Способ фотометрического определения ванадия Советский патент 1993 года по МПК G01N31/00 G01N31/22 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам экстракци- онно-фотометрического определения ванадия в биологических материалах.

Известен способ фотометрического определения ванадия в виде тройного комплекса с пирокатехином и анилином, основанный на том, что в среде 4н, НС образуется окрашенное соединение экстрагируемое хлороформом. Молярный коэффициент поглощения экстракта равен Ј 7500.

Недостатком этого способа является низкая селективность и чувствительность определения ванадия, В оптимальных условиях определению ванадия этим способом мешают многие металлы, в частности Fe, Си, Сг, Мп и др. Возможность способа ограничена еще тем, что определение ванадия возможно только из среды соляной кислоты.

Целью изобретения является повышение избирательности и чувствительности способа фотометрического определения ванадия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу фотометрического определения ванадия и перевода его в окрашенное соединение в качестве органического реагента используется 0,003-0,005 М раствор 2-окиси-5-третбутилтиофенола (ОБТФ).

В качестве органического растворителя используют хлороформ, четыреххлористый углерод,гептан,гексан.

XJ

О XJ О

ел о

Реагент синтезирован путем взаимодействия n-третбутиленфенола с полухло- рйстой серой.

2-окси-третбутилтиофенол и его растворы в органических растворителях, например в хлороформе, четыреххлористом углероде, гексэне, гептане, обладают повышенной устойчивостью к свету, окружающей среде и в течение длительного времени использования дают воспроизводимые результаты.

При взаимодействии 2-окси-5-третбу- тилтиофенола с ванадием образуется устойчивый и хорошо растворимый в хлороформе комплекс. Раствор этого комплекса в хлороформе окрашен в синий цвет и имеет максимум поглощения при длине волны А 610 нм. В этой области ни реагент, ни его растворы в органических растворителях не поглощают свет, что резко повышает контрастность поглощения комплекса. Молярный коэффициент поглощения (е) комплекса при этой длине волны равен 37000, что позволяет использовать предлагаемый реагент для фотометрического определения ванадия и извлечения его из кислых растворов минеральных кислот.

Чувствительность реакции 140 10 . Кислый водный раствор сложного состава, содержащий ванадий и большое количество других металлов (Zn, Cd, Fe, Co, Nl, Bi, Cu, Cr, Mn, Re и др.), контактирует с 0,003-0,005 М раствором 2-окси-5-третбу- тилтиофенола в органических растворителях, например в хлороформе, в течение 2 мин. При этом ванадий образует с реагентом устойчивый окрашенный комплекс и селективно переходит в органическую фазу с высокой степенью извлечения. После расслаивания фаз, на что требуется 0,5-1 мин, органическую фазу отделяют, от водной и фотометрируют на фотоколориметре КФК-2 на светофильтре № 7 в кюветах с толщиной поглощающего слоя 1 1 см. В качестве холостого раствора используют 0,ООЗО,005М раствор реагента в хлороформе.

Количественное извлечение ванадия раствором 2-окси-5-третбутилтиофенола достигается при использовании концентрации реагента в хлороформе 0,003-0,005 моль/л. В указанных пределах концентраций реагента органическая фаза после извлечения ванадия остается прозрачной. Полнота образования комплекса ванадия и его извлечения достигается в широком интервале концентрации соляной, серной, фосфорной кислот в водном растворе 0,001- 2,5 н. НС,0,001-3,Он. НгЗО 0,001-2,00 НзРСм, что способствует его селективной

экстракции. Подтверждающие данные по извлечению ванадия из водного раствора в зависимости от концентраций соляной, серной и фосфорной кислот приведены в табл.

1.

Большинство металлов, сопутствующих ванадию в биологических объектах и растворах сложного состава, в этих условиях не экстрагируются и не влияют на фотометрическое определение ванадия.

Подтверждающие данные о влиянии посторонних ионов на экстракцию и фотометрическое определение ванадия приводятся в табл. 2.

Из данных таблиц видно, что определению ванадия практически не мешают щелочные и щелочно-земельные металлы, РЗЭ, кобальт, никель, цинк, хром, кадмий, олово, железо, висмут, марганец, медь, палладий, .сурьма, селен, свинец, более 500- кратные количества золота, серебра, ртути, Присутствие в водном растворе хлоридов, сульфатов, фосфатов, ацетатов, нитратов не влияет на оптическую плотность экстракта.

Селективность способа извлечения ванадия из кислых растворов экстракцией раствором 2-окси-5-третбутилтиофенола в органических растворителях с последующим его фотометрическим определением

было проведено в лабораторных условиях на большом числе примеров, некоторые из которых приведены ниже.

Пример 1. 0,5 мл водного раствора, содержащего, г/л: ванадий 0,1; хром 7; кобальт 6; никель 5; цинк 4; марганец 6,5; железо 9; медь 4; висмут 5, переносят в делительную воронку, прибавляют 10 мл 2 н HCI и экстрагируют 10 мл 0,003 М раствора 2-окси-5-третбутилтиофенола в хлороформе

встряхиванием в течение 2 мин. Органическую фазу переносят в кювету I 1 см и измеряют оптическую плотность на приборе КФК-2 при светофильтре N 7. Содержание ванадия определяют по калибровочному графику, Найдено в экстракте 0,1 г/л ванадия.

Пример 2. 0,4 мл водного раствора, содержащего, г/л: ванадий 0,15; железо 6; марганец 6; хром 5,5; кобальт 4,5; цинк 4,5; кадмий 4; молибден 5; рений 3,5; никель 6

переносят в делительную воронку, прибавляют 10 мл 0,001 н HCI экстрагируют 10 мл . 0,003 М раствора 2-окси-5-третбутилтиофе- нола в хлороформе встяхиванием в течение 2 мин. Органическую фазу переносят в кювету | 1 см и измеряют оптическую плотность на приборе КФК-2 при светофильтре №7, Содержание ванадия определяют по калибровочному графику. Найдено в экстракте 0,15 г/л ванадия.

Пример 3 , 0,3 мл водного раствора, содержащего, г/л ванадий 0,2; никель 5; железо 5,5; кобальт 6; цинк 4; медь 3,5; молибден 4; кадмий 5; марганец 7; хром 6; висмут 5,6, переносят в делительную воронку, прибавляют 10мл 2 н. НзРОз и экстрагируют 10 мл 0,003 М раствора 2-окси-5-третбутилтиофе- нола в хлороформе встряхиванием в течение 2 мин. Органическую фазу переносят в кювету I 1 см и измеряют оптическую плотность на приборе КФК-2 при светофильтре № 7. Содержание ванадия определяют по калибровочному графику. Найдено в экстракте 0,198 г/л ванадия.

Пример 4. 0,3 мл водного раствора, содержащего, г/л; ванадий 0,1; хром 5; марганец 4; никель 5; железо 6; кобальт 4,5; медь 4 ; цинка 5,5 кадмий б, переносят в делительную воронку, прибавляют 10 мл 0,001 н НзР04 и экстрагируют 10 мл 0,005 М раствора 2-окси-5-третбутилтиофенола в хлороформе встряхиванием в течение 2 мин. Органическую фазу переносят в кювету I 1 см и измеряют оптическую плотность на приборе КФК-2 при светофильтре № 7. Содержание ванадия определяют по калибровочному графику. Найдено в экстракте 0,1 г/л ванадия.

Пример 5. 0,3 мл водного раствора, содержащего, г/л: ванадий 0,1; хром 5,5; марганец 5; кобальт 5; никель 4,5; цинк 3,8; марганец 6; железо 8,7; медь 5; рений 6; кадмий 4,7, переносят в делительную ворон

ку, прибавляют 10 мл 2,5 н и экстрагируют 10 мл 0,005 М раствора 2-окси-5- третбутилтиофенола в хлороформе встряхиванием в течение 2 мин. Органическую фазу переносят в кювету I 1 см и измеряют оптическую плотность на приборе КФК-2 при светофильтре № 7. Содержание ванадия определяют по калибровочному графику. Найдено в экстракте 0,1 г/л ванадия,

.Пример 6. 0,5 мл водного раствора, содержащего, г/л; ванадий 0,2; хром 5; марганец 4,5; никель 4,5; цинк 4; железо 7; медь 5; рений 5,5; кадмий 4, переносят в делительную воронку, прибавляют 10 мл 0,ООТ н. HaSQ-i и экстрагируют 10 мл 2-окси-5-трет- бутилтиофенола в хлороформе встряхиванием в течение 2 мин. Органическую фазу переносят в кювету I 1 см и измеряют оптическую плотность на приборе КФК-2 при светофильтре № 7. Содержание ванадия определяют по калибровочному графику. Найдено в экстракте 0,2 г/л ванадия.

Таким образом, высокая эффективность достигается тем, что используемый органический реагент 2-окси-5-третбутилтиофенол позволяет определить ванадий с высокой селективностью и чувствительностью при малых количествах самого ванадия и при наличии большого количества мешающих определению сопутствующих элементов без каких-либо маскирующих добавок за короткое время.

Использование: определение ванадия в биологических материалах. Сущность изобретения: для экстракционного извлечения ванадия из кислых сложных растворов и последующего его фотометрического определения используется серусодержащий органический реагент 2-окси-5-третбутилтио- фенол (ОБТФ) в виде 0,003-0,005 М раствора в хлороформе, который количественно и селективно извлекает ванадий при однократной экстракции с образованием прочного окрашенного комплекса, способствующего фотометрическому определению его с высокой чувствительностью, превышающей чувствительность прототипа в 1,5 раза. Полнота образования комплекса ванадия и его извлечение достигается в широком интервале концентраций соляной, серной и фосфорной кислот в водном растворе, что способствует его селективной экстракции. Максимум светопоглощения комплекса соответствует Я 610 нм. молярный коэффициент поглощения е 37000. Определению ванадия не мешают любые концентрации щелочных и щёлочно-земельных металлов. РЗЭ, марганца, хрома, железа, меди, кобальта, никеля, цинка, кадмия, более 500- кратные количества золота, серебра, ртути. 2 табл.

Формула изобретения Способ фотометрического определения ванадия, включающий перевод в охранное комплексное соединение приведением в контакт со смесью органического реагента и хлороформа, отделение органической фазы от водной фазы и последующее ее фотометрирование, от личающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности определения, в качестве органического реагента используют 2-ОКСИ-5- третбутилтиофенол при концентрации его в смеси 0,003-0,005 М.

Извлечение ванадия из кислого водного раствора 0,ООЗМ раствором 2 - окси-5-трет- бутилтиофенола в хлороформе в зависимости от концентраций минеральных кислот (концентрация ванадия в водном растворе 5 10 М, время перемешивания 2 мин )

Влияние посторонних ионов на экстракцию ванадия 2-окси-5-третбутилтиофенолом и его фотометрическое определение в среде 2 н.НС

Таблица 1

Таблица 2

Продолжение табл .2