Способ косвенного пламенно-фотометрического определения фторидов Советский патент 1980 года по МПК C01B7/22 G01N21/54 

1

Изобретение относится к химическому анализу веществ и может использоваться для количественного определения фторидов.

При определении фтора пламеннофотометрическим способом применяют косвенные методы, т.е. определяют другой элемент, который химически связан с фтором.

Известен способ косвенного атомно-абсорбционного определения фторидов, основанного на влиянии их на абсорбцию в пламени атомов циркония t. При этом в присутствии фторидов абсорбция атомов циркония в пламйи увеличивается за счет образования летучего фторида циркония. Обычно же при испарении в пламени растворов, содержащих цирконий, образуются труднолетучие окислы циркония. На кривой влияния имеется прямолинейный участок, который позволяет определять фториды по увеличению абсорбции циркония.

Недостатки этого способа - низкая избирательность, невысокая чувствительность и необходимость использования высокотемпературного пламени закись азота - ацетилен;

Наиболее близким по технической сущноста и достигаемому результату к предлагаемолту является способ определения фторидов, основанный на уменьшении в пламени абсорбции атомов магния в присутствии фторидов, за счет образования труднолетучего фторида 2, части которого не полностью испаряются в пламени и часть магния не попадает в газовую (Ьазу пламени. Кривая зависимости абсорб1ЩИ магния от концентрации фторидов имеет линейный участок, что позволяет использовать его в качестве калибровочного графика для определения фторидов. Способ довольно чувствительный, можно определять фториды от 2 до 15 мт/л в пропано-воздутином пламени по

5 линии 285,2 нм.

Основной недостаток известного способа - очень низкая избирательность. На абсорбцию магния в пламени больщое влияние оказывают сульфаты, фосфаты, силикаты, алюминий,

0 железо. А поскольку суттьфаты, фосфаты, алюминий, железо присутствуют почти во всех природных объектах, кроме того в них содержится и сам магний, гшаменно-фотометри3

ческий способ определения фторидов является неселективным, и не может быть использован без предварительного отделения фторидов отгонкой.

Цель изобретения - повышение избирательности и упрощение способа.

Цель достигается тем, что при использовани способа косвенного пламеннофотометрического определения фторидов, включающего введение в анализируемый раствор металл-индикатора и последующее измерение его концентрации, в качестве металла-индикатора берут литий, который вводят в виде фосфороцирконата лития.

За счет образования прочного комплекса циркония с фтором происходит частичное растворение этрй соли, и в раствор переходит количество лития, прямо пропорциональное содержанию фторидов. Растворимость фосфороцирконата лития зависит от рН раствора, оптимальным является рН 1,5-2,0.

Литий, перешедший в раствор, определяют на простом пламенном фотометре и рассчитывают содержание фторидов.

Ц р и м е р. Опредатение фторидов в воде рисовых чеков низовья реки Или.

К 20 мл анализируемой пробы воды добавляют 1 каплю метилового фиолетового и нейтрализуют раствором HCI, (1:1) до перехода окраски от фиолетовой к синей (2-3 капли кислоты). Затем добавляют 20 мг сухого фосфороцирконата лития и перемешивают с помощью магнитной или механической мешалки 15 мин. Процесс растворения фосфороцирконата лития в присутствии фторидов происходит постепенно. Ультразвук в 15 раз ускоряет процесс растворения, раствор с солью фосфороцирконата лития достаточно обработать ультразвуком 1 мин.

Затем раствор фильтруют через сухой бумажный Фильтр или центрифугируют и в фильтрат определяют литий на пламенном фотометре пр Л 670 нм.

Для построения калибровочного грасЬика точно таким же способом обрабатывают стандартные растворы с содержанием 0,5,10, 25,50 мг/л фтора. По результатам фотометрирования строят калибровочный график, по которому определяют содержание фторидов в пробе. Чувствительность определения фторидов составляет 1 мг/л. Результаты пламеннофотометрического и фотоколориметрического способов хорошо совпадают, относительное расхождение между способами составляет 2-4%. Предлагаемый способ определения фторидов значительно превосходит известный по избирательности.

В таблице приведены факторы селективности при определении фтора по литию и по маг нию.

Мешающий Фактор селективности при определеДля расчета факторов селективности используют экспериментальные данные, полученные путем определения концентрации фтора известным и предлагаемым способами в присутствии семи наиболее широко распространенных ионов для концентрации 10 и 100 мкг/мл мешающего иона при концентрации фтора 10 мгк/мл.

Из таблицы видно, что для пяти ионов селетивность определения фтора по литию в 1,5 - 3 тыс. раз выше селективности определения п магнию.

Небольшое повышение селективности имеется также и для железа и алюминия. Однако оно в сотни раз меньше того, которое следует ожидать исходя из величины влияния этих ионов на литий. Это свидетельствует о том, что не одно лишь поведение лития определяет селективность анализа, в данном случае определяющей является способность фтора образовывать с указанными ионами прочные комплексы.

Благодаря принципиальному отличию предлагаемого способа от известного .имеется возможность еще больше увеличить селективность анализа использованием известных приемов устранения влияния мешающих ионов (повышение температуры пламени, добавление реагентов) , и в .частности устранением влияния железа и.алюминия путем связывания их в какой-либо прочный комплекс. При определении фтора по магнию такой путь повышения селективности исключен, так как устранение влияния мешающего иона приведет и к устранению влияния фтора на магний, что сделает определение фтора невозможным.

Известный способ привязан к низкотемпературному пламени, не позволяет вводить широко используемые в Фотометрии пламени буферирующие добавки.

Предлагаемый способ позволяет определять фториды в любых природных объектах, непосредственно в растворе, полученном после разложения пробы в присутствии фосфатов, сульфатов, ацетатов, оксалатов и т.д. Это является существенным преимуществом предлагаемого способа.

Важным преимуществом предлагаемого способа является то, что литий относится к НЕЙболее легко определяемым пламеннофотометрическим элементам. Чувствительность его опрделения очень высока и он может быть определен на простом пламенном фотометре.

Предлагаемый способ прост в исполнении, надежен и может быть щироко применен для определения фторидов в фосфоритах, кормовых фосфатах, природных и сточных водах и т.д.

Ожидаемый технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого способа определяется его простотой и доступностью. По сравнению с известными пламеннофотометрическим

способами для осуществления предлагаемого способа не требуется дорогостоящего атомноабсорбционного оборудоватшя, достаточно иметь простой пламенный фотометр. Кроме того, благодаря высокой избирательности определение фторидов может бьпгь проведено во многих объектах непосредственно в растворе без предварительной отгонки фторидов, в то время как известный способ позволяет определять фториды лишь в чистых фтористых солях.

Формула изобретения

Способ косвенного пламеннофотометрического определения фторидов включающий, введение в анализируемый раствор металл-индикатора и последующее измерение его концеьгтрации, отличающийся тем, что, с целью повь1шения избирательности и упрощения способа, в качестве металла-индикатора используют литий, который вводят в виде фосфороцирконата лития.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Aual. Chem. 1968, 40,3, с. 560-563 (прототип) .

2.ЖАХ, 1957, 12, 10.