Способ экстракционно-фотометрического определения кадмия Советский патент 1980 года по МПК C01G11/00 G01N21/24 B01D11/04 

(54) СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАДМИЯ

И;эобретение относится к аналитической химии и может использоваться для определения кадмия экстракционно-фотометрическим методом. Для экстракционно-фотометрического определения кадмия применяются два типа соединений: внутрикомплексные соединения, образованные при взаимодействии кадмия с кислотными красителями, и ионные ассрциаты, образованные при взаимодействии кадмия с галогенид-ионами и основными красителями (основаниями). Экстракдионно-фотометрические методы определения кадмия при использовании ионных ассоциатов имеют боле высокую чувотвительность, чем методы с использованием кислотных красителей, однако они имеют также малую избирательность, Известен экстракционно-фотометрический метод определения кадмия с кристаллическим фиолетовым, основанный на образовании ионного ассоциата кадмия с иодид-ионами и катионом красителя 1. В кислой среде образующийся ионный ассоциат при экстрак ции органическим растворителем (изопропиловым эфиром) флотируется.на поверхности раздела фаз, который за-тем растворяют в ацетоне и определяют оптическую плотность раствора. Количество кадмия находят по калибровочным графикам. Окрашенные соединения подчиняются закону Вера в интервале концентрации кадмия 0,1-0,5 мкг/мл. При рН 1,1 определению кадмия не мешают: цинк.- при концентрации 15000 мкг/мл, железо (11)-2500мкг/мл, железо (III) -. 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. Йетод применен для определения кадмия в алюмириевых сплавах. Мешающие элементы: медь, свинец, олоно, висмут и другие отделяют электролизом; Наиболее близок к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату экстракционно-фотометрический способ определения кадмия, состоящий в переводе кадмия в координационно-сольватированный комплекс (CdJ 1:ТБФ) пои взаимодействии кадмия с иодид-ионамии трибутилфосфатом (ТБФ),. который затетм в присутствии основного красителя и бромвд-ионов образует в органической фазе смешенный ионный ассоциат-иодобромокадминат основного красителя 2 . .

Использование такого принципиально нового приема взаимодействия между координационно сольватированным иодидным комплексом кадмия в органической фазе и основным красителем в присутствии галогенйд-ионов дает возможность избегать предварительных операций по отделению мешающих элементов, что значительно сокрашает время проведения анализа и позволяет определять кадмий, в присутствии любых элементов..

Этот способ опробован с применением различных основных красителей виктории голубой 4Р, основного синего К, малахитового-зеленого, кристаллического фиолетового, астразонового розового 2С, родамина С, родамина СЖ бутилродамина.С и некоторых других. Все они пригодны для селективного определения кадмия. В качестве Лучшего реагента выбран родамин С, при использовании которого координационно, сольватированный иодидный комплекс кадлтия в присутствии бромид-ионов образует окрашенные ионные ассоциаты в широком интервале кислотности (1-7 н. HjSOj,), незначительно извлекается простая соль, красителя, -а молярный коэффициент погашения имеет высокое значение (& 10,2-10 ) в максимуме-поглощения при 575 нм.

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 кадмий.;

Для гфоведения анализа исследуекьай раствор подщелачивают, добавля.ют иодид-ионы и проводят экс-Гракцию кадмия органическим растворителем. Органическую фазу определяют от водной фазы, создают кислую среду, добаляют pacTBOR бромида и красителя и проводят вторичную экстракцию. Выполнение указанных операций и определения кадмия проходит за 3035 мин.

Цель изобретения сокращение продолжительности анализа и повышение чувствительности определения.

Это достигается описываемым способом экстракционно-фЬт6метрИ1|ё скбгр определения кадмия, включающим образование в щелочной среде окрашенного ассоциата кадмия с иодид-ионом и

красителеми экстрагирование его смесью бензола- с трибутилфосфатом.

Отличительным признаком предложенного способа является использование в качестве основного красителя стириловых красителей общей формулы

R, - СН СН - Rg . где R - 1,3,3-триметилиндолий,

3,5-дифенилтиазолий; RP - 2-диметиламинотиенил,

2-диметиламинофурил, п-диметиламинофенил, 4-(Н-метил-N-хлорзтил)аминофенил. В предложенном способе при использовании стириловыхкрасителей 5 можно работать .в щелочных средах и для осуществления селективного определения кадмия отпадает необходимость проводить предварительную экстракцию кадмия для отделения его от мешающих 0 ионов. Для определения кадмия в исследуемом растворе с помощью ацетатноаммиачного буферного раствора создают рН 9, добавляют иодид-ионы краситель и экстрагируют окрашенный иОнный ассоциат органическим растворителем. Указанные операции и определение кадмия выполняют за 8-10 мин. Использование стириловых красителей позволяет.повысить чувствительность фотометрического определения 0 кадмия. Молярные коэффициенты погашения окрашенных экстрактов ионных ассоциатов иодидных комплексов кадмия со стириловыми красителями имеют более высокое значение, чем в случае 5 других известных основных красителей.

Молярные коэффициенты погашения экстрактор ионных ассоциатов кадмия со стириловнми красителями имеют

Q значение (9-13) Ю , в то время как известных ионных ассоциатов, образованных трифенилметановыми, триарилметановыми, родаминовыми, тиазиновыми, оксазиновыми и азокрасителями молярныйкоэффициент погашения

составляет 6 (2-10) ю .

Так, например, молочный коэффициент погашения ионного ассоциата кадмия с стириловым красителем 2-(п-диметиламиностирил)-1,3,З-триметил0 -ЭН-индолинием при максимуме поглощения А 572 имеет значение 6 12,5-10.

Стириловые красители образуют с иодокадмиатом более устойчивые во

5 времени окрашенные ассоциаты, чем известные трифенил- и триарилметановые, а также родаминовые красители. Это повышает точность и воспроизводимость определения кадмия.

Способ позволяет определять

0,05 мкг кадмия в 1 мл анализируемого раствора. Равновесие экстракции трехкомпонентного комплекса кадмия устанавливается за 1 мин. (Светопоглошение экстрактов подчиняется закону Вера в интервале концентрации кадмия 0,05-5 мкг/мл. Определение кадмия осуществляется следующим образом. Анализируемый раствор переносят и Дейительную воронку и добавляют 0,5 мл 1 М KJ, 1 мл 10 М раствора одного из краси телей стирилов, например, 2-(1-/5-ди мителаминотиенил-2/винил-2)-1,3,3-триметил-(ЗЫ) индолия (ДТТИ), добав лением ацетатно-аммиачного буферного раствора с рН 9, доводят обьем до 5 или 10 мл, добавляют 5 мл смеси (4:1 бензола с трибутилфосфатом и встряхи вают 1 мин. Экстракт отделяют, центрифугируют и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при 580 нм или на фотоэлектроколориметре ФЭК - 56 со светофильтром № 6 в 0,3с кюветах относительно экстракта холос того опыта . Количество находя по калибровочному графику, построенному аналогично. Пример. Определение кадмия в окиси и карбонате магния. 0,5-1,25 г пробы растворяют при нагревании в 10 мл (1:1) с добавлением н.ескольких капель HNO.J и полученный райтвор упаривают до выделения белых паров SOj. Остаток растворяют в 3-5 мл 1 н, , Добавлением 4 н. NaOH устанавливают рН 7-8, добавляют 0,5 мл 1М KJ и 1 мл 10 М ДТТИ и добавлением ацетатно- амиачного.буферного раствора с рН 9 доводят объем до 10 мл. Далее определение кадмия проводят как описано выше. П р и м е р 2. Определение кадмия в полупроводниковых пленках Zn-As- -Cd-Se. Подложку с нанесенной на нее пленкой помещают на дно стакана объемом 100 мл, добавляют 5 мл Hg-SO (1:1), 3-5 капель раствора НдОд, (25%) и при нагревании растворяют пленку. Затем тефлоновыми щипчиками вынимают подложку и споласкивают ее в 5.мл--HgSO (1:5) Вес растворенной пленки вычисляют по разности весов с подложкой до и после растворения. Раствор нагревают до выделения белых паров и после охлаждения нейтрализуют 2 н. раствороЫ NaOH до рН 7. Переносят раствор в мерную колбу на 50 мл и доводят до метки ей дистиллятом. .Отбирают аликвотную часть раствора, содержамую 5-Г 10 мкг Cd, переносят в делительную воронку и далее определение проводят как описано . Пример 3. Определение кадмия в цинке. Навеску 0,2-0,5 г металлического цинка растворяют в 10 мл 2 н. HiSO и полученный раствор упа-. ривают до влажгшх солей. Остаток растворяют в 3-5 мл 0,5 н. и добавлением 4- н. NaOH устанавливают рН 7-8. Далее, для определения кадмия поступают как описано выие для соединений магния. Формула изобретения Способ экстракционно-фотометрического определения- Кадмия, включающий образование в щелочной среде окрашенного ассоциата кадмия с иодидионом и основным красителем и экстрагирование его смесью бензола с трибутилфосфатом, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения экспрессности и чувствительности опеделения, в качестве основного красителя исполызуют стириловые красиели общей формулы R., - СН СИ - Rg ь где R -1,3,3-триметилиндолий, 3,5-дифенйлтиазолий; RO - 2-диметиламинотиенил, . 2-димётиламинофурил; п-диметиламинофенид, 4-(N-мeтил-N-xлopэтил)ами нофенил. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Bull, Sol. Chim. France. 10, 942, 1961. 2.Авторское свидетельство СССР о заявке № 2328663/23-26, л. С 01 G 11/00, 26.02.76 (прототип).