Способ экстракционно-фотометрического определения кадмия Советский патент 1979 года по МПК C01G11/00 G01N21/24 B01D11/04 

взбалтывают 5 мин. Осадок продукта реакции флотируется в органический слой, Водную фазу отбрасывают, а к органической добаВЛяют 4 мл ацетона и измеряют оптическую плотность на ФЭК-М с зеленым светофильтром в кюветах 0,5 см. За.кон Ламберта-Бера соблюдается до содержания кадмия 5 миг/мл в водном растворе. Описанным способом можно определить Кадмий в присутствии цивка (1 : 1000), мышьяка (1 :20000), железа (1 : 30) и меди (1:3). Мешают определению кадмия ртуть, висмут, свинец, иидий, олово, серебро, таллий, селен {IV) и теллур (IV). Метод применяют для определения кадмия в металлическом мышьяке. Мешающие элементы предварительно отделяют экстракцией ДИТИЗОНОМ.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является экстракционНО-фотометрический метод определения кадмия с кристаллическим фиолетовым, основанный на образовании ионного ассоциата кадмия с иодид-ионами и катионом -красителя. В кислой среде образующийся ионный ассоциат яри экстракции органическим растворителем (изопропиловым эфиром) флотируется на поверхности раздела фаз, который затем растворяют в ацетоне, и определяют оптическую плотность раствора.

Для определения кадмия к испытуемому нейтральному раствору добавляют 1 мл I н. раствора соляной кислоты, 1 мл 0,1 М раствора йодистого калия и 1 мл 10 М раствора кристаллического фиолетового и доводят объем дистиллированной водой до 10 мл. После перемешивания добавляют 10 мл изопропилового эфира и экстрагируют 5 мин. После расслоения фаз водную отбрасывают, а к органической фазе добавляют 10 мл ацетона и измеряют оптическую плотность при 580 нм -в 1 см кюветах. Количество кадмия находят по калибровочным графикам.

Окрашенные соединения подчиняются закону Бера в интервале концентрации кадмия 0,1-0,5 мкг/мл.

При рН 1,1 определению кадмия не мешают: циик-при концентрации 15000 мкг/ мл, железо (II) - 2500 мкг/мл, железо (П1) - 2500 мкг/мл, алюминий - 500 мкг/ мл, медь (II)- 15 мкг/мл. Определению кадмия мешают висмут, олово, серебро, индий, свинец, ртуть, селен и некоторые другие элементы.

Метод применен для определения кадмия в алюминиевых сплавах. Мешающие элементы медь, свинец, олово, висмут и другие отделяют электролизом.

Однако известные способы имеют низкую селективность.

Цель изобретения - увеличение селективности экстракционно-фотометрического определения кадмия.

Поставленная цель достигается путем перевода кадмия в координационно-сольватированный комплекс (CdJ2-2TBO) при взаимодействии кадмия с иодид-ионами и трибутилфосфатом (ТВФ), который затем экстрагируют смесью бензола и ТБФ при рН 6-10 и в присутствии основного красителя и бромид-ионов образует в органической фазе смешанный иовный ассоциатиодобромокадминат основного красителя в среде 2-5 н. П2504.

Использование такого принципиально нового приема - взаимодействия между координационно-сольватированным иодидным

комплексом кадмия в органической фазе и основным красителем в присутствии галогенид-ионов дает возможность избегать предварительных операций по отделению мешающих элементов, что значительно сокращает Время проведения анализа и позволяет онределять кадмий в присутствии любых элементов.

КадмИЙ переводится в координационносольватированный йодидный комнлекс

CdJ2-2TBO в широком интервале кислотности - от рН 10 до 1 2 н. H2SO4 путем добавления к водному раствору йодида калия и встряхиванием смесью (4:1) бензола с трибутилфосфатом. При концентрации

йодида калия 0,1 М и рН 6-10 кадмий переводится в CdJ2-2TBO и извлекается в органическую фазу на 95-99%, а индий, таллий, олово, серебро, медь, свинец, железо, теллур, селен, висмут, ртуть и другие

элементы остаются в водном растворе. В присутствии ртути в раствор перед экстракцией добавляют 0,3 мл 0,1 М раствора тиосульфата натрия. Координационно-сольватированныйиодидный комплекс кадмия (CdJ2-2TBO) взаимодействует с бромид-ионами, образуя смешанный анионный комплекс кадмия но реакции

Cdl, 2ТБФ + Вг- ±- ТБФСа1,Вг1- + ТБФ,

который затем взаимодействует с основным красителем, образуя окрашенный ионный ассоциат

ТБФСё13г - + В+ ТБФСд1аВг В.

Для образования окрашенного ионного ассоциата кадмия к органической фазе, содержащей координационно-сольватированный комплекс, добавляют водный раствор брОМИДа калия, водный раствор основного красителя, добавлением H2SO4 устанавливают кислотность 2-5 н. N2804 в зависимости от прИроды красителя и встряхивают 1 мин. При этом органическая фаза окрашивается

вследствие образования ионного ассоциата.

Окрашенный экстракт фотометрируют и по

калибровочному графику, .построенному в

аналогичных условиях, определяют кадмий.

Предлагаемый способ опробован с применением различных основных красителей-виктории голубой 4Р, основного синего К, малахитового зеленого, кристалличесиого фиолетового, астразонового розового 2С, родамина С, родамина 6Ж, бутилродамина С и некоторых других. Все они пригодны для селе1ктивного определения кадмия. В качестве лучшего реагента выбран родамин С, при использовании которого координационно солыватнрованный иодидный комплекс кадмия в присутствии бромид-ионов образует окраш ные ионные ассоциаты в широком интервале кислотности (1-7 н. H2SO4), незначительно извлекается простая соль красителя, а молярный коэффициент погашения имеет высокое значение (,2-10) в максимуме поглощения при 575 нм.

Оптимальная концентрация бромид-иона, родамина С и серной кислоты при образовании смешанного ионного ассоциата иодобромокадмиата радампна С соответственно равна 0,2 г-ион/л, 2-10 М и 4 н. В оптимальных условиях однократной экстракцией извлекают до 95% кадмия. Равновесие экстракции уста«авли1вается за 30 с и оптическая плотность окрашенных экстрактов устойчива 10 ч. Светопоглош,ение экстрактов подчиняется закону Бера в интервале концентраций кадмия 0,1-5 м-кг/мл. Разработанный способ дает возможность проводить определение кадмия в присутствии любых элементов, что обусловлено тем, что часть элементов не образуют экстрагируемых иодидных комплексов в оптимальных условиях образования координационно сольватированных комплексов кадмия, а другая часть элементов не образует бромидных анионных комплексов в условиях образования смешанных иодобромидных комплексов кадмия.

Определение кадмия осуш,ествляют следуюшим образом. Анализируемый раствор переносят в делительную воронку, добавляют 0,5 мл 1 М растцрра иодида калия, добавляют 1 н. NaOH или H2S04 устанавливают рНя:;7, доводят объем бидИСтиллятом до 10 мл и экстрагируют кадмий 5 мл смеси бензола и ТБФ (4:1) в течение 1 мин. После разделения фаз водный слой отбрасывают, а к ортаничеокой фазе добавляют 0,5 мл 4 М раствора бромида калия 0,5 мл 2-10 М раствора родамина С, 4 мл 5 н. H2SO4 и встряхивают содержимое воровки 1 мин. Экстракт отделяют, центрифугируют и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при 575 нм или на фотоэлектроколориметре ФЭК-56 со светофильтром № 6 в 0,3 см кюветах относительно экстракта холостого опыта. Количество кадмия находят по кабировочному графи1ку, построенному аналогично.

Способ использован для определения кадмия в цинковых концентратах, воздухе и -крови.

Пример I. Определение кадмия в цинковых концентратах.

Навеску концентрата 0,1-0,2 г растворяют при нагревании в 10 мл НС1, добавляют 3 мл НЫОз и упаривают раствор до 1-2 мл. Затем прибавляют 10 мл H2SO4 (1 : 1), упаривают до появления белых паров, полученный раствор переносят в мерную колбу на 100 мл и доводят до метки

бидистиллятом. Отбирают аликвотную часть раствора, содержаш;ую 5-10 мкг кадмия, переносят в делительную воронку, добавляют 0,5 мл 5%-ного раствора аскорбиновой кислоты и далее определение кадмня проводят как описано.

Пример 2. Определение кадмия в воздухе.

Исследуемый воздух с помош,ью переносного ротационного устройства ПРУ-4 просасывают . через б шажный беззольный фильтр со скоростью 10 л/мин в течение 10-20 мин. Затем фильтр помеш,ают в платиновый тигель и озоляют. Остаток растворяют в 2 мл. 2 н. раствора серной

кислоты, переносят в мерную колбу емкостью 10 мл, добавлением 2 н. раствора NaOH устанавливают и доводят объем бидистиллятом до метки. Отбирают аликвотную часть, содержаш,ую 5-10 мкг

кадмия и далее определение кадмия проводят как описано.

Для оценки точности методики определение кадмия проведено методом добавок. Для этого бумажный фильтр смачивают с

0,1-0,2 мл раствора сульфата кадмия с известным содержанием кадмия, фильтр высушивают и затем определяют как описано.

Пример 3. Определение кадмия в крови.

Взятую с гепарином кровь (5-20 г) помещают в фарфоровый тигель объемом 50 мл, высушивают в термостате при 80- 105°С и проводят обугливание на электрической плитке или в муфельной печи до 400-500°С. Затем устанавливают темпер атуру муфельной печи 600°С и проводят озоление в течение 3-4 ч пока зола не будет лишена примеси угля. После охлаждения

и взвешивания золу растворяют при слабом нагревании в 2 мл 2 н. H2SO4. Полученный раствор переносят в делительную воронку, добавляют 0,5 мл 5%-ного раствора аскорбиновой кислоты и далее определение кадмия проводят как описано.

Формула изобретения

Способ экстр акционно-фотометрического определения кадмия, включающий образование в кислой среде ионного ассоциата кадмия с иодид-ионом и основным красителем и экстракцию окрашенного соединения органическим растворителем, отличающийся тем, что, с целью повышения 7 селективности определения, кадмий предварительнО экстрагируют из кодидных растворов при рЙ 6-10 смесью бензола с 8 трибутилфосфатом и экстракт о брабатывают водным р аствором бромид-ионов и краоителя в среде 2-5 н. серной кислоты.