Способ экстракционного извлечения висмута Советский патент 1982 года по МПК C01G29/00 G01N21/27 B01D11/04 

I

Изобретение относится к аналитй ческой химии, в частности к способам экстракционного извлечения висмута из кислых растворов, премущественно перед его фотометрическим определением.

Известен способ экстракционнофотометрического извлечения висмута из кислых сульфатных растворов с использованием в качеств. серусодержащего органического реагента дитиопирилметана или дитиопиридилпропилена. Для достижения селективности извлечения висмута и повышения чувствительности его фотометрического опре деления экстракцию проводят из 0,013 н. раствора серной кислоты раствором дитиопирилметана в среде хлороформа и н-бутилового спирта (при соотношении 1-2-3) в присутствии в системе электроотрицательного оддента хлоратиона. Экстракт фотометрируют при длине волны X GO нм 1.

Однако извлечение висмута из кис лых растворов, преимущественно для его фотометрического определения характеризуется тем, что селективность достигается введением в систему дополнительных комплексообразователей, кроме того, для образования окрашенного экстрагируемого соединения висмута с дитиопирилметаном а систему добавляют электроотрицательный аддендхлорат ионы. Способ предусматривает извлечение висмута из сернокислых растворов и не пригоден для хлоридных систем. Способ предусматривает также извлечение и.фотометрическое определение висмута в органической кислотности среды от 0,01 до 3 н.серной кислоты т.е. в пределах устойчивости виннокислого или щавелевокислого комплексов, сопутствующих висмуту, которые вводятся в систему для их маскирования. Для экстрагирования образующегося окрашенного соединения чспользуют органический растворитель сложного состава - смесь хлороформа и н-бутилового спирта. Чувствительность определения висмута с помощью дитиопирилметана невысока. Молярный коээфициент поглощения экстракта (j12600, что требует использования при измерении оптической плотности экстракта большого объема органического растворителя (25 мл) и соответственно кювет (1 50 мл). .Целью изобретения является повыше ние селективности извлечения и чувст вительности определения висмута. Поставленная цель достигается тем что согласно способу экстракционного извлечения висмута из кислых сложных растворов для последующего фотометрического определения с помощью органического серусодержащего реагента и органического растворителя в качестве экстрагента используют О.,06 М раствор 270КСи-5-трет-бутилтиофенола (ОТБ) , который на 1-6 н сернокислых или 0,1-0,6 н. солянокислых растворов количественно и селективно извлекает висмут при одно кратной экстракции с образованием прочного окрашенного комплекса,способствующий фотометрическому определению его с высокой чувствительность превышающей чувствительность прототипа в k,2 раза. В качестве орга4,ического раствори теля используют четыреххлористый углерод 2-окси-5-трет-бутилофенол, синтезированный путем взаимодействия н-третбутилфенола с полухлористой серой (S(C1() , взятых при соотношени 2:1, и дальнейшим восстановлением про дукта сульфирования н-третбутилфенол цинковой пылью соляной кислоты. Предлагаемый экстрагент 2-окси-5-трет-бутилтиофенол представляет собой прозрачную жидкость без запаха, не токсичен, практически не растворя ется в воде, но хорошо растворяется ПОЧТИ во всех органических растворителях. Сам реагент и его растворы в органических растворителях обладают повышенной устойчивостью к свету, кислотам и температуре окружающей среды. Растворы 2-окси-5-трет-бутилтиофенол в органических растворителях в течение более 12 мес без всякой очистки не теряют экстракционную способность. Сущность экстракционного извлечения висмута 2-окси-5-трет-бутилтиофенолом заключается следующем. Кислый водный раствор сложного состава, содержащий висмут и большое количество других металлов кoнtaктируют 0,,06 М раствором 2-окси-5-трет- бутилтиофенола в органических растворителях,например в бензоле,геп-) тане, гексане, хлороформе и СС1д обычным перемешиванием. При этом вь1смут образует с реагентом устойчивый окрашенный комплекс и селективно переходит в органическую фазу с высокой степенью извлечения. Полнота образования комплекса высмута и его извлечение достигается при концентрациях серной кислоты в водном растворе (1-6 н. HfjSO. или 0,1-0,4 н. НС1) , что способствует его селективной экстракции. Другие металлы, находящиеся в водном растворе совместно с висмутом в этих условиях с реагентом не взаимодействуют и целиком остаются в водном растворе. Подтверждающие данные по извлечению висмута из водного раствора в зависимости от концентрации соляной и серной кислот приведены в таблице. Для количественного извлечения и установления равновесия в экстракционной системе достаточно контактирование водного раствора висмута с раст вором 2-оксй -5-трет-бутилтиофенола в органических растворителях в течение 4-5 мин при комнатной температуре (20-25®С).

Продолжение таблицы

Полнота образования комплекса висмута с 2-окси-5-трет-бутилфенолом и его количественное извлечение в органическую Фазу достигается при использовании О,ОА-0,Об Мраствора; реагента в органическом растворителе. В указанных пределах концентрация экстрагента является оптимальной так как фазы быстро расслаиваются (в течение 0, мин) и органический слой приобретает прозрачность, позволяющую без фильтрации измерить его оптическую плотность. Молярный коэффициент поглощения экстракта при этой длине волны (Xfficj jOO мн) для хлороформа, СС14, гексана почти одинаков и .составляет 53000. Калибровочный график, построенный в оптимальных условиях (О,1-0,А н. НС1 или 0,1-6 н. H(, концентрация реагента 0,,06 М) прямолиней ный и закон Вера сохраняется для концентраций висмута от 0,5 ДО 20 мкг/м экстракта. Чувствительность реакции разработанного способа по .Сенделю - 0,003 мкг/см . Определению висмута не мешают любые концентрации щелочных, щелочноземельных и редкоземельных элементов большие количества более 50000-кратное) кобальта, никеля, хрома, вольфрама, цинка, кадмия, олова,железа, марганца (более 500-кратное) платины, родия (более 200-кратное) рения, золота, серебра, ртути. Присутствие в водном растворе сульфатов, нитратов не влияет на оптическую плотность экстракта. Селективность способа несколько раз повышается при повторной экстракции. Для этой цели висмут из сложной смеси экстрагируется при оптимальной кислотности водного раствора (k H.HQSO или 0,1-0, НС1), затем из органической фазы висмут 1 н.раствором соляной кислоты переводится в водный слой. Из этого раствора, доведенного до Q, н. СН1 висмут опять экстрагируется и экстракт фотометрируется. Селективность способа извлечения висмута из кислых сложных водных растворов экстракцией раствором 2-окси-5-трет-бутилтиофенолом в органических растворителях и использование его в фотометрическом определении ; проводится в лабораторных условиях. Пример. Из раствора, содержащего г/л: висмута 0,02, вольфрама 6,5 кобальта 8,2; хрома 12; марганца 10, никеля , цинка k,3, кадмия

791

6,7; платины 0,2, рения 8,5,Сурьмы ,1; мышьяка 5,2, 0,5 мл переносят в делительную воронку, прибавляют if,5 мл н, и экстрагируют с 5 мл 0,00 М раствором 2-окси-5-третбутилтиофенола в СС встряхиванием в течение 5 мин. Органическую фазу ОТДФ1ЯЮТ от водной, переносят в кювету (1 1,0 см) и измеряют оптическую плотность на прибор ФЭК - 56 М, ПРИ светофильтре № 3- Содержание висмута определяютпо калибровочному графику. Найдено висмута 0,02-± ; Ч 0,0001 мг/мл.

Точность определения + 0,,0%. Способ позволяет повысить селективность извлечения висмута из кислых сложных растворов и фотометричёс. ки определить его содержание с большой чувствительностью, что может . найти широкое применение в экспресс анализе природных и промышленных объектов.

Формула изобретения 1. Способ экстракционного извлечения висмута из кислых сложных растворов для последующего его фотометрического определения с помощью органического серусодержащего реагента и органического растворителя, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности извлечения и чувствительности определения,экстракцию проводят 0,0+-0,06 М раствором 2-окси-5 трет-бутилтиофенола, содержащим 0,1-О, н. НС1 или 1-6 н. H,lS04.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 636185, кл. С 01 G 29/00, G 01 N 21/27, 1975.