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

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам экстракци- онно-фотометрического определения висмута, и может быть использовано для определения этого элемента в сплавах, реактивах, электролитах, объектах окружающей среды.

Для экстракционно-фотометрического определения висмута используются различные серусодержащие реагенты. Это диэтил- дитиокарбаминат натрия, висмутол, дитизон, тиомочевина и др. Висмут (III) образуют с дитизоном растворимый в четы- реххлористом углероде и хлороформе оранжевый дитизонат висмута, устойчивый в области рН 3-10; диэтилдитиокарбаминат натрия образуете висмутом внутрикомплек- сное соединение растворимое в четыреххлористом углероде и изоамиловом спирте. Катионный комплекс висмута с тиомочеви- ной окрашен в желтый цвет, что часто используется при определении висмута. Однако эта методика не отличается чувствительностью. В последнее время в качестве реагента для экстракционно-фотометрического определения висмута нашел применение серу- содержащий аналог диантипирилметанэ - ди- тиопирилметан, катионный комплекс которого в присутствии подходящего аниона - партнера экстрагируется дихлорэтаном или смесью н- бутанола с хлороформом.

Существенным недостатком указанных способов экстракционно-фотометрического определения висмута является необходимость использования органических растворителей, в частности, четыреххлористого углерода, дихлорэтана, хлороформа.

V|

О vj О СЛ (А

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является способ экстрэкционно-фотометри- ческого определения висмута, включающий его извлечение из водного раствора в виде комплекса дитиопирилметаном в дихлорэтан, отделении органической фазы от водного слоя и фотометрировании экстракта. Необходимость применения органического растворителя является недостатком способа-прототипа.

Цель изобретения - упрощение процесса,

Поставленная цель достигается предложенным способом экстракциейно-фотомет- рического определения висмута в виде окрашенного комплекса с дитиопирилметаном в расслаивающейся системе, где в качестве растворителя используют смесь воды, серной кислоты и трихлоруксусной кислоты.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного использованием расслаивающейся системы вода-серная кислота-трихлоруксусная кислота при их мольном соотношении 0,28- 0.59 : 0,15-0.35 : 0,26-0,37.

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию изобретения существенные отличия. При сливании водных растворов серной и трихлоруксусной кислот образуются две жидкие фазы. Нижняя представляет собой раствор воды в трихлоруксусной кислоте и существует в очень широком интервале концентраций серной кислоты - 2,2 - 7,8 М. При введении в систему дитиопирилметана он также концентрируется в нижней фазе вследствие незначительной растворимости в водной фазе. Таким образом, нижняя органическая фаза имеет весьма высокие концентрации экстракционного реагента и противоиона - трихлорацётат-иона, что необходимо для экстракции комплексного соединения. Оптимальные количества компонентов системы, обеспечивающие объем органической фазы, достаточной для

Формула и зоб ре тения Способ определения висмута (III) в водных растворах, включающий обработку пробы дитиопирилметаном, экстракцию полученного комплекса растворителем с последующим фотомётрированием экстракта.

фотометрирования в кювете с ,3см, равны

2 10 4 моль дитиопирилметана, 3 моль трихлоруксусной кислоты и кислотность по серной кислоте, равная 3,0 моль/л, при общем объеме системы 20 мл. В указанных условиях висмут экстрагируется в органическую фазу объемам 2 мл, что позволяет увеличить степень абсолютного концентри- рования до 10.

На чертеже приведена зависимость степени извлечения висмута от кислотности водной фазы (тв 0,42 мг).

Из рисунка следует, что количественное . извлечение висмута наблюдается при концентрации серной кислоты, равной 2,75 моль/л и выше.

К анализируемому раствору, содержащему 5-100 мкг висмута, добавляют 0,084 г

дитиопирилметана (2 10 4моль), 10 М серную кислоту (до концентрации 3 М), 6 мл 5 М трихлоруксусной кислоты и доводят объем водой до 20 мл. Встряхивают пробирку 1-2 мин, после разделения фаз и отстаивания,

экстракт переносят в кювету с ,3 см и измеряют оптическую плотность на КФК-2 при 540 нм на фоне экстракта контрольного опыта. Содержание висмута находят по гра- дуировочному графику, построенному в

идентичных условиях...-.

Данные об определении висмута в присутствии построенных элементов приведены в табл. 1, из которых видно, что определению 20 мкг висмута не мешают

2000-кратный массовый избыток ионов Мп2+, Сг3+, Мо2+, Al34, Ga3+, Zr4+, La3, Fe2+, Fe2+; 1000-кратный - Niz+, TI4+, И 500- кратный - Y ; 200-кратный - Со2. Мешают Sn, Zn2+TCd2+, Sb3+, Pb3, Hg2+. ,

In.3, Mo(YI), W(VI), которые образуют окрашенные экстрагирующие комплексы с дитиопирилметаном.

Результаты определения 20 мкг висмута при различных соотношениях компонентов

представлены в табл. 2,

Таким образом, по сравнению с прототипом, используемым на практике, происходит упрощение процесса определения за счет исключения органического рэстворителя.

отличающийся тем, что. с целью упрощения способа, в качестве растворителя используют смесь воды, серной кислоты и трихлоруксусной кислоты при их массовом соотношении 0,28-0,59:0,15-0,35:0,26-0.37.

Та б л и ц а 1

Экстракционно - фотометрическое определение 20 мкг висмута в присутствии посторонних элементов (л 3).

Использование: в аналитической химии для определения этого элемента в сплавах, реактивах, электролитах, объектах окружающей среды, Сущность изобретения: обработка пробы дйтиопиридилметаном экстракции полученного комплекса смесью воды, серной кислоты и трихлоруксусной кислоты при их массовом соотношении 0,28- 0,59 : 0,15-0,35, 0,26-0,37. 2 табл, Гил.

Т а б л и ц а 2