Способ масс-спектрометрического определения переходных элементов Советский патент 1980 года по МПК C01G53/00 C01G3/00 G01N27/62 

(54) СПОСОБ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЙ ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

715484 Fe, Cr, Mn). Однако/ известным способом невозможно определение моноиэотопного элемента кобальта, используя. в качестве внутреннего стандарта никель 3. ПрямоеЪпредбление кобальта при использовании никеля Б качестве внутреннего стандарта в данном случае исключается из-за протекания реакции рбмена вионном источнике, при кото-. рой Ni в Ni(TTA)g обменивается на Ре, содержащеесяв материале арматуры источника, т.е. концентрация хелата N1 в паре зависит от реакции обмена с железом. Недостаток способа - невозможность определения меди, поскольку С и(TTA)g термически неустойчив и разлагается даже при применении источника свнутренним вводом образца в область ионизации. ., Плохая избирател|зность реагента, требует в некоторых случаях последующую селективную экстракцию хелатов. Метод не является экспрессным. Данный Ьпособ не бып применен-для анализа. реальных веществ,.для определения ,этомрв ме1таллов использовались модельные соединения. Цель изобретения - довьшение избирательности и экспрессности, а также обеспечения возможности совмест ного определения N1, Со, Си, Цель доотИГается путем использования нового-органического реагента 2,3-бисi(4,5-дигидpo-3-мeтил-5-oкco- -фёнил-lrf-пиpaзoJJ-4-ил) азо хинок салина и техники изотопного разбавления. . Реагент обладает высокой селектив.ност.ью и в области рН 7,5-9 способен образов.вдать химически и термически устойчивые комплексные соединения только с ионами никеля, меди и кобаль та, Масс-спектрометрически было установлено, чтЬ соотношение металл-лиган в полученных комплексах 1:1. Определе нию никеля, кобальта и меди не мешают сопутствующие элементы, так как кроме указ.анных элементов реагент образует хелаты только с lib нами при рН $ б, а с Zn при pri выше 9,5, Анализ искусственной системы, с6держАщей хелат и соли металлов, показал, что в растворе и в.ионном источнике не происходит обмена атомов меTajinOB на другой,.4 .-Для расчетов нами выбраны пики молекулярных ионов, поскольку они име jpr высокие значения молекулярной массы 586(), 587(Со), 591 (Си) (т/е и М,М, приводятся для соединений, содержащих первый изотоп определяемого элемента) и находятся в области спект ра, где отсутствуют фоновые линии; их интенсивно.сти - максимальиьзе в спектре. Практическое отсутствие оско дачHIJK. ионов позволяет анализировать смеси с высокой чувствительностью , Способ определения никеля и меди сновывается на измерении интенсивостей изотопных пиков т/е 586(Ni) т/е 588 (); m/e 591( Cu) и /e 593() в молекулярных ионах олученных-хелатов после введения звестного количества стабильных зотопов и . Определение обальта проводится путем использоания никеля в качестве внутреннего тандарта. Количественное определение провоится по формуле (1), применяемой в зотопном разбавлении: .lV. hp-h Mj где к - количество определяемого элемента , г; у - количество введенного изотопа, г; h ( - отношение интенсивностей сравниваемых изотрпньох пиков в молекулярном ионе хелата; hj - изотопное от1тошение во внутреннем стандарте; hp - изотопное отношение (или ) ; - молекулярные веса образца и стандарта. лелаты никеля и кобальта с о о -диокси-о-бис-азо-соединением обладают одинаковой летучестью и идентичностью поведения при экстракции,-Кроме этого отсутствуют реакции обмена никеля на атом другого металла, поэтому моноизотопный, элемент кобальт определяется путем использования полиизотопногр. элемента никеля в качес.тве внутреннего стандарта, Расчет содержания кобальта проводится по формуле (2): где Z - количество кобальта, г; -V - крличество никеля, г; суммарная интенсивность ионов хелата кобальта. В данном случае ,,ве где (К,- изотопная поправка за счет А- Л(Г - л . с, 5 К1 ал, равИЗОТОПОВна 0,328); Эки - суммарная интенсивность ионов гселата никеля, Масс-спектры могут быть получены на масс-спектрометре, любого типа, именедем систему внутреннего ввода обра зца в область ионизации,температуру прогрева не менее разрешатадую способность около 800, Чувствительность определения Ni , Си, Со составляет 1,,, Правильность предлагаемого способа соответствует правильности метода изотопного разбавления, которая составляет 1-3%.

Таким образом, предлагаемый спосоо является более экспрессным, избирательным и более чувствительным. Указанные преимущества используются при анализе сырьевых продуктов для оптического стекловарения - Цезий, нитрате и барии нитрате.

Правильность произведенного анализа подтверждается независимьми мeтo дами. результаты определения примесей Ni, Со, Си в CsNOj к Ва(МОз); предлагаемын способом, а также эмиссионноспектральным и химическим методами приведены в таблице.

П р и м е р 1. Для определения никеля, кобальта, меди в нитрате цезия марки ОСЧ 16-3, навеску образца 10,0 г помещают в стакан емкостью 150 мл и растворяют при нагревании в 34 мл воды. В делительную воронку емкостью около 100 мл, переносят содержимое, стакана, смывая стакан 2,53 мл 2%-ного раствора ,

В делительную воронку приливают 2 мл водного раствора солей NiC, CuCEg, содержащих по 2,1 мкг изотопов и Си. Пересчет производят по NiO и , содержащих 96,5% изотопов. По каплям добавляют, 2 мл 0,0001М раствора реагента в этиловом спирте. Содержимое воронки доводят до pri 7, 5-9 по бумаге Рифон, при.ливая 3 мл 25%-ного раствора . Экстрагируют 5 мл раствора трихлорметана в течении 0,5-1 мин. После расслаивания фаз, нижний водный слой сливают а верхний органический приливают в кварцевую ампулу, которая помещается в ячейку внутреннего ввода образца.

Анализ проводится на масс-спектрометре AEMS-702 при использовании источника с электронной бомбардировкой и параметрах: температура блока испарения образца 200С; ускоряющее напряжение 10 кВ; энергия ионизирую щих электронов 70 еВ.

После введения образца в область ионизации образец, прогревают до 80 С для испарения растворителя. Запись

производится на цтейфовом осциллографе при сканировании области масс-молекулярных ионов от т/е 593 до т/е 586.

Время полного анализа 0,5-1 ч.

Пример 2. Для определения никеля, кобальта, меди в нитрате бария марки ОСЧ 12-2 навеску образца 10,0 г помещают в стакан емкостью 150 мл и растворяют при нагревании в 50 мл воды. В делительную воронку емкостью около 100 мл переносят содержимое стакана, смывая стакан 2,53мл 2%-ного .раствора NH/jOH.

В делительнуто воронку приливают 0,5 мл водного раствора солей °NiCS и CuClj, содержащих по 0,45 мкг изотопов Ni, Cu. Пересчет производят по Hj CuO, содержащих 96,5% изотопов.

По каплям добавляют 0,8 мл 0,0001М раствора реагента в этиловсм спирте, содержимое воронки доводят до prf 8,2 по бумагеРифон, приливая 3,5 мл 25%-ного раствора . Экстрагируют

4мл раствора трихлорме.тана в течение 0,5-1мин. Последующий анализ проводят также, как в примере 1.

Формула изобретения

Способ масс-спектрометрическрго определения переходных элементов, включающий образование летучего хелата металла с органическим реагентом и последуницее измерение интен7 7154848

сивностейизотопных пиков, о т л и -Источники информации,

ч аг и И и с я тем, что, с цельюпринятые во внимание при экспертизе повышения избирательности и экспреесн6стй,а также обеспечения возможное-i ТРТ-ТППЫ ч к- « „- ., , ,

- sJ-.-ioilw J. . к, и др. Z.anal.Chem

ти совместного определения никеля,1970 250 3 166 a.-uein,

кобальта.и меди, в качестве органи-j

ческого реагента используют 2,3-2 Фям же та- ост «ч ,-п

-бис(4,5-дигидро-3-метил-5-оксо-1- Там же. 1971, 257, 3, 177.

гфенил-1г -пиразол-4-ил) азоЗхинокса-3. Там же. 1971 252 а к -JT

ЛИН при pri 7,5-9-.(прототип).