СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЙ ЙОДИДА МОЛИБДАТОМкВ Пmm тттш Советский патент 1974 года по МПК G01N31/10 G01N33/84 G01N27/416 

1

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно, к способам осуществления каталитических реакций окисления йодида молибдатом в присутствии фосфора как катализатора преимущественно при биамнерокинетическом определении фосфора в вытяжках из растительных объектов.

Известен способ осуществления каталитической реакции окисления йодида молибдатом в присутствии фосфора как катализатора, включающий введение серной кислоты, молибдата и йодида в исходный раствор, содержащий фосфор.

Недостатком известного способа является малая скорость протекания реакции, что не обеспечивает необходимой чувствительности, точности и воспроизводимости результатов определения микроколичеств фосфора. Цель изобретения - увеличение скорости реакции окисления йодида молибдатом.

Для этого предлагается доводить концентрацию серной кислоты в конечном объеме анализируемой вытяжки или раствора до 0,08-0,12 н., преимущественно 0,1 н., молибдата 1,0 ,2 , преимущественно 1,1 10-3 М, йодида 1,8 10-2-2° , преимущественно 1,9 . При этом биамперометрическую регистрацию скорости каталитической реакции можно проводить ири напряжении на индикаторных электродах 90-

110 МБ, преимущественно при 100 мв, и постоянной температуре в интервале 20-30°С, преимущественно при . В этом случае скорость каталитической

реакции возрастает примерно в 50-60 раз, что позволяет сократить продолжительность экспозиции при снятии биамперометрического сигнала до 5-6 сек. Предлагаемые оптимальные условия обеспечивают протекание реакции в две стадии: первая - сверхбыстрая обусловлена каталитическим действием фосфора на процесс окисления йодида молибдатом, вторая - замедленная заключается в постепенном окислении йодида кислородом воздуха. Пндукционный период здесь практически отсутствует.

При м е р. Ланализируемый образец растительного материала сл игают смесью серной и хлорной кислот или озоляют в муфельной

печи при 450-500С. Вытяжку готовят по известной методике. Одновременно готовят «холостой опыт, содержащий все реактивы, используемые в процессе приготовления вытяжки.

Аликвотную часть вытял ки или стандартного раствора пятиокиси фосфора, содерл ащую, например, 0,1-20 мкг пятиокиси фосфора, вносят при помощи отградуированной пипетки в реактор, например химический стакан, емкостью 50 мл, добавляют расчетное количество стандартного раствора серной кислоты (с тем, чтобы общая кислотность в конечном объеме - 25 мл составляла 0,1 и.) и доводят объем жидкости в реакторе бидистиллятом до 22 мл.

Одновременно в другом реакторе готовят контрольный раствор, состоянднй нз аликвоты «холостого оныта, бнднстнллята н стандартного раствора серной кислоты.

При нолучении данных для иостроения калибровочиого графика раствором сравнения служит иодкислеииъш серной кислотой бидистнллят объемом в 22 мл. Реакторы с аиализируемым и коитролъным растворами или раствором сравнения ставят в термостат на 30-40 мин, чтобы довести темнературу исследуемого и контрольного растворов до 25 0,. Рабочие растворы (0,027 М раствор геитамолибдата аммония и 0,24 М раствор йодистого калия) 1омеш,ают в иробирки, которые зараиее онуекают в соответствующую термостатирующую ячейку, нрисоединенную к ультратермостату. Темнературу воды, ностунающей из ультратермостата в термостатирующую ячейку, устанавливают на уровне 25 + 0,.

Реактор с раствором сравнения или контрольным раствором, доведенным в термостате до темиературы 25 ±0,1°С, помещают в другую термостатирующую ячейку, нрисоединенную к ультратермостату и установленную на рабочей нлощадке биамиерометрнческого анализатора. В реактор онускают магнитный элемент и включают магнитную мешалку. Затем подают на платиновые электроды напряжение около 100 MB и оиускают их в реактор. Далее в реактор виосят отградуированной пипеткой

1мл термостатированного рабочего раствора гентамолнбдата аммония. При этом указатель микроамнерметра должен оставаться на нулевом делении щкалы. В реактор добавляют

2мл термостатированного рабочего раствора йодистого калия, носле чего указтель микроамиерметра, мгновенно отклонившись вправо - в сторону больших делений шкалы быстро возвращается влево и на некоторое время (15-20 сек) останавливается. Затем указатель микроамперметра начинает медленно сдвигаться в сторону больших делений шкалы. По-видимому, замедлеииый рост силы тока в электроизмерительной цеии во второй- медленной стадии реакции является результатом окислеиия йодистого калия кислородом воздуха и работы иары 12/21. Однако наблюдаемые изменения показаний микроамперметра в этой стадии не представляют интереса с аналитической точки зрения.

Отсчет показаний микроамперметра снимают через 5-6 сек после добавления в реактор рабочего раствора йодистого калия. Сила тока, регистрируемая в этот момент микроамперметром, характеризует скорость быстро протекающей некаталитической реакции в растворе сравнеиия или коитрольном растворе.

Точно так же измеряют суммарную скорость двух одновременно нротекающих реакций - каталитической и некаталитической в исследуемых стандартных растворах фосфора или в анализируемых вытяжках.

Сравнительно быстрое достижение равновесия в электрометрической цепи (через 5- 6 сек после добавления йодистого калия) свидетельствует о кореином изменении характера известной ранее индикаториой реакции под действием выбранных оптимальных физикохимических условий.

При оиределении скорости кинетической реакции, обусловленной долями микрограмма нятиокиси фосфора, токи регистрируют при иомощи выносного микроамперметра типа М 136 (предел измереиий 0-1 мка). В нрисутствин 1-20 м.кг пятиокиси фосфора токи измеряют посредством микроамперметра М 900 (предел измереиий О-10 мка).

Пользуясь данными биа.миерокинетического анализа стандартных растворов пятиокиси фосфора и раствора сравнения строят калибровочный график в координатах сила тока - концентрация. Па ось ординат откладывают разность между показаниями микроамперметра для стандартного раствора фосфора и раствора сравнения, на ось абсцисс - концентрацию пятиокиси фосфора в микрогра.ммах.

Новый способ открывает большие перспективы при использованаии его для изучения обмена веществ на молекулярном уровне.

Содержание пятиокиси фосфора в исследуемой вытяжке рассчитывают, пользуясь данными биамперокинетического анализа этой вытяжки и заранее с составленным колибровочной графиком. Содержание фосфора в нализируемом растительном объекте вычисляют но формуле

.Q-, а-Ь

где X - содержание пятиокиси фосфора в анализируемой растительном материале, %;

с - концентрация иятиокиси фосфора, найденная на калибровочном графике, мкг;

V - объем исходной вытяжки (250 мл);

а - навеска растительного объекта (0,2 г);

в - объем вытяжки, взятой для анализа (2 мл);

Подставив значения индексов в формулу, получают

у| -10-4 0,0625-С.

Предлагаемый способ обладает высокой чувствительностью (01 мкг Р205 в 25 мл раствора) и тоЧНОСтью (относительная ошибка определения 2,9%); быстрота измерения 5- 6 сек.

П ip е д м е т изобретения

1. Способ осуществления каталитической реакции окисления йодида молибдатом и нрисутствии фосфора как катализатора, преимущественно нри биамперокинетическом опредеугении фосфора в вытяжках из растительных объектов, .включающий введение серной кислоты, молибдата и йодида в исходный раствор, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости реакции, серную кислоту вводят до концентрации 0,08-0,12 н., нреимущественно 0,1 н, молибдат 1 Ш - 1,2-Ю- М, нреимущественно 1,1-Ю-з М, йодид 1,8-10 - -2-l6-2 д преимущественно 1,9-10-2 д/.

2. Способ но н. 1, отличающийся тем, что, с целью биамнерометрической регистрации скорости реакции, в анализируемый раствор ногружают индикаторные нлатиновые электроды и подают на них нанряжение 90- 10 мв, нреимущественно 100 мв, а реакцию проводят нри постоянной температуре в диапазоне 20-30°С, преимущественно нри 25 С.