CC BY
21
I! 3 В Е С I И Я
томского орд нмл октябрьской революции и ордена трудового красного знамени политехнического института имени С. м. кирова
Том 197 1975
СОРБЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЛЕДОВ МЕДИ И ЖЕЛЕЗА ИЗ ОДНОЙ НАВЕСКИ В НЕКОТОРЫХ МАТЕРИАЛАХ ПРОИЗВОДСТВА ЛЮМИНОФОРОВ
ю. л. лрльчук, р. д. глуховская, Е. д. ЛУККЕР, г. н. дембовс'кая
(Представлена научным семинаром кафедры аналитической химии)
В результате изучения процессов сорбции железа анионитами из растворов соляной кислоты и десорбции его из хроматографических колонок нами ранее [1] разработан высокочувствительный сорбционно-фотометрический метод определения следов железа в люминофоре Л-34, соляной кислоте, карбонате кальция, гидрофосфатах аммония и кальция с чувствительностью 10"6—10~7%. 'Метод основан на фотометрическом определении железа с 2,2-дипиридилом после его отделения и концентрирования на анионите АН-2Ф ,или цералит РР.
Публикуемые в этом сборнике данные, полученные при изучении процессов сорбции меди на анионитах и десорбции ее ,из хроматогра-фических колонок, позволили нам разработать оптимальные условия сорбционно-фотометрического определения следов меди я железа из одной навески в некоторых материалах производства люминофоров. В таких анализах заинтересованы соответствующие предприятия.
Разработанный метод основан на разложении навески анализируемого вещества 8—9 N НС1, отделении и концетрировании получающихся при этом хлоридных комплексов меди и железа анионитом АН-2Ф или цералит РР в хлор-форме, элюировании меди и железа из аниони-товых колонок 0,1 N раствором НС1 и фотометрическом определении в элюатах меди в виде комплекса с диэтилдитиокарбаматом в хлор-форме, железа в виде комплекса с 2,2/-дипиридилом.
В работе использованы 0,1%-ный водный раствор диэтилдитио-карбамата 'натрия, 2%-ный раствор 2,2' — дипиридила в 0,001 N НС1, трижды перегнанная вода, особо чистая соляная кислота, практически полностью очищенная от следов меди и железа изотермической перегонкой и последующей хроматог.рафической очисткой ![1].
Диэтилдитиокарбамат натрия как реактив для определения следов меди имеет ряд преимуществ перед другими реактивами [3]. Для экстракции комплекса меди .используются многие экстрагенты. Лучшим является хлороформ. В литературе [3—7] даются противоречивые данные оо оптимальной кислотности раствора при экстракции, нет достаточных данных о влиянии следов железа. Наши опыты показали, что наиболее полно экстрагируется комплекс меди двумя порциями хлороформа но 5 мл при рН 4--5. Такой рН поддерживается аммиачпо-аце-татной буферной смесью.
Изучение влияния различных добавок железа к 5 мкг меди ори определении меди диэтилдитиокарбаматом показало, что равное количество железа повышает оптическую плотность раствора на С—7%,
двукратное количество — на 57%, десятикратное —в 9 раз. Для устранения мешающего влияния железа в нашей методике используются растворы трилоиа Б и нитрата аммония. Оиыты показали, что на каждое определение достаточно брать по 2 мл ~ молярного раствора цитрата аммония и 5 мл 10%-ного раствора трилона Б.
¡Медь не мешает определению железа с 2,2-дип.иридилом даже при 200-кратном содержании железа |[8].
Разработанный метод использован для определения следов меди и железа из одной «навески в люминофоре JI-34, в соляной кислоте, карбонате кальция, гидрофосфатах аммония и кальция.
Ход анализа
Подготовка хроматографической .колонки ведется обычным способом ([2]. При анализе концентрированной HCl ее 'переводят в 8—9 нормальную кислоту. Для этого на каждые три объема кислоты дают один объем воды и перемешивают. При анализе люминофора, карбоната кальция, гидрофосфатов аммония и кальция точную навеску анализируемого вещества обрабатывают 5—10 мл особо чистой 8-9 N HCl.
Через анионит ¡пропускают 10 мл той же кислоты со скоростью вытекания 2—3 мл/мин, затем с той же скоростью пропускают анализируемый раствор и промывают колонку несколькими порциями HCl той же концентрации. Анионит становится при этом темно-коричневым. Во избежание проскока меди общий объем й-9 N HCl не должен превышать 50—60 мл. Сорбированные хлоридные комплексы меди и железа вымывают из колонок ОД N раствором HCl. По мере продвижения этой кислоты по колонке анионит светлеет. Когда внизу остается темно-бурый слой толщиной в i2—3 см, кран закрывают, обмывают водой и собирают элюат в мерную колбочку емкостью 25 мл до метки и тщательно его перемешивают. В одной аликвотной части этого раствора определяют медь, в другой — железо.
Определение меди. Аликвот элюата переносят в делительную воронку. Добавляют 5 мл раствора трилона Б, 2 мл цитрата аммония, 5 капель фенолфталеина и концентрированного NH4OH до слабой розовой окраски. Затем добавляют 2 мл аммиачно-ацетатного буфера с pH 4,2, 2 мл диэтилдитиокарбамата натрия и после тщательного перемешивания экстрагируют окрашенный комплекс меди двумя порциями хлороформа ¡по 5 мл при встряхивании каждый раз в течение двух минут. Хлороформенные экстракты комплекса меди сливают в сухую мерную колбочку емкостью 25 мл. Объем раствора доводят до метки хлороформом, тщательно перемешивают и измеряют оптическую плотность на фотоколориметре-нефелометре в кюветах с толщиной слоя 50 мм при синем светофильтре № 3 с максимумом пропускания в 453 ммк. Раствором сравнения служит хлороформ. Одновременно ставят холостой опыт. Вместо элюата в этом случае берется вода.
Из оптической плотности анализируемого раствора отнимают оптическую плотность холостой пробы и по этой разности из калибровочного графика узнают содержание меди в аликвоте в мкг. Для построения ¡калибровочного графика опыты проводятся в тех же условиях, только вместо аликвота элюата берутся соответствующие количества стандартного раствора меди. Содержание меди в анализируемом веществе в процентах вычисляют по формуле:
о/о Си- Вси' -lOOOO-H-Va;,
В Си — содержание меди в аликвоте, мкг;
VK— объем мерной колбочки, 25 мл;
6 /Известия ТПИ, Tt 197*
81
Н — навеска анализируемого вещества, г,
Уал — объем аликвота, мл.
Определение железа. Аликвотную часть элюата переносят й мерную колбочку емкостью 25 мл, добавляют соответствующие реактивы и определяют железо фотоколориметрическн с а, а'-дпппрпди-лом [2].
Процентное содержание железа в анализируемом вещество вычисляют по формуле: 1
ШООО-Н-Кл,
Вре — вес железа в аликвоте элюата, мкг;
Ук —объем мерной колбочки, 25 мл\
Н — навеска анализируемого вещества, г;
Упл — объем аликвота, мл.
Точность и воспроизводимость метода проверены па искусственно составленных смесях л параллельными определениями следов меди и железа в различных материалах .Часть опытных данных приведена в табл. 1 и ¡2.
Т а б л и да 1
Сорбционно-фотометрическое определение меди и железа в ¡искусственно составленных смесях солей
•Чпиоппт
АН-2Ф Цералит РР
Взято, мкг
лгсдп
Число определен.
Найдено, мкг Относительная ошибка, %
мели желе.чл по .челн по железу
5 5 4 5,18 5,13 +3,6 +2,6
5 5 6 4,7* 4,77 —5,8 —4,6
5 __ 4 4,98 — —0,4 —
5 5 3 4,85 5,21 —3,0 +4,2
10 5 4 9,48 5,26 -5,2 +5,2
15 5 2 13,83 4,90 -7,8 -2,0
Таблица 2
Сорбционно-фотометрическое определение следов меди и железа из одной навески в некоторых материалах
Вещество, квалификация
Число определении
Найдено %
Макс, отклонения от среднего значения,
меди
по .медн
по железу
Люминофор Л-34 СаСОз, ч. д. а. СаБР04, ч. д. а. СаНР04, техн. {2НРО4, кальбаум (Н4)2НР04, техн.
7 1,4-10 4 1.6 ■ ю-3 ±18 ±14
10 1,3- ю-5 3,8 ■ ■ ю-4 ±25 ± 8
8 6,0-10~4 4,9 ■ • 10~4 -Ь2'2 ± 5
6 4,9-10^5 4,0 ■ • ю-4 ±17 + 15
4 нет 1,91 ■ 10~4 — ±10
10 5,1 ■ 10~"4 1,2' ■ ■ю-2 ±20 -Н2
Выводы
Разработай. сорбциошю-фотометрический метод определения ил одной навески следов меди и железа в люминофоре Л-34, соляной кислоте, карбонате кальция, гидрофосфатах аммония и кальция. Медь л железо концентрируются аиионитамл в виде хлоридпых комплексов. Определение закапчивается фотометрпрованием меди в виде комплекса с диэтнлдитнокарбаматом, железа — с 2,2/-дипиридилом.
Продолжительность анализа 1,5—2 часа. Относительная ошибка не превышает ±10—15%).
\
ЛИТЕРАТУРА
1. Ю. Л. Лсльчук, Р. Д. Глуховская. Тезисы докладов совещания гго' аналитической химии полупроводниковых веществ. '19, 46, Кишинев, 1965.
2. Р. Д. Г л у х о в с к а я, Ю. Л. Л е л ь ч у к. Изв. ТОЙ, 163:, 1967.
3. Е. Сендел. 'Колориметрические методы определения следов. Изд. «Мир», 397, 399, М., 1964.
4. Г. Ш а р л о. Методы аналитической химии. 312, М.-Л., 1965.
5. Ю. Н. ¡Книпович, Ю. В. М о р аче в с к и й. Анализ минерального сырья, 943, Л., 1956.
6. 3. С. М у х и н а, Е. И. Н и к и т и н а, Л. М. Б у д е н о в а, Р. С. Володарская, Л. Я. (Поляк, Л. А. Тихонова. Методы анализа металлов и сплавов, 319, изд. обор. пром. 1959.
7. И. П. Ал и марин, Т. А. Белявская. Хромотография, ее теория и применение. 372, изд. АН СССР, !М., 1960.
в. Ю. Л. Лельчук, П. |В. К рис т алев, Л. Л. Скрипов а, Л. Б. Христа-лева. 'Методы анализа веществ высокой чистоты. Сб. под редакцией И П. Али-мари н а, 352. Изд. -«Наука», М., 1965.
