CC BY
54
УДК 542.61
ВЛИЯНИЕ СОПУТСТВУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕРЕБРА С ТИОСЕМИКАРБАЗИДОМ В РАСПЛАВЕ СТЕАРИНОВОЙ КИСЛОТЫ
К.С. Тосмаганбетова, С.С. Досмагамбетова, А.К. Ташенов
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, г. Астана E-mail: [email protected]
Получены спектры диффузного отражения и поглощения соединений меди (II), цинка (II), свинца (II) в расплаве тиосемикарба-зида в стеариновой кислоте. Спектры характеризуются собственными параметрами, отличающимися от параметров спектров исходных реагентов и соединения серебра (I). На основе спектральных характеристик образцов, полученных экстракцией из водных растворов, содержащих ионы серебра (I) и меди (II), цинка (II), свинца (II) в различных соотношениях, и анализа искусственных смесей, содержащих одновременно все изученные элементы, показано, что на спектроскопическое определение серебра (I) в твердых экстрактах ионы сопутствующих металлов до соотношений 1:10 не оказывают влияния.
Ключевые слова:
Серебро, медь, цинк, свинец, стеариновая кислота, тиосемикарбазид, экстракция, степень экстракции, селективность, спектр диффузного отражения, спектр абсорбции, твердофазная спектроскопия.
Key words:
Silver, copper, zinc, lead, stearic acid, thiosemicarbazid, extraction, extent extraction, selectivity, spectrums of diffusive reflection, absorption spectrum, solid phase spectroscopy.
Основное условие успешного применения спектроскопических методов для анализа неорганических и органических веществ - это идентичность или, по крайней мере, близость составов анализируемого материала и образцов сравнения, применяемых для градуировки. Поэтому при определении металлов применяют косвенные методы, но это увеличивает продолжительность, трудоемкость и погрешность анализа за счет потери летучих соединений металлов. Стандартные образцы для прямых спектроскопических методов могут быть получены путем отбора материала из природных веществ и специальными методами (выплавкой металлов и сплавов с дальнейшим диспергированием или механической и термической обработкой). Однако полученные таким образом образцы характеризуются неоднородностью и не являются представительными.
Перспективным спектроскопическим методом анализа твердых образцов является метод твердофазной спектроскопии. Методы твердофазной спектроскопии основываются на измерении: коэффициента диффузного отражения ДЛ) - в спектроскопии диффузного отражения и оптической плотности А - в твердофазной спектрофотоме-трии. В этих методах в качестве образцов - излучателей используют, как правило, сорбированные комплексы органических реагентов с определяемым компонентом на инертном носителе. Применение образцов на основе сорбентов ограничено рядом характерных для них недостатков: неоднородность, способность реагировать с молекулами адсорбента и воды, изменение спектров отражения по сравнению со спектром свободных молекул [1-3].
Экстракты на основе легкоплавких органических веществ характеризуются гомогенностью распределения определяемого вещества и обеспечи-
вают близость составов образцов с известным содержанием вещества с составами анализируемых образцов спектроскопического определения элементов, позволяют исключить матричные эффекты. Полученная после экстракции застывшая компактная органическая фаза легко подвергается обработке прессованием или плавлением и дает возможность быстро получить образец-излучатель. Поэтому легкоплавкие экстрагенты могут быть применены в качестве образцов-излучателей для твердофазной спектроскопии [4, 5].
Систематическое исследование экстракции серебра и ряда сопутствующих ему элементов (медь, цинк, свинец) тиосемикарбазидом в расплаве стеариновой кислоты показало возможность селективного извлечения серебра. Представляло интерес изучить влияние этих элементов на его спектроскопическое определение. Поэтому целью работы являлась разработка селективного твердофазноспектроскопического метода определения серебра в многокомпонентных объектах окружающей среды. В соответствии с целью исследования изучено влияние указанных выше элементов на определение содержания серебра методом твердофазной спектроскопии в твердых образцах.
Экспериментальная часть
Реагенты, аппаратура и техника эксперимента подробно описаны в предыдущей статье авторов [6].
Результаты и их обсуждение
С целью изучения влияния ряда сопутствующих элементов - меди, цинка, свинца - на аналитический сигнал серебра в твердых образцах проведено спектроскопическое исследование исходных реагентов и экстрактов изученных элементов и серебра [5], полученных в оптимальных условиях их количественного извлечения.
В спектрах поглощения и отражения стеариновой кислоты присутствует по 2 максимума в областях при 210, 300 и 210, 310 нм соответственно. Спектр поглощения тиосемикарбазида в расплаве стеариновой кислоты характеризуется наличием максимума при 280 нм, спектр отражения - при 290 нм.
В табл. 1 приведены спектральные характеристики экстрактов изученных элементов и серебра.
Таблица 1. Спектральные характеристики твердых экстрактов соединений серебра (I) и сопутствующих элементов с тиосемикарбазидом в расплаве стеариновой кислоты
Ион металла ^абс.! нм ^отр.! нм
Серебро (I) 430...600 394
Медь (II) 259 и 708 277 и 723
Цинк (II) 430 428
Свинец (II) 245 253
Таблица 2. Влияние меди (II) на степень экстракции Н серебра (I), (п=10, р=0,95)
рНравн. Я, %
Соотношение 1:1
1,18 59,19±0,14
3,78 76,47±0,21
4,23 92,76±0,22
4,54 99,89±0,24
Соотношение 1:10
1,20 62,15±0,15
3,80 77,51±0,21
4,19 93,67±0,22
4,56 99,86±0,24
Соотношение 1:12
1,23 56,15±0,13
3,84 69,51±0,20
4,15 83,67±0,21
4,55 91,20±0,23
Анализ данных табл. 1 и спектральных характеристик исходных реагентов показал, что спектры экстрактов серебра (I) отличаются от спектров реагентов и твердых экстрактов ионов меди (II), цинка (II), свинца (II). Поэтому селективное спектроскопическое определение серебра в присутствии этих элементов возможно. Изучено влияние ионов меди (II), цинка (II), свинца (II) на спектроскопическое определение серебра при соотношениях серебро: металл - 1:1... 1:10. Содержание серебра во всех случаях составляло 1,0 мг. Количество вводимого металла варьировали в интервале от 1,0 до 10,0 мг. Установлено, что в указанном интервале соотношений сопутствующий элемент не влияет на интенсивность и положение максимума в спектрах экстрактов серебра. Дальнейшее увеличение содержания ионов металла уменьшает степень экстракции и интенсивность максимумов. Напри-
мер, в спектрах диффузного отражения экстрактов, полученных после экстракции из водных растворов, содержащих серебро и медь в соотношениях: 1:1; 1:3; 1:10; 1:12, значения коэффициента диффузного отражения уменьшаются с 0,28 до 0,13, а степень экстракции с 99,89 до 91,20 % (табл. 2).
Аналогичные результаты получены для цинка и свинца. Степень экстракции для этих элементов при соотношении 1:12 составляет 89,10 и 85,23 % соответственно. В табл. 3 приведены харктеристи-ки спектров диффузного отражения образцов, полученных после экстрации из водных растворов, содержащих серебро и сопутствующие элементы в различных соотношениях.
Таблица 3. Влияние соотношений содержаний ионов серебра и сопутствующего элемента на положение максимумов спектров диффузного отражения
Соотно- шение Длины волн максимумов спектров диффузного отражения, нм
Ад: Си Ад: 1п Ад: РЬ
1:1 392 395 З94
1:3 392 393 393
1:5 394 396 396
1:7 396 396 398
1:10 395 397 396
1:12 398 399 398
Были проанализированы модельные смеси, содержащие в водном растворе одновременно серебро (I) и сопутствующие элементы в соотношениях 1:1; 1:3; 1:7. В спектрах диффузного отражения твердых экстрактов, полученных после экстракции, интенсивность спектральных линий с изменением соотношения элементов в водном растворе не понижается, положение максимума отражения в целом сохраняется, наблюдается лишь небольшой сдвиг (4.6 нм) в длинноволновую область.
Выводы
Разработан метод экстракционно-спектроскопического определения серебра в твердых экстрактах тиосемикарбазида в расплаве стеариновой кислоты.
Изучено влияние сопутствующих элементов на спектроскопическое определение серебра с тио-семикарбазидом в расплаве стеариновой кислоты.
На основе спектральных характеристик исходных реагентов и образцов, полученных экстракцией водного раствора, содержащего ионы серебра (I) и меди (II), цинка (II), свинца (II) в различных соотношениях, и анализа искусственных смесей, содержащих одновремено все изученные элементы, показано, что на спектроскопическое определение серебра (I) в твердых экстрактах ионы сопутствующих металлов до соотношений 1:10 не оказывают влияния.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Барбалат Ю.А., Иванов В.М., Поленова ТВ., Федорова Н.В. Сорбция комплекса пирокатехинового фиолетового с молибденом (VI) на анионите АВ-17хВ // Вестник МГУ. Сер. Химия. - 1998. - Т. 39. - № 3. - С. 121-128.
2. Иванов В.М., Ершова Н.И. Спектроскопия диффузного отражения иммобилизованных на силикагеле комплексов никеля с диметилглиоксимом и бензилдиоксимом // Вестник МГУ. Сер. Химия. - 1999. - Т. 40. - № 2. - С. 22-26.
3. Кузьмина Е.В., Хатунцева Л.Н., Апяри В.В., Дмитриенко С.Г Сорбционно-фотометрическое определение 1-нафтиламина с использованием пенополиуретана и тетрафторбората 4-ни-трофенилдиазония // Вестник МГУ. Сер. Химия. - 2007. -Т. 48. - № 2. - С. 101-105.
4. Марченко З. Фотометрическое определение элементов. - М.: Мир, 1971. - 341 с.
5. Тосмаганбетова К.С., Досмагамбетова С.С., Ташенов A.K. Экстракция серебра (I) расплавом смеси тиосемикарбазида и стеариновой кислоты // Вестник Карагандинского государственного университета. Сер. Химия. - 2009. - № 1 (53). -С. 83-89.
6. Тосмаганбетова К.С., Досмагамбетова С.С., Ташенов A.K. Влияние сопутствующих элементов на экстракцию серебра тиосемикарбазидом в расплаве стеариновой кислоты // Известия Томского политехнического университета. - 2012. - Т. 320. - № 3. - С. б7-б9.
Поступила 05.07.2011 г.
