Способ определения индия Советский патент 1993 года по МПК G01N31/22 

Флуоресцирующие соединения с индием образуют 8-оксихинолин и его производные, флавоны, азосоединения. Достигнутый предел обнаружения индия составляет 1- ЮО.мкг/мл. Однако практическое применение в люминесцентном анализе имеют родамин 6Ж, С, этилродамин С. Избирательность этих методов невысока, поэтому используют дополнительные приемы по маскированию (отделению) мешающих примесей.

Наиболее близок к предлагаемому способ флуориметрического определения индия с родамином С и родамином 6Ж. Сравнительная характеристика основных метрологических характеристик лучших из известных реагентов и. предлагаемого способа представлена в таблице 1. Недостатком известных способов и ограничением их практического использования является невысокая чувствительность, учитывая незначительное содержание индия в различных обьектах, а также невысокая избиратель ность, из-за чего в большинстве случаев необходимы дополнительные операции по отделению мешающих ионов.

Цель изобретения - повышение чувствительности и селективности определения. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу флуориметрического определения индия, включающего перевод его в комплексное соединение с органическим реагентом с последующим измерением интенсивности свечения комплекса в качестве органического реагента используют 2,5-ди- оксибензалиден-2 ,5 -диоксибензол (R) и комплексное соединение получают в среде 60-70об.% диметилформамида (ДМФА) в присутствии буферного раствора с рН 1.8- 2,4.

В указанной среде индий образует с реагентом R интенсивно флуоресцирующее зеленым светом комплексное соединение с Лфл 550 нм и Яе.с. 440 нм. В присутствии ДМФА интенсивность флуоресценции значительно возрастает (табл.2), максимальная интенсивность наблюдается при 60±1- 70±1 об.% ДМФА и рН 1,8±0,05-2,4±0,05. В области более высоких значений рН интенсивность свечения снижается и становится более неустойчивой. При определении индия использовали буферный раствор с рН 1,80, составленный их 2 М растворов ацетата натрия и хлористоводородной кислоты.

Максимальная интенсивность свечения достигается через 10-15 мин после сливания компонентов и устойчива в течение длительного времени. Оптимальные условия проведения реакции приведены в табл.1.

Определению 0,01 мкг индия не мешают (кратные количества) Си (250), Fe(100), AI

(150), Ga (120), Be (400), Со, Ni (500). В присутствии комплексующей смеси избирательность относительно посторонних ионов повышается в 2-3 раза. Нижний предел определяемых концентраций поЗ s-критерию

0 равен 0,004 мкг/мл. Относительное стандартное отклонение при его определении составляет 0,15.

Отклонение содержания ДМФА и рН в растворе от оптимальных значений приво5 дит к уменьшению чувствительности и избирательности определения индия (табл. 3, 4). Для проверки правильности и воспроизводимости результатов определения индия проводили его отделение экстракцией

0 от сопутствующих ионов бутилацетэтом из 5 н бромистоводородной кислоты. Результаты определения индия в различных обьектах: чистых веществах, минеральном сырье, конструкционных материалах на кластер5 ной основе представлены в табл.5.

Определение индия с экстракционным выделением. К сухому остатку образца после вскрытия пробы прибавляли 3-4 мл конц, НВг и снова выпаривали досуха. Остаток

0 растворяли в 5 мл 5 н НВг, раствор переводили в делительную воронку, ополаскивая стенки стакана 5 н НВг. Приливали к раствору 10 мл бутилацетата и экстрагировали в течение 1 мин. Экстракт после отделения

5 промывали 2 раза (по 2-3 мл) 5 н НВг, встряхивая по 10-15 с. Индий реэкстрагировали двумя порциями 6 н хлористоводородной кислоты (по 20 мл) с добавлением 1-2 капель перекиси водорода. Реэкстракт выпаривали

0 досуха, добавляли к остатку серную кислоту и нагревали раствор до появления белых паров. Сухой остаток растворяли в 50 мл дистиллированной воды. . .

Пример 1. Определение индия в

5 рудах.

Сульфидные и полиметаллические руды разлагали хлористоводородной кислотой с последующим введением азотной кислоты. Силикатные породы разлагали фтористово0 дородной кислотой с добавлением серной кислоты.

К аликвотным частям анализируемого раствора в пробирках на 15 мл приливали 2 мл буферного раствора с рН 1,8,1 мл 0,01 %5 ного раствора реагента в этаноле, 6 мл ДМФА и до метки доливали буферным раствором с рН 1,8. Флуориметрировали через 10 мин после сливания компонентов при Яв.с. 440 нм и Афл 550 нм. Данные представлены в табл.5.

Пример 2. Определение индия в люминофорах и чистых веществах.

При расположении люминофора навеску 0,05 г помещали в фарфоровый тигель и растворяли в 5 мл конц. HCI. Полученный раствор упаривали досуха. Остаток количественно переносили в колбу емкостью 25 мл и разбавляли до метки бидистиллированной водой. В аликвотных частях приготовленно- раствора проводили определение индия по вышеописанной методике.

Подготовка KCI к анализу.

Навеску соли KCI (5-10 г) растворяли в 10 мл бидистиллированной воды.

Подготовка металлического кремния.

К 1 г измельченного кремния в платино- вэй чашке приливали 2,5 мл конц. серной зелоты. 10 мл 40%-ного раствора фтори- оводородной кислоты, по каплям 25 мл конц. азотной кислоты. После растворения п зобы выпаривали сначала на водяной бане, затем на песочной для удаления кислот. Остаток разбавляли в 20 мл HCI (1:1).

В аликвотных частях приготовленных растворов проводили определение индия по вышеописанной методике. Содержание индия находили по градуировочному графику. Данные представлены в табл.5.

Таким образом, разработанная методика флуориметрического определения индия

0 проверена на анализе стандартных образцов руд, образцов чистых материалов. Пра- вильность полученных результатов подтверждена методами добавок, варьированием навесок и использованием конт5 рольных методов. Предлагаемое изобретение позволяет снизить предел обнаружения индия на порядок и повысить избирательность относительно сопутствующих элементов в 2-3 раза. Это позволяет

0 проводить анализ без отделения посторонних ионов и концентрированна индия дополнительными методами.

Использование: аналитический контроль материалов полупроводниковой техники, реактивов, объектов окружающей среды. Сущность изобретения: индий переводят в комплексное соединение с 2,5-диокси-бен- залиден-2,5-диоксибензолом в водноорга- нической среде, содержащей 60-70% диметилформамида, при рН 1,8-2,4. 5 табл. например, нейтронно-активэционный метод). Используемые фотометрические методики с органическими реагентами характеризуются малой чувствительностью, избирательностью и необходимостью, вследствие этого, отделения индия от мешающих примесей, т.е. значительным усложнением технологической схемы анализа. В связи с этим создание высокочувствительных и селективных методов определения индия, отличающихся в то же время экспрессностью возможностью автоматизации, экономичностью анализа и другими достоинствами, является актуальной задачей. Несмотря на известные преимущества люминесцентного метода, наибольшая работа по снижению границы доступных определению количеств, а также по повышению избирательности определения предстоит для ряда элементов, в том числе и для индия. Ё ,. 5 ю СА) Сл 4

Формула изобретения Способ определения индия путем обработки анализируемой пробы органическим агентом с последующим флуориметриро- Вс нием полученного комплексного соединения, отличающийся тем, что, с целью

.Т а б л и ц а 1

Аналитические характеристики предлагаемого реагента и лучших из ранее известных орга. нических реагентов на индий

повышения чувствительности и селективности определения, в качестве органического реагента используют 2,5-диоксибензали- ден-2 ,5 -диоксибензол в водно-органической среде, содержащей 60-70 об.% диметилформамида при рН 1,8-2,4.

Влияние растворителей на интенсивность флуоресценции комплекса R1п

ТаблицаЗ

Зависимость пределов обнаружения индия и селективности его определения от концентрации ДМФА

Содержание ДМФА, об.% х±0,1

Предел обнаружения индия, мкг/мл

40

50

60

70

75

80

Таблица 4

Зависимость пределов обнаружения индия и селективности его определения от рН

рН х±0,05

Предел обнаружения индия, мкг/мл

1,20

1,50

2,00

2,51

3,50

Таблица 2

Фактор селективности (не мешают опре- делению)

Ga.AI(IOO). Fe(80), Cu

(200) Fe (80), Со. Ni (300), Al

(100), Ga (150)

Cu(250).AI,Ga(150).

Fe(IOO), Co, N1(300),

Hg, Au. Sb. Sn (300)

Fe, Ga, AI(100).Cu (200), Fe,Ga,AI(100), Си (150). Co. N1(200)

Фактор селективности (не мешают опре- делению)

Ga, А (80), Си. Со (50) Ga, Al, Zn(100), Mg,

Ca(150)

Al, Ga(150). Fe, Co, NI

(100), Sb, Au, Sn. Hg

(300), Zn (200), Mg. Ca

(200)

Си, Fe. Co (80), Ga, Al

(80) Fe, Ga (60), Си. Со, Ni,

Zn, Hg (60)

Co. NI (60), Ga, Al (40), ZnJSOJ

9

Оценка правильности и воспроизводимости флуориметрического определения индия в различных образцах п 6, Р 0,95

1793371

10 Та б л и ца.5