Способ фотометрического определения железа в растворе Советский патент 1982 года по МПК C01G49/00 G01N21/77 

(54) СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

I

Изобретение относится к cneKtpoфотометрическому (колориметрическому) анализу , а именно к определении концентрации железа в растворах комплексообразователей путем измерения оптической плотности раствора.

Известны способы количественного определения железа в растворах с роданидом, о-фенантролином, сульфосалициловой кислотой и другими реагентами путем.спектрофотометрического (колориметрического) анализа растворов. При количественном определении железа в растворах комплексообразователей известные способы часто не могут быть применены из-за недостаточной избирательности.

Известный способ определения же леза с ортофенантролином является одним из наиболее чувствительных. -Однако и он не позволяет определять железо в растворах сильных комплексообразопателей. Установлено, что если в анализируемом растворе приЖЕЛЕЗА В РАСТВОРЕ

сутствует до 1 г/л ОЭДФ и ДТПА, то розово-оранжевого цвета комплекса железа с ортофенантролином не наблюдается (концентрация железа в опытах 0,2 мг/л). Если в анализируемом растворе присутствует до 1 г/л

НТФ, НТА и ДТПА, окраска раствора наблюдается, но погрешность определения превышает 100 lj.

Известен способ количественного определения железа в растворах комплексообразователей, заключающийся в измерении .оптической плотности раствора, содержащего комплекс, образующийся при взаимодействии реагента тирона (пирокатехин-3j5 flMсульфокислота) с железом. Определение проводят при рН.7,0-8,5 в присутствии гидроокиси аммония и центрации тирона в растворе (0,961,60)Ю оль/л. Максимум светопоглощения, образующегося при этих ус. ловиях .комплексного соединения красного цвета, наблюдается при длине 39 волны +85 Им, молярная экстинкция 5591 2J. Однако известный способ не позволяет получать надежные результаты при количественном определении железа в растворах таких сильных комплексообразователей как оксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ.), нитрилтриметилфосфомовая кислота (НТФ), диэтилентриаминпентауксусная кислота {ДТПА) и других. Кроме того, при концентрации выше 10 мг/л мешающее влияние оказывают катионы хрома (Ш). Эти недостатки известного способа не позволяют применять его при опре-. делении концентрации железа в компле сонных растворах, используемых для удаления продуктов коррозии с поверх ностей теплоэнергетического оборудов ния и дезактивности оборудования яде ных реакторов. Цель изобретения - повышение изби рательности при количественном определении железа в растворах сильных комплексообразователей. Поставленная цель достигается тем что спектрофотрметрирование проводят после добавления в пробу анализируемого pactBOpa оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОЭДФХ до концентрации 0,0005-0,05 моль/л и гидроокиси аммони) до , При этих условиях образуется комплексное соединение 2 и 3-валентного железа с ОЭДФ, имеющее максимум светопоглощения в ближ ней ультрафиолетовой области при длине волны 285 нм (полуширина пика 50 нм) ,- В связи с тем, что образующееся комплексное ссгединение отличается высокой прочностью, другие комплексообразователи не оказывают мешающего влияния на количественное определение железа. При этом опти-. ческие свойства раствора сохраняются неопределенно долго. Линейная зависимость между оптической плотностью И концентрацией железа в раст воре наблюд ается от О до 10 мг/л. Та как хром и никель не образуют комплексных соединений с .ОЭДФ,, поглощающих свет с .области 285+25 нм, присутствие их в растворе до концентрации 10 мг/л не мешает Определению железа. Способ определения железа при помощи ОЭДФ обладает большей чувствительностью по сравнению с из5вестным способом, Молярн-эя экстиикция 6292, Методом изомолярных серий установлено, что в присутствии аммонийных ионов железо образует комплексное соединение С соотношением Ре:ОЭДФ 1:1. Исследования показывают, что для получения устойчивых результатов необходимо, чтобы содержание ОЭДФ в 10 раз превышало стехиометрическое количество. Из практики спектрофотометрии известно, что минимальная погрешность измерений наблюдается при величине оптичес- кой плотности около 0,4, т,е, при концентрации железа , Следовательно минимальная,концентрация ОЭДФ должна составлять М. S том.случае, если о анализируемой пробе присутствуют мешающие добавкм, концентрация ОЭДФ должна быть увеличена. Исследования показывают, что мешающее влияние рассмотренных в описании изобретения добазок устраняются при концентрации ОЭДФ 0,05 М, В связи с этим в формуле изобретения указаны пределы концентрации ОЭДФ 0,0005-0,05 М, Коэффициент экстинкции зависит от кислотности раствора . Исследова- ния показывают, что при рН выше 7 он становится максимальным; 6292, Увеличение рН более 11 нецелесообразно из-за опасности выпадения гидроокисей металлов (в первую очередь железа) и образования взвесей в анализируемом растворе. Приме р.Количественное определение железа в растворах,содержащих комплексообразователи, а также в растворах, содержащих катионы никеля (fl) и хрома (Ш) известным и предлагаемым способом. Измерение оптической плотности растворов .выполняют на спектрофонометре СФ-4А (кварцевые кюветы, 1 см). Концентрацию железа определяют по калибровочным графикам, построенным до концентрации железа k мг/л. I Методика определения состоит в следующем. Пробу раствора, содержащую не более 200 мкг железа помещают в мерную колбу на 50 мл. Туда же добавляют 2 мл 0,05 М раствора ОЭДФ и 1 мл 25 -раствора , после чего объем раствора в колбе доводят до 50 мл дистиллированной водой. Измеряют оптическую плотность

раствора при длине волны 285 им, от носительно холостого раствора, содержащего все те же компоненты, кро ме анализируемой пробы.

Результаты анализа растворов, со держащих железо, приведены в таблице (проба/1 мл).

Из таблицы видно, что известный способ не позволяет определять желе зо в растворах лимонной кислоты и нитрилтриметилфосфойовойкислоты.

Использование предлагаемого способа количественного определения же леза в растворах сильных комплекгообразоват-елей повышает избиратель

277556

ность определения и уменьшает пог решность определения.

Применяемая в предлагаемом способе оксиэтилидендифосфоновая кислота 5 является недорогим легкодоступным реагентом. Kak и в известном способе, так и по предлагаемому способу измерение оптической плотности, раст. воров может производиться на фотокаО лориметре типа ФЭК-56 М (светофильтр Vf 1, ртутная лампа), который широко применяется для оснащения любых (в том числе заводских) химлабораторий.В связи с этим внедрение пред лагйемого способа не связано с трудностями.

Щйвелевая кис50лота

Лимонная кис50лота

Шри5Qлон Б

Нитрилтриметилфосфоновая кислота(НТФ)

50

Нитрилтриуксусная кис50лота

Диэтилентриаминпентауксуснаякислота (ДТПА)

50

3,8 14,7 33.6

13,5

ТОО 8,9 19,1

1,8

7,7 11,2

б.

100 10,7

,5

0,9

9277558

Продолжение таблицы