Способ экстракционно-фотометрического определения перхлорат-ионов Советский патент 1980 года по МПК C01B11/18 G01N21/24 B01D11/04 

1

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам определения перхлорат-ионов.

Известны способы определения прехлоратионов, основанные: на экстракции органическими растворителями ионных ассоциатов с бриллиантовым зеленым, малахитовым зеленым кристаллическим фиолетовым, нейтральным красным. В качестве органических экстрагенто используются бензол, толуол, м-ксилол, хлороформ 1.

Недостатками определения перхлорат-ионов с перечисленными реагентами являются невысокая чувствительность, малая контрастность реакции и широкий круг меииюших ионов, в первую очередь кислородсодержащих анионов брома, иода и хлора.

Известен также ряд косвенных методов экстракционно-фотометрического определения перхлорат-ионов с тетрабутилфосфонием 2.

Недостаток этих методов - мешающее влияние нитрат-, нитрит-, хлорит-, хлоратн других ионов и в ряде случаев - увеличение времени анализа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения пер.хлорат-конов с метиленовым голубым заключающийся в том, что малорастворимый комплекс реагента с пер.хлорат-ионами экстрагируется хлороформом или } 2-дихлорэтаном. Оптимальной для анализа является среда с рН 6-7. Светопоглощение хлороформного экстракта ионного ассоциата перхлората с метиленовым голубым соответствует закону Бугера-Ламберта Бера при содержании до 5 мкг перхлората в 10 мл. Оптическую плотность экстрактов измеряют при . 655 нм. Определению указаннь х ионов с метиловым голубым мешают нитраты, иодиды, периодаты, пер5ренаты, хлорат-ионьь Пocлeд шe предлагается восстанавливать до хлоридов 3.

Недостатками указанного способа являются узкий интервал рН растворов, в которьЕХ ведется определение перхлорат-ионов, невысокая специфичность реагента, многократная экстракция, чрезвычайная чувствительность реагента к любым колебаниям температуры в частности, отклонение на 2 -.- С ведет к

ошибке S-lCy/b, значительная продолжительность анализа - на одно определение тратится 4 час.

Цель изобретения - повыиюние чувствительности и избирательности метода определения перхлорат-ионов, нечувствительного к колебайиям температуры, а также сокращение времени анализа.

Поставленная цель достигается тем, что при определении перхлорат-ионов используют выпускаемый отечественной промышленностью реагент 4-мегокси-4-аминодифениламин (вариаминовый синий), а экстракцию проводят нитробензолом из водных растворов с рН 2,0-4,5.

Вариаминовый синий хорошо растворим в воде и 0,1 я. растворе соляной кислоты.

Способ экстракционно-фотометрического определения перхлорат-ионов основан на экстракции нитробензолом ассоциатов перхлоратионов с ониевыми катионами вариаминового синего.

Для окисления вариаминового синего используется персульфат аммония, как лучший окислитель в среде с рН 10.

Для экстракции испытывают оргашлеские растворители - бензол, хлорбензол, нитробензол, толуол, ксилол, изоамиловый спирт, метилизобутилкетон, диметилсульфоксид, бутилацетат, четыреххлористый углерод, хлороформ, циклогексан, диэтшювый эфир. Наиболее эффе тивным является нитробензол. После экстракции нитробензолом система в делительной во1юнке разделяется на 2 слоя - водный, краснофиолетового цвета (совпадает с окраской расiBopa окисленной формы вариаминового синег и органический - сине-зеленый. Спектр поглощения экстракта ассоциатов перхлорат-ионов с катионами вариаминового синего, снятый относительно экстракта холостого раствора, представлен в интервале длины волн 400- 750 нм одной полосой с - 610 нм.

Спектр поглощения экстракта окисленной формы вариаминового синего . (холостой раствор) относительно нитробензола представлен в том же интервале длина волн одной полосой с - 510 нм. Контрастность реакции состав.яяет 100 нм, что в 10 раз превышает ранее описанную. Исследуют зависимость светопоглощения экстрактов ассоциатов перхлорат-ионов с катионами вариаминового синего от концентрации ионов водорода в системе. На основании полученных данных установлено, что .оптимальной для определения является среда адетатно-аммиачных буферных растворов с рН

2,0-4;5.

Установлено, что для работы в оптимальном лтервале оптической плотности следует приливать в колбу вместимостью 25 мм4мл10 М раствора вариаминового синего и 2 мл

раствора персульфата аммония, порядок сливания компонентов роли не играет.

Установлено, что однократная экстракция водного слоя 10 мл нитробензола достаточно полная. При повторной Jкc paкции водного слоя новой порцией нитробензола (10 мл) оптческая плотность экстракта относительно холостого раствора не превышает 0,005. Изучают скорость развития окраски в слое нитрбензола относительно времени контакта водной и органической фаз при встряхивании. Полное развитие Окраски в органической фазе достигается за 60 с, увеличение времени встряхивания до 5 мин не приводит к изменению результатов.

Изучают устойчивость окраски экстракта. По истечении 1 час после Экстракции величина абсорбции уменьшается на 10%. Предлагаемый способ не чувствителен к колебж-шям температуры.

Построение калибровочного графика.

В 5 мерных колб вместимостью 25 мл вносят 4 мл раствора варкаминового синего, 2 мл раствора персульфата гммония, добавляют 0,2-1 мл ставдартного раствора хлорнокислого натрия (100 мкг/мл СЮ.р и доводят содержимое до метки адетатко-аммиачным буферным раствором с рН 3,0. Экстракцию проводят порцией нитробензола Е 10 мл. Оптическую плотность экстрактов измеряют относительно холостого раствора на спектрофотометре СФ-16 при S-- 610 км в кюветах с толщиной поглощаювдго елоI 1 см.

График зависимости оптической штотности жстрактов ассоциатов перхторат-иояоп с катионами вариаминового синего от содержания герхлорат-ионов представляет прямую в интервале 0-4 мкг/глл СЮ. Закон Бера вьшолняется в интервале концентраций 4-10 М-5«10 CICJ. Чувствительность реакции 0,94 лкг/гл-л СЩ моС 78000.

Цюведению определения пер лора -:1онов с вариаминовым синим не оказывают мешающего действия сульфат-, ;итрат-, аистат-, фосфат-i цитрат-, борат-, тартрат-, кйрбскат-, иодат-, хлорат-, хлорид- анионы. Мешают цианид-, роданид-, тпрчт. , иодкд-, перренат- ионы Исследуют возмолсность определения перхлорат-ионов с окисленной формой вариаминового синего в присутствии больших количеств хлорат-ионов. В объекта используют , хлорат калия.

Пример. . Определение примеск перхлорат ионов в бертолетовой соли. Точные навески хлората калия растворяют в дистиллированной воде. Аликвоты полученных растворов помешают в мерные колбы вместимостью 25 мл и прибавляют все компоненты, указанные при построении калибровочного графика в IHKHX же количествах. Экстракцию водных растворов проводят порциями нитробензола по 10 мл. Для определения содержания примеси пер;шорат-ионов в 5;лорате -калия используют ме тод добавок. Содержание перхлорат-ионов рассчитывают по формуле S а т: где Са - концентрация добавки в мкг; А)( - абсорбция раствора с неизвестным количеством пер хлорат-ионов; - абсорбдая раствора, содержащего известное количество перхлоратионов с добавкой. Предлагагмый способ определения перхпорат-ионов с окисленной формой вариамьшового С1шего отличается большей чувствительн6стьн5, контрастностью и избирательностью, частности возможностью определять перхлорат-ион в прису ствии больших количеств хлорат-ионов. Способ отличается также хорошей воспроизводдадостью к точностью получаемых результатов нечувст вителен к колебэлиям температуры. Использо вание вариаминового синего позволяет сократить продолжительЕтость анализа одной пробы в 15 раз (продолх ительность анализа, одной пробы предлагаемым способом 10-15 мзш). 6 Способ определения перхлорат-ионов с вариаминовым синим может быть использован для анализа различных объектов, примесей в бертолетовой соли, а также сточных вод производства последней. Формула изобретения 1. Способ экстракцлонно-фотометрического определения перхлорат-ионов в растворах, вютючающий образование ионного ассоциата перхлорат-ионов с органическим реагентом, экстракцию образовавшегося комплекса органическим растворителем с последующим измерением светопоглощения экстракта,о т л ичающийся тем, что с целью повышгния чувствихельностн и избирательности, а также сокращения времени анализа, в качестве реагента используют окисленную форму вариаминового синего, и экстракцию проводят из водных растворов с рН 2,0-4. 2. Способ по п. 1,отличающийс я тем, что в качестве экстрагента применяют нитробензол. Источники информации, принятые во при зкспертизе 1. Аналитическая химия, 1962, 17, 878. 2.FHtz J.S.,At)t3iviol J.E.,CoinjpbeeeP.A. Chim. Acta 3-t,,f964. 3. Журная русского физико-химического обества, Хим. часть, 1927, 59, 509 (прототип).