CC BY
1
A, UNiVERSUM:
№ 12 (129)_ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_декабрь. 2024 г.
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА С ДИФЕНИЛТИОКАРБАЗОНОМ В ЧИСТЫХ РАСТВОРАХ И В ПРИСУТСТВИИ ПОСТОРОННИХ ИОНОВ
Эшмухамедов Мурод Азимович
профессор,
Ташкентский государственный технический университет
имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент
Валеева Наиля Геннадиевна
профессор,
Ташкентский государственный технический университет
имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент
Умарова Муаттар Бахтияровна
доцент,
Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент
Холов Илхом Абдукаюмович
доцент,
Ташкентский государственный технический университет
имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
Абдурахимова Мубина Гайрат кизи
студент,
Ташкентский государственный технический университет
имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент
METHOD FOR DETERMINING BISMUTH WITH DIPHENYLTHIOCARBAZONE IN PURE SOLUTIONS AND IN THE PRESENCE OF FOREIGN IONS
Murod Eshmukhamedov
Professor
Tashkent State Technical University named after Islam Karimov,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Nailya Valeeva
Professor
Tashkent State Technical University named after Islam Karimov,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Muattar Umarova
Associate Professor Tashkent Chemical-Technological Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Ilkhom Kholov
Associate professor
Tashkent State Technical University named after Islam Karimov,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Библиографическое описание: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА С ДИФЕНИЛТИОКАРБАЗОНОМ В ЧИСТЫХ РАСТВОРАХ И В ПРИСУТСТВИИ ПОСТОРОННИХ ИОНОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Эшмухамедов М.А. [и др.]. 2024. 12(129). URL:
https://7universum.com/ru/tech/archive/item/18866
A UNIVERSUM:
№ 12 (129)_¿Л ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_декабрь. 2024 г.
Mubina Abdurakhimova
Student
Tashkent State Technical University named after Islam Karimov,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
Решается проблема повышения степени чистоты металлов и их соединений в цветной металлургии попутным извлечением ценных компонентов, связанна с их удалением на различных стадиях технологического цикла, как вредных примесей. Данные исследования свидетельствуют о том, что разработанный новый вариант экстракционно-фотометрического метода определения висмута является более избирательным по сравнению с существующим определением висмута с дитизоном. Наряду с высокой чувствительностью и селективностью метод обеспечивает и высокую точность определений.
ABSTRACT
The problem of increasing the purity of metals and their compounds in non-ferrous metallurgy by the associated extraction of valuable components, associated with their removal at various stages of the technological cycle as harmful impurities, is solved. The research data indicate that the developed new version of the extraction-photometric method for determining bismuth is more selective compared to the existing determination of bismuth with dithizone. Along with high sensitivity and selectivity, the method also ensures high accuracy of determinations.
Ключевые слова: руда, металлы, азореагенты, экстракт, диметилформамид, дифенилтиокарбазон, тиомочевина.
Keywords: ore, metals, azo reagents, extract, dimethylformamide, diphenylthiocarbazone, thiourea.
В последние десятилетия наблюдается некоторое снижение содержания металлов в рудах большинства месторождений. Для увеличения производства цветных, редких и драгоценных металлов приходится разрабатывать более сложные в горно-геологическом отношении рудные залежи; вовлекать в переработку труднообогатимые руды с низким содержанием металлов; использовать отвалы длительно хранящихся полупродуктов и отходов металлургического производства; разрабатывать и внедрять новые технологические процессы; осуществлять многие технические мероприятия для уменьшения потерь руды в недрах и разубоживания её при добыче, повышения извлечения металлов при обогащении руд и металлургической переработке концентратов.
В ряде под отраслей цветной металлургии (производство меди, никеля, цинка, свинца, титана и др.) попутное извлечение ценных компонентов связано с удалением их на различных стадиях технологического цикла как вредных примесей, препятствующих нормальному течению процесса и получению основных металлов нужной степени чистоты. Поэтому попутное извлечение помогает успешно решать проблему повышения качества металлов и их соединений.
Методология исследования
В мерные цилиндры емкостью 25 мл с притертой пробкой вносят анализируемый раствор, содержащий 0,5-60 мкг висмута (III), добавляют 1,0 мл 5 М раствора серной кислоты, 2 мл диметилформамида (ДМФА) и объем раствора разбавляют до 9 мл водой
и приливают I мл 0,2 М йодида натрия, содержащего 1% аскорбиновой кислоты, 5 мл хлороформа и встряхивают в течение 5-10 с. Смесь переносят в делительную воронку, отделяют водную фазу, к экстракту приливают 5 мл 0,002%-ного хлороформного раствора дифенилтиокарбазона, 2 мл ацетатно-аммиачного раствора с рН 3,5 и встряхивают 5-10 с. Образовавшийся комплекс висмута с дифенилтиокарбазоном в органической фазе отфильтровывают через фильтровальную бумагу в кюветы и измеряют оптическую плотность комплекса относительно холостого опыта. Воспроизводимость определений находится в пределах 2-4%. Построено три градуировочных графика в интервалах 0.5-5.0; 5.0-30; 30-60 мкг висмута. Оптические плотности комплексов измеряют в кюветах с толщиной слоя 20, 10 и 5 мм соответственно.
Для выяснения возможности определения висмута из сложных по составу образцов было изучено влияние посторонних ионов на определение висмута. При этом в исследуемый раствор предварительно добавляют определённые количества посторонних ионов или соединений, в отдельных случаях добавляют маскирующие агенты или промывают хлороформный экстракт промывочным раствором.
Результаты и обсуждение
Результаты определения висмута в присутствии посторонних ионов, в которых погрешность определений не превышает 2 - 5%, приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Сравнительная избирательность определения висмута азореагентами 1-(2 пиридилазо)-2-нафтола (ПАН),
5-(2-пиридилазо)-2-моноэтиламино пара крезола (ПААК), 2-(2-пиридилазо)-5-диэтилметааминофенола (ПААФ)
M/Bi M/Bi
M ПАН ПААК ПААФ M ПАН ПААК ПААФ
Взято Взято Bi=20 Взято Bi=20 Взято Взято Взято
Bi=40мкг мкг мкг Bi=40мкг Bi=20мкг Bi=20мкг
Ag(I) 500 750 750 Аи(11) 500 1000 1000
Tl(I) 20 50 50 Се(11) 4000 8000 15000
Tl(I)5 100 200 200 ва(П) 500 1000 5000
Zn(II) 20000 40000 40000 На(11) 10000 20000 20000
Pb(II) 4000 50000 300006 ЩП) 500 1000 1000
Ca(II) 2000 4000 Не мешает гг(1У) 3000 6000 20000
Ba(II) 3000 5000 Не мешает Т1(1У) 5000 10000 10000
Cu(II) 200 20 50 ТИ(1У) 5000 10000 10000
Cu(II)1 500 250 500 8п(1У) 10000 20000 20000
Ni(II) 10000 40000 20000 8е(1У) 500 1000 1000
Fe(II) 20000 40000 40000 Рг(1У) 250 500 250
Be(II) 2000 4000 7500 У(У) 2500 5000 7500
Mg(II) 10000 20000 20000 Мо(У1) 5000 10000 5000
Co(II) 10000 30000 20000 W(VI) 150 200 250
Sn(II) 10000 20000 20000 W(VI)2 1000 2000 1000
Pd(II)1 250 100 250 U(VI) 2500 5000 10000
Mn(II) 20000 40000 30000 Te(VI) 1000 2000 750
Cd(II) 20 15 50 08(^11) 100 200 200
Cd(II)4 5000 500 500 С1 3000 6000 6000
Hg(II)4 5000 500 20 Вг 3000 6000 5000
Al(III) 3000 6000 10000 Шз- 10000 20000 40000
Cr(III) 10000 20000 10000 СНзСОО- 2000 4000 5000
Sb(III) 250 50 100 С2О4-2 5000 - 1000
Sb(III) 25002 2503 20003 МаР 2500 10000 5000
Jn (III) 8000 20000 20000 Тиомочевина 800 500 750
Аскорбиновая кислота Не мешает Не мешает Не мешает винная кислота Не мешает Не мешает Не мешает
Примечание: М - посторонние ионы или соединения; M/Bi - допустимое кратное отношение к. висмуту по массе; I - в присутствии 20 мг тиомочевины; 2 - в присутствии 200 мг винной кислоты; 3 - в присутствии 100 мг NaF; 4 - без фильтрования экстракта комплекса висмута; 5 - с нагреванием осадка йодида таллия на водяной бане 3-4 мин; 6 - в присутствии 350 мг Na2SO4 7 - в присутствии 100 мг аскорбиновой кислоты.
В условиях экстракции висмута совместно экстрагируется ионы ртути, меди, кадмия, сурьмы и палладия, которые мешают определению висмута. При определении 20 мкг висмута в присутствии 100-кратных количеств Pd и Си, 500-кратного Р1(1У) в водную фазу добавляют до 15 мг тиомочевины, 1000-кратных количеств "ЩУ1) 300 мг винной кислоты, 2000-кратных количеств 8Ъ(Ш)-100 мг МаР.
В присутствии .2-100-кратных количеств Т1(1) водную фазу нагревают 2-3 мин на водяной бане. В присутствии 4-10000-кратных количеств Cd оптическую плотность комплекса висмута с дифенилтиокарба-зоном измеряют без фильтрования. Определению висмута мешают только ионы ртути.
Таблица 2.
Сравнительная избирательность определения висмута дифенилтиокарбазоном
(взято 20 микрограмм висмута)
M M/Bi M M/Bi M M/Bi M M/Bi
ЛЯС!) 500 Бп(П) 10000 ва(Ш) 1000 Те(^) 1000
НО) 2 ра(П)1 1001 Ьа(Ш) 10000 М^П) 20
Т1(1)5 200 Мп(11) 30000 ЩШ) 2000 С1 7500
гп(П) 40000 са(Н) 4 гг(1У) 5000 Бг 5000
РЪ(П) 7500 са(Н)4 5000 Т1(1У) 80 Ш3- 10000
Са(П) 3000 ИЯ(П) мешает ТИ(1У) 10000 СИ3СОО- 4000
Ба(П) 5000 Л1(Ш) 5000 Бп(1У) 10000 С2О4-2 1000
Си(11) мешает Сг(Ш) 10000 Бе(1У) 500 NaF 5000
Си(П)1 250 БЪ(Ш) мешает РК1У) 200 Тиомочевина 700
N1(11) 15000 8Ъ(Ш)3 2000 У(У) 5000 Винная кислота Не мешает
Бе(11) 4000 Л8(Ш) 2000 W(VI) 100 Аскорбиновая кислота Не мешает
МЯ(11) 10000 Ли(Ш)6 1000 W(VI)2 800
Со(11) 20000 С1(Ш) 5000 U(VI) 5000
Ре(П) 30000 1п(Ш) 15000 Mo(VI) 10000
Примечание: М-посторонние ионы или соединения; - допустимое кратное отношение к висмуту по М/Bi массе; 1-в присутствии 20 микрограмм тиомочевины; 2- в присутствии 200 мг винной кислоты; 3-в присутствии 100 мг KF; 4-без фильтрования экстракта комплекса висмута; 5-с нагреванием осадка йодида таллия на водяной бане 3-4 мин; 6- в присутствии 100 мг аскорбиновой кислоты.
Полученные данные, приведённые в табл. 3, показывают, что разработанный новый вариант экстракционно-фотометрического метода определения висмута является более избирательным по сравнению с существующим определением висмута с дитизоном, где комплексобразование проводится в водной фазе.
Малая избирательность определения метал-лоионов с применением азосоединений и других органических реагентов характеризуется проведением их комплексообразования в водной фазе.
Проведенные исследования позволяют заключить, что гетероциклические азосоединения на основе пиридина являются весьма ценными аналитическими реагентами для экстракционно-фотометрического определения таллия и висмута. Этому способствуют высокая чувствительность реагентов, контрастность изменения окраски при комплексообразовании, устойчивость образующихся комплексов.
Таблица 3.
Результаты определения висмута с реагентом 5-(2-пиридилазо) 2-моно этиламинопаракрезола (ПААК) в модельных растворах, составленных по типу металлического никеля, свинца и кобальта (п=4; р=0,95)
Наименование образца Содержание Bi по паспорту (т^103), % (Х±АХ)*103, % 8г •Ю2
Никель Р1 0,60 0,50±0,03 2,72
Свинец С1С 6,00 5,80±0,35 3,71
Свинец С1 5,00 4,30±0,15 1,96
Кобальт К1А 0,50 0,40±0,03 4,30
Кобальт К1Ау 0,40 0,40±0,02 3,95
Таблица 4.
Результаты определения висмута с ПААК в производственных растворах (п=4; р=0,95)
Содержание Bi в производственных растворах, Мг/л (Х±Д X), мг / л 8г • Ю2
0,12 0,13 ± 0,01 5,24
0,17 0,18 ± 0,01 3,97
0,27 0,25 ± 0,02 4,65
0,32 0,30 ± 0,02 3,93
0,38 0,40 ± 0,02 3,89
0,50 0,47 ± 0,02 2,56
Для определения висмута в модельных и производственных растворах реагентом ПААК отбирают 1 мл аликвотной части раствора, содержащего 1-150 мг висмута. Дальнейший анализ проводят по методике определения в чистых растворах. Содержание висмута определяют по калибровочному графику. Полученные данные анализа висмута в объектах (табл. 1-4) показывают, что разработанные методы определения висмута в сложных объектах реагентами 1-(2-пиридилазо)-2-нафтола, ПААК, 2-(2-пириди-лазо)-5-диэтилметааминофенола и дифенилтио-карбазон по сравнению с известными являются высокоизбирательными, простыми и более быстрыми по выполнению, воспроизводимыми и более точными.
Сравнение экспериментальных данных с известными методами определения показало, что наиболее избирательные способы экстракции галогенидных комплексов таллия, висмута и золота из сильнокислой среды хлороформом или бензолом в присутствии ДМФА и комплексообразования, при последующем добавлении органического реагента в органическую фазу. Степень избирательности здесь значительно выше, т.к. контакт посторонних металлоионов с органическим реагентом устраняется.
Следует отметить, что избирательность определения таллия, висмута с 1 -(2-пиридилазо)-2-нафтолом, 5-(2-пиридилазо)-2-моноэтиламинопаракрезолом, 2-(2-пиридилазо)-5-диэтилметааминофенолом и золота с метиловым фиолетовым, бриллиантовым зеленым и метиленовым голубым резко не отличаются друг от друга. При комплексообразовании таллия, висмута и золота с органическими реагентами в органической фазе отпадает необходимость реэкстрак-ции, которая неизбежно ведёт к потерям, поэтому наряду с высокой чувствительностью и селективностью метод обеспечивает и высокую точность определений. Все это даёт возможность определения микрограммовых содержаний таллия, висмута и золота в сложных по составу объектах с высоким содержанием посторонних ионов.
Заключение
Проведенные исследования позволяют заключить, что гетероциклические азосоединения на основе пиридина являются весьма ценными аналитическими реагентами для экстракционно-фотометрического определения таллия и висмута. Этому способствуют высокая чувствительность реагентов, контрастность изменения окраски при комплексообразовании, устойчивость образующихся комплексов.
Список литературы:
1. Zolotov V.A., Sharhova N.V., Kiselova O.A. The coextraction of chenium with pyridylazonaphtolate of indium iron(III) andthallum(III) // Anal. Chem.. Acta. -1975. - 78. -№2. -p. 405-409.
2. Олейник И.Л. Повышение глубины переработки фосфатного сырья с попутным извлечением редкоземельных металлов / автореферат кандидата наук, 2021. -С. 21.
3. Кенбеилова С.Ж., Таскарина А.Ж. Комплексное использование минерального сырья. Учебное пособие. Павлодар: ПГУ им. С. Торайгырова, 2008. - С 80.
4. Пягай И.Н. Переработка отвального шлама глиноземного производства с извлечением скандиевого концентрата / Записки Горного института. 2016. Т. 218. С. 225-232.
5. Kap Lubomir, Ruzvich Eduard. Sensitive metod for ekstraktion - photometrik determinetion of txallium//Akta Univ. Ralask. Olomic. Fak. rerum natur. -1974. №45. - p. 87-96.
6. Constantineseu cecilia, Antonescu Lusia. Determinarca spektrofotometrik a Tl(III) cu Rouge Astrazon 6V//Rev.chim (RSR).-1981.-v.32.№5.-p.477-479.
7. Юлдашев А.М., Эшмухамедов М.А., Ибрагимов Б.Т., Талипов С.А., Гаппаров Х.Л., Махкамов К.К. Структура комплексов трет-бутилкаликс[4]арена с фенолом и циклогексилкаликс[4]арена с толуолом. а) НУУз им. М. Улугбека, б) институт Биоорганической химии им. Акад. А.С. Садыкова АН РУз. // АН РУз. Химия Природных Соединений. -1999. -Специальный выпуск. -С. 76-77.
8. Бозоров О.Н., Эшмухамедов М.А., Сафаев М.А. Синтез солей металлов при очистке газовых компонентов сорбционным методом. Узбекский журнал Вестник ТашГТУ. 2013. С. 115-119.
