Вольтамперометрический метод определения платины Советский патент 1992 года по МПК G01N27/48 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к электрохимическим методам концентрирования с последующим определением микроколичеств платины в растворе.

Поскольку невозможно определить малые концентрации Р (IV)( - М) воль- тамперометрическим методом на твердых электродах возникает необходимость предварительного ее концентрирования.

Известен способ концентрирования Р (IV) на графитовом электроде в присутствии Р (СНзСОО)а в виде интерметаллического соединения.

Однако, известный способ характеризуется низкой чувствительностью ( М) и невыясненной природой осадка 3

Схожим по чувствительности является полярографический метод на ртутном капающем электроде в присутствии комплексона (М), в котором по высоте каталитической волны водорода можно судить о концентрации платины в растворе. Метод пригоден для определения 1,6 - 2 10 и платины. Применение затруднено из-за токсичности ртути и ее растворении при высоких положительных потенциалах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ концентрирования Р (IV) на платиновом

ч о сл XI

ON

электроде в растворе, не содержащем металлов платиновой группы. При восстановлении на электроде выделяется металлическая платина в виде платиновой черни. В качестве стандартного применяется раствор, полученный растворением навески хлорной платины в воде. В качестве фона применяется 0,1 н №МОз.

В электролизер отбирался определенный объем раствора платины и доводили до 25 мл раствором фона. Для удаления кислорода из раствора пропускали азот в течение 30 мин. Катод - платинированная платина, анод-платиновая проволока. Однако, недостатками метода является малая чувствительность (7 - 3- М) и невозможность последующего растворения осажденной платины, что необходимо в экспедиционных условиях.

Цель изобретения - повышение чувствительности, сокращение времени анализа.

Поставленная цель достигается тем, что предложено электрохимическое концентрирование Р (IV) на твердом электроде, чув- ствйтельности и сокращения времени определения в качестве электролита используют 1 М раствор царской водки, а в качестве катода - вращающийся дисковый золотой электрод, который предварительно выдерживают в электролите при потенциалах (-0,3) ± (-0,5) В относительно хлоросе- ребряного электрода с последующей анодной поляризацией до значения потенциалов 0,8-1 В.

Дальнейшее увеличение анодной поляризации приводит к ухудшению воспроизводимости результатов, связанной, видимо, с накоплением продуктов окисления при таких высоких анодных потенциалах.

Отличием предлагаемого способа является применение золотого вращающегося дискового электрода, который можно применить для концентрирования и растворения в области больших значений положительных потенциалов. Особенностью золотого электрода по сравнению с другими твердыми электродами является меньшая адсорбция водорода.

Выбор фона основывался на исключение многостадийности при подготовке пробы для анализа. На фоне концентрированной царской водки невозможно осадить платину, т.к. она быстро растворяется. На фоне разбавленной царской водки (0,5 М) чувствительность падает. Оптимальной концентрацией фона стала 1 М царская водка.

На вращающемся дисковом золотом катоде ведут осаждение на фоне 1 М царской

водки, содержащего - М Р (IV) в пределах потенциалов (-0,3) - (-0,5) В относительно хлоросеребряного электрода, при котором Р (IV) восстанавливается до Р (0) на

поверхности электрода в течение 5-15 мин, после чего подают анодную поляризацию потенциала со скоростью 5-15 мВ/с. Диапазон как времени выдерживания, так и скорости поляризации выбраны как

0 оптимальные после проведения неоднократных экспериментальных результатов.

При достижении потенциалов 0,4-0,6 В наблюдается волна окисления платины, которая растет по мере увеличения концент5 рации P(IV).

Наличие Р (IV) также свидетельствует прямолинейная зависимость концентрации платины от величины тока I мкВ и отсутствие тока в чистом фоновом электролите. Снятие

0 вольтамперограммы проводили до потенциала 0,8 В. Дальнейшее увеличение потенциала в положительную область потенциалов нежелательно, поскольку оно связано с ухудшением воспроизводимости результа5 тов из-за накопления продуктов окисления. При таких высоких анодных потенциалах, в частности выделения хлора, нет необходимости продолжать поляризацию после 0,8 В, поскольку аналитический сигнал платины

0 получается как уже отмечали при 0,4-0,6 В, Если в концентрируемом и определяемом растворах содержатся металлы, потенциалы окисления которых близки к потенциалам окисления платины или другие

5 ионы, то их проводят в другие валентные состояния или отделяют, затем проводят вольтам периметрическое определение. Уменьшение концентрации фона ниже 1М приводит к потере платины за счет много0 кратного выпаривания для уменьшения концентрации. Увеличение же концентрации фона приводит к уменьшению тока окисления Р (IV) за счет частичного окисления ее в увеличивающемся концентрации НМОз.

5 Таким образом, все признаки, введенные в формулу изобретения являются действительно необходимыми и достаточными для достижения поставленной цели. Кроме того ни один из них не может быть исключен

0 из совокупности признаков или заменен на другой.

П р и м е р 1. Раствор, содержащий 10 М Р (IV) готовили растворением 2% раствора платинохлористоводородной кислоты

5 ( Cle) марки ч.д.а. в дистиллированной воде. Лликвот этого раствора помещают в электролизер, добавляют 20 мл 1 М царской водки. Для концентрирования Р (IV) с последующим определением ее необходимо установить начальный потенциал поляризации - 0,3 В, включают подачу потенциала и выдерживают в течение 5 мин. По окончании электролиза начинают поляризацию электрода в положительную область потенциалов до 0,8 В со скоростью 5 мВ/с. На вольтамперограмме при потенциале 0,4 В наблюдается волна окисления платины, величина тока которой указывает на величину концентрации Р (IV) в растворе.

Чувствительность 2,5-10 М.

П р и м е р 2. Для приведения электролиза берется раствор той же концентрации платины (IV) что в примере 1. Начальный потенциал поляризации устанавливается - 0,4 В и выдерживается в течение 10 мин, затем поляризуют со скоростью 10 мВ/с до 0,8 В. На вольтамперограмме при 0,4 В наблюдается волна.

Чувствительность 2,5-10 - 10 М.

П р и м е р 3. Берется такой же раствор с такой же концентрацией Р (IV), что в примере 1. Потенциал поляризации устанавливается равной 0,5 В и выдерживается в течение 15 мин. Затем проводят поляризацию в анодную область потенциалов со скоростью 10 мВ/с и при потенциале 0,4 В наблюдается волна.

Чувствительность 2,510 - 10 М.

П р и м е р 4. Электролиз проводят в таком же растворе, как и в примере 1, однако начальный потенциал поляризации отличный, то есть -0,1 В, время выдержки 10 мин, подаются потенциал поляризации со скоростью 10 мВ/с в анодную область и при потенциале 0,4 В наблюдается небольшая волна, хотя концентрация Р (IV) такая же как и в примере 1.

Чувствительность - 510

П р и м е р 5. Раствор берется той же концентрации, что и в примере 1. Начальный потенциал поляризации устанавлива-v-7

ется равным -0,6 В, время выдержки 10 мин. Затем ведется поляризация в анодную область со скоростью 10 мВ/с, при достижении потенциала 0,4 В наблюдается волна

окисления гораздо ниже, чем в примерах 1-3.

Чувствительность ЮМ, Предлагаемый способ концентрирования с последующим определением Р (IV) позволяет повысить чувствительно на 1 порядок, сократить время анализа в 5 раз за счет применения для электрохимического концентрирования платины (IV) вращающегося золотого дискового электрода, который обладает наименьшей величиной адсорбции водорода по сравнению с другими индефферентными электродными материалами, которые используются для аналогичных целей.

Формула изобретения

Вольтамперометрический метод определения платины, включающий растворение навески соли платины, помещение

аликвоты в электролизер, содержащий платиновый анод и катод, с последующим элек- трохимическим концентрированием платины (IV) на катоде в индеферентном фоновом растворе и снятие вольтамперограммы, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и сокращения времени определения, в качестве фонового раствора используют 1М раствор царской водки, в качестве катода - вращающийся

дисковый золотой электрод, электрохимическое концентрирование пластины (IV) на катоде проводят при потенциалах-0,3...-0,5 В относительно хлорсеребряного электрода в течение 5-15 мин с последующей анодной

поляризацией до значения потенциалов 0,8-1,0 В со скоростью 5-15 мВ/с.

Использование: изобретение касается аналитической химии, а именно электрохимических методов концентрирования с последующим определением микроколичеств платины в растворе. Сущность: проводят растворение навески соли платины и снятие вольтамперограммы в электролизере в присутствии платинового анода и катода - дискового вращающегося электрода из золота. В качестве индеферентного фона используют 1 м раствор царской водки. Золотой электрод выдерживают в электролите при потенциалах (-0,3) ±(-0,5) В относительно хлорсеребряного электрода в течение 5-15 мин с выделением платины на катод, а затем проводят анодную поляризацию до значения потенциалов 0,8-1 В со скоростью 5-15 мВ/с. сл С