Полярографический способ определения хлоратионов Советский патент 1980 года по МПК C01B11/14 G01N27/48 

1

Изобретение относится к области аналитической химии, преимущественно к полярографическим методам опре делейия окислителей и может быть ис пользовано при санитарном контроле почв и природных вод на содержание остаточных количеств хлората магйня tMg(C10j,)2 бНгО. Санитарный контроль на содержание малых количеств ; хлората магния в названных объектах необходим из-за токсичности этого гербицида-дефолианта, широко применяемого в сельском хозяйстве для обработки подсолнечника, винограда, хлопчатника и сахарной свеклы

Известен способ полярографического определений иона С10j по каталитическому току в модельных растворах двухвгшентного железа в йр еутдтвий кислорода. Чувствительность определения М С Ю: . Возможно определение микропримёсей - ионов в солях Nad и NaClO 1 .

Этот метод непригоден для определения хлората в почвах, так как последние сами содержат железо, что естественно исказит результаты знализов. Кроме того, железо (Д) легко окисляется и его стандартный раствор следует хранить в атмосфере азота.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ полярографического определения хлорат5 иона в модельных растворах (свобод 1ых. от других веществ) по каталитическому току С10 в растворе 10 М Ti (IV), 0,02 М 04 М , 0,01% желатина и 0,25 М NaaSa . Прёiiff дельный ток снятых, в растворах полярогралот прямо пройорйионалён концентрации хлорат-иона винтервале МО ль/л И .

15 Способ непригоден для определения

хлорат-иона в notse и воде, поскольку нижний предел обнаружения иона

C10.J (10 моль/л, или 80 мг/л) значительно выше предельно допустимого

20 количества (ПДК) хлората магния в йочве которое в пе яёбчёте на С10 равно 5 мг/кг. Кроме того, данные о селективности восстановления иона СГОг в такой системе отсутствуют,

25 позтому неизвестно влияние других окислителей на определение.

Цель изобретения - повышение чувствительности и селективности определения хлорат-иона в почвах и природных водах. Поставленная цель достигается по лярографическим способом определения хлорат-иона с ийполЁзованиёМ каталитической системы Ti (IV) - HgiC204 - - С10, при строго опрёделен; йь1х концентрациях компонентов: кйталиэатора - титана (IV) и органического лиганда - щавелевой кислоты, равных 10 - 2-10 моль/л и 0,30,5 моль/л соответственно. Основное преимущество такой системы (10 - 2-10 моль/л ТI (IV) + 0,3-0,5 моль/л H CijiO +0,4 моль/л H-jSO состоит в том, что необходимый катёшйтичёский эффект наблюдается уже при весьма малом содержании в растворе иона СЮо,, а именно при 2,5 моль/л. Другое преимущество сойТОит в том, что прямая пропорциональность между величиной каталитического тока и содержанием С10 в растворе наблюдается в более широком .пределе концентраций иона, а именно 2,510 - 5-10 моль/л С10, и это предел более, чем на порядок, сдвину в область малых концентраций определяемого иона. Более выоская чувствительность определения обеспечивает низкий предел обнаружения иона С10, достигсшядий 1 мг/кг в почве и 0,2 мг в воде. Способ отличается большой селективностью определения С 10, которому не мешают катионы и анионы, в том числе р другие окислители, присутствующие в почвенных водных вытяжках и природных водах, представляющих собой сложные системы. Необходимые чувствительность и селективность определения хлорат-иона достигается выбором концентрации катализатора Ti (IV), лежащей в пределах 10 - 210 моль/л; при меньшей концентрации катализатора чувствительность определения С10 уменьшается в результате малого прироста каталитической волны (д Ьц);.увеличение концентрации Ti (IV) больше 210 моль/л в растворе с малым содержанием С 10 приводит к уменьшение отношения прироста каталитической волны к высоте диффузионной волны .(табл.1); Ti (IV) большие высоты диффузионной волны Ti (IV) требуют проводить измерения при пониженных чувствительностях прибора, при которых измерение дh попадает в границы ошибки опыта. Таблица

концентраций .Органического лиганда , лежащей в пределах 0,3-0,5 моль/л. При концентрациях iiiC. меньше 0,3 моля/л высота каталитической уменьшается (табл. 2) и определению мешают приг

10 10 10

сутствующие в почвенной вытяжке (природной воде) посторонние катионы и анионы (форла волны искажается). Увеличение концентрации выше 0,4 моль/л не вызывает дальнейшего роста катёшитической волны (табл. 2). Т а б л и ц а 2

58 66 66

0,4 ч,0,8 (насыщенныйраствор) П р и м е р . К 100 г почвы, содержащей С10, добавляют 500 мл дистиллированной воды, встряхивают 3 ми и фильтруют через двойной складчатый .бумажный фильтр (водная почвенная вытяжка). Замеряют объем фильтрата (для дальнейшего пересчета полученных результатов на 500 мл). Фильтрат выпаривают досуха в фарфоровой чашке на водяной Оане. Сухой остаток обрабатывают 2-3 раза 30%-ной HjO для разрушения органического вещества почвы и снова выпаривают досуха на водяной бане. К плотному остатку добавляют 10 мл 0,5 М НдСгОд, 2 мл 4М НдЗОц и нагревают на водяной бане 1-2 мин для разрушения карбонатов. Содержимое чашки после охлаждения переносят в мерную колбу на 25 мл, в которую предварительно вносят 1 мл стандартного раствора Ti (IV) с содержануем 2, моль/л титана. Фарфоровую чашку 2 раза обмывают пор циями по 5 мл раствора 0,5 М щавелевой кислоты, добавляя его затем к раствору в мерной колбе на 25 мл. До водят объем раствора до метки водой переносят в полярографическую ячейку продувают водород 15 мин и снимают полярограмму при чувствительности прибора 20 и скорости изменения потенциала V 400 мВ/мин с начального напрякения Е +0,05 В, Период капания капилляра 2,5 с при высоте ртутного столба 60 мм и Б -Ь,60В. Высоту полученной волны пересчитывают на объем 500 мл. Содержание С10 определяют по калибровочному графику, который строят следующим образом. В мерные колбы на 25 мл помеЫают 1 мл стандартного раствора Ti (IV) и в первые две колбы вносят соответственно 1 и 2 мл стандартного раствора KClOj с содержанием 0,1 мг/мл С10, а в следующие соответственно 0,4; 0,6 и 0,8 мл стандартного раствора KCIOj, содержащего 1 мг/мл С10. Данные количества соответствуют 0,1; 0,2; 0,4; 0,6 и 0,8 мг С10 в 100 г

Результаты определения хлорат-иона в почвах

.i4. ........Х., почвы. Добавляют 20 мл 0,5 М N2620, 2 мл 4 М HjSO и доводят объем до метки водой. Раствор переносят в полярографическую ячейку, продувают водородом 15 мин и снимают полярограмму, как описано выше. Строят зависимость высоты волны (h) от концентрации С I О J ( ). Определение хлорат-иона в природных водах аналогично его определению в водной почвенной вытяжке. Для анализа берут пробу воды в количестве 500 мл. Пример расчета содержания хлоратиона в почве, относящийся к таблице 3. Из 100 г почвы после фильтрования 500 мл водной вытяжки (V, ) получено 420 мл (VT) вытяжки. После ее выпаривания досуха, обработки перекисью водорода, вторичного выпаривания досуха и растворения осадка в 10 мл 0,5 М Н,С204 и 2 мл 4 М нагревании на водяной бане 1-2 мин и последующего охлаждения объем раствора доводят водой до 25 мл в мерной колбе, в которую предварительно вносят 1 мл стандартного раствора ТI (IV) (2, моль/л), Высота полярог13афической волны, полученной при полярографирований этого раствора, равна К, 59,5 мм. После пересчета на весь объем вытяжки 500 мл высота волны равна h 70,8 мм. По калибровочному графику высота волны 70,8 мм соответствует содержанию С 1OJ 0,38 мг во всей пробе, т.е. 0,38 мг/100 г или 3,8 мг/кг почвы. С учетом коэффициента пересчета на Мд (ClOj ), , равного 1,792, содержание хлората магния в почве составляет 3,8.1,792 6,8 мг/кг. Работа выполнена на полярографе LP - 7 (Чехословакия) в полярюграфической ячейке с выносньм насиценным каломельным электрод 1 сравнения и индикаторным ртутным капающим электродом. Стандартные растворы титана, и рслората калия готовили из соответствующих солей х.ч. ТаблицаЗ.

Данные математической обработки показывают достаточную правильность и хорошую воспроизводимость результатов анализа. .

Использование предлагаемого способа для определения хлората магния обеспечивает возможность простой, чувствительной и селективной Количественной оценки остаточного содержания этого дефолианта в почвах и природных водах. В отличие от известных способов определения хлората магния в других объектах (растениях и продуктах их переработки - масле, жмыхе и т.п.) предлагаемый является единственным, который основаи на количественном определении непосредственно иона СlOj, способного катгшитически восстанавливаться на ртутном 1капакяцём электроде в присутствии Ti (IV).

Формула изобретения Полярографический способ определения хлорат-ионов в растворах, включающих использование каталитической системы Ti (IV) - HjSO - С 10 с последующим определением величины каталитического тока, отличают и И с я тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности анализа хлорат-ионов в почвах и ПРИРОДНЫХ водах,полярографирование осуществляют при концентрации компонентов каталитической системы; катализатора - титана (IV) и органического лиганда - щавелевой кислоты, равной - 2-10 моль/л и 0,3 - 0,5 моль/л соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Chem.Cpn, 1954, V.19, р. 839-841 (прототип).