентадецилпи- ридиния бромида (ПДП), и анионовых ПАВ - синтанола, додецилсульфата натрия (ДДС), получают либо сильно заниженные

0

5

0

5

результаты (ДДС, ПДП). либо мутные растворы (ЦП, синтанол) л фотометрические измерения становятся невозможными.

Предлагаемый способ позволяет повысить чувствительность определения в 1,3 раза (предел обнаружения равен 0,04 мкг/мл), селективность в 2 раза по отношению к ионам цинка, никеля, в 50 раз по отношению к ионам калия по сравнению с известным способом.

Формула изобретения Способ определения свинца, включающий перевод его в комплексное соединение с органическим реагентом и последующее фотометрирование, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности анализа, в качестве ор- ганического реагента используют натриевую соль 1,2-нафтохинон-2(4-фенил- тиосемикарбазон)-4-сульфокислоты, а перевод в комплексное соединение осуществляют в присутствии моноалкилово- го эфира полиэтиленгликоля при рН 6-7.

Таблица 1

Таблица 3

Использование: аналитический контроль сточных вод предприятий н/х. Сущность изобретения: анализируемую пробу обрабатывают натриевой солью 1,2-нафто- хинон-2(4-фенилтиосемикарбазон)-4-суль- фокислоты в присутствии моноалкилового эфира полиэтиленгликоля и фенантролина при рН 6-7 и фотометрируют, 3 табл.