Способ определения микроэлементов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧ ЕСКРЕСПУБЛИК 85 А 1 3)50 01 й 31 Я Е ской химии в в природ- и пищевых ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ ССР) ПИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзное научно-производственное объединение соляной промышленности (72) Ф.А,Чмиленко, Н.Н.Безкровная и А,Н.Бакланов(56) Славин У. Атомно-абсорбционная спектроскопия. М.: Химия, 1971, с. 67-68.Карякин А.В. и Грибовская И.Ф. Методы оптической спектроскопии и люминесценции в анализе природных и сточных вод. М.: Химия, 1987. с, 304.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ(57) Использование: в аналитичедля определения микроэлементоных, технических материалах Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам количественного определения микроэлементов в природных, технических материалах и пищевых продуктах, например воде и молоке,Известен способ количественного определения микроэлементов, включающий экстракционное концентрирование метилизобутил кетоном с последующим вводом экстракта в пламя атомно-абсорбционного спектрофотометра.Недостатком способа является малая чувствительность за счет малого коэффициента концентрирования при экстракции, равного 10.Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемым репродуктах. Сущность изобретения; анализируемую пробу обрабатывают аммиачным буферным раствором с рН 9 и диэтилдитиокарбвминатом натрия и экстрагируют двоекратно четыреххлористым углеродом или хлороформом, в объединенный экстракт вводят смесь бутилового эфира уксусной кислоты и ацетона в объемном соотношении 1:(0,2-0,5) при объемном соотношении экстракт:смесь, равном 1:(0,7-1,0, воздействуют на общую смесь ультразвуком частотой 34-45 кГц интенсивностью 1,4-2,0 Вт/см в течение 1-3 мин с последующим вводом ее в пламя атомно-абсорбционного спектрофотометра. Относительное стандартное отклонение составляет 0,060, чувствительность определения 2,3 мкгл свинца, 10 табл.вава зультатам является способ количественного определения микроэлементов, включающий экстракционное концентрирование че- Со тыреххлористым углеродом или хлороформом, реэкстракцию соляной кислотой с последующим введением оеэкстрак- Со та в пламя атомно-абсорбционного СЛ спектрофотометра.Недостатком способа является малая чувствительность из-за введения водного; а а не органического раствора и малая точность из-за неполной реэкстракции микроэлементов в водную фазу.Целью изобретения является повышение чувствительности и точности способа,Поставленная цель достигается описываемым способом количественного определения микроэлементов путем обработки19 1778685 20 табли ца 10 Влияние состава фазы распыляемой в пламя горелкиспктрометра, на величину аналитического сигналач Состав органической фазыВеличина аналит. сигналасвинец медь кадмийВ Примечание Игтилизабутилкетон-экстракт четыреххлористого углерода 0029 0,033 0,024 0,028 0,020 0,016 Система неоднородна- хлороформа Изоамиловый спирт"экстракт четыреххлористого углерода 0,76 0,087 0,092 Полной однородности нет,под микроскопом шарики экстракта не видны о,о 83 о,о 86 о,о 93-"- хлорсФорма Бутилацетат-экстракт четыреххлористого углерода 0,234 Система однородна, шарики экстракта под микроскопом не видны 0,212 0,221 0,2150,228 0236Система однородна, шарикиэкстракта под микроскопомне видны Бутилцетат-ацетон 1:0,2) " экстрактхлороформа 0,309 0,312 0,286110,5) -и 1:0,7)П р и м е ч а н и е, В таблице представлены усредненные результаты шести опытов.днализу подвергают воду., содержащую по 8,0 мкг/л свинца медии кадмия,Соотношение экстракт-органический растворитель - 1; 1При введении органического растворителя в экстракт на системувоздействуют ультразвуком частотой 40 кгц интенсивностью18 Вт/смз в течении 2 мин Составитель А, Бакланов Редактор Т, Полионова Техред М.Моргентал Корректор М. КерецманЗаказ 4190 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5 Произеодстаенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.гагарина, 10110 15 25 30 35 40 45 50 55 анализируемой пробы аммиачным буферным раствором с рН 9 и диэтилдитиокарбаминатом натрия, двойной экстракциичетыреххлористым углеродом или хлороформом, введения в объединенный экстрактсмеси бутилового эфира уксусной кислоты иацетона в обьемном соотношении 1:(0,20,5) при объемном соотношении экстракт:смесь. оавном 1:(О,-1,0), воздействия наобщую смесь ультразвуком частотой 34 - .45 кГц интенсивностью 1,4 - 2,0 Вт/см в течение 1-3 мин с последующим вводом ее впламя атомно-абсорбционного спектрофотаметра.Отличительными признаками способаявляются введение в обьединенный экстракт смеси бутилового эфира уксусной кислоты и ацетона в обьемном соотношении1;(0,2 - 0,5) при объемном соотношении экстракт:смесь, равном 1:(0,7 - 1,0), воздействии на общую смесь ультразвуком частотой34-45 кГц интенсивностью 1,4 - 2,0 Вт/см в2течение 1 - 3 мин.. П р и м е р 1. В делительные воронки на1500 см вносят по 1000 см анализируемыхзрастворов, приливают по 20 мл аммиачногобуферного раствора с рН 9; 10 мл четыреххлористого углерода (или хлороформа), 3 мл3 о раствора дизтилдитиокарбамината натрия; встряхивают полученную смесь в течение 10 мин. После разделения слоевсливают органический слой в стаканчиквместимостью 25 см, а водный слой промывают 2 см четы реххлористого углерода (илизхлороформа) и объединяют органическийслой с экстрактом, К объединенному экстракту приливают 8,4 - 12,0 см смеси бутизлового эфира уксусной кислоты и ацетона,взятых в соотношении 1:(0,2 - 0,5) и обрабатывают ультразвуком частотой 34-45 кГц,интенсивностью 1,4 - 2,0 Вт/см в течение21 - 3 мин,Экстракты обрабатывают ультразвукомна отечественном ультразвуковом диспергаторе УЗДНс набором магчитострикционных излучателей, позволяющих изменятьчастоты ультразвука от 14 до 47 кГц. Возможно использование любого ультразвукового генератора с излучателями,обеспечивающими требуемые параметрыультразвука.Обработанный концентрат распыляют вплаля горелки атомно-абсорбционногоспектрометра.Далее к тем же пробам приливают по 8мКг/л свинца, меди и кадмия и анализируютих так же, как описано выше.Параллельно те же пробы подвергаютанализу на содержание свинца, меди и кадмия по известному способу. Результаты опытов приведены в табл.1-2 Как следует из данных, приведенных втабл. 1-2, описываемый способ определения микроэлементов обеспечивает более высокую точность и чувствительность, чем способ по прототипу, и в то же время не уступает ему по экспрессности.П р и м е р 2. Анализу подвергают пробы также, как в примере 1, но в экстракт вводят смесь бутилового эфира уксусной кислоты и ацетона в соотношении 1;(0,1 - 0,7).Как следует из результатов, приведенных в табл, 3, полной однородности смеси достичь не удается, что выражается в значительном снижении величины аналитическоГо сигнала. П р и м е р 3. Анализу подвергают пробы так же, как в примере 1, но экстракт и смесьбутилового эфира уксусной кислоты с ацетонол 1 берут в соотношении 1:(0,5-1,2),Как следует из табл. 4 при соотношении экстракт смесь бутилового эфира уксуснойкислоты с ацетоном 1:ОЯ полной однородности смеси не достигается и это выражается в сильном снижении аналитического сигнала, а при соотношении 1:1,1 аналитический сигнал также уменьшается, что обьясняется увеличением обьема концентрата, а следовательно, и уменьшением степени концентрирования.П р и м е р 4. Анализу подвергают пробы так же, как в примере 1, а перемешивание экстракта со смесью бутилового эфира уксусной кислоты и ацетона проводят воздействием ультразвуковых колебаний частотой менее 34 и более 45 кГц.Как следует из результатов опытов, приведенных в табл. 5 максимальный аналитический сигнал наблюдается при обработке экстракта со смесью бутилового эфира уксусной кислоты и ацетона ультразвуком частотой 34 - 45 кГц.П р и м е р 5. Анализу подвергают пробы так же, как в примере 1, а перемешивание экстракта со смесью бутилового эфира уксусной кислоты и ацетона проводят под воздействием ультразвуковых колебаний интенсивностью менее 1,4 и более 2,0 .Вт/см .Как следует из табл. 6 максимальный аналитический сигнал наблюдается при обработке экстракта со смесью бутилового эфира и ацетона ультразвуком интенсивностью 1,4 - 2,0 Вт/см,П р и м е р 6, Анализу подвергают пробы так же, как в примере 1, а перемешивание экстракта со смесью бутилового эфира уксусной кислоты и ацетона проводят под воз 1778685действием ультразвуковых колебаний в течение 0,5-5,0 мин,Как следует из результатов опытов, приведенных в табл. 7, максимальный аналитический сигнал наблюдается при обработке экстракта со смесью бутилового эфира уксусной кислоты и ацетона в течение 1-3 мин.П р и м е р 7, Анализу подвергают пробы так же, как в примере 1, а перемешивание экстракта со смесью бутилового эфира уксусной кислоты и ацетона проводят с использованием механического встряхивания.В табл. 8 представлены результаты опытов, показывающие зависимость аналитического сигнала от времени встряхивания,Как следует из табл. 8, наибольшая величина аналитического сигнала (для механического встряхивания) наблюдается при встряхивании в течение 4 ч, в то же время аналитический сигнал при использовании механического встряхивания ниже, чем при использовании ультразвука при оптимальных параметрах.В табл. 9 представлено сравнение метрологических характеристик результатов анализа с использованием механического и ультразвукового перемешивания экстракта со смесью бутилацетата с ацетоном.Как следует из результатов опытов, приведенных в табл. 9, при перемешивании воздействием ультразвука обеспечивается более высокая точность анализа. Следовательно, только проведение перемешивания воздействием ультразвука обеспечивает достижение поставленной цели,В табл, 10 приведены результаты опытов по изучению влияния разлицных органических растворителей, применяемых для разбавления экстракта, на величину аналитического сигнала. Как следует из табл. 10, максимальныйаналитический сигнал свинца, меди и кадмия достигается при разбавлении экстрактасмесью бутилацетата с ацетоном в соотно 5 шении 1:(0,2-0,5), а замена четыреххлористого углерода хлороформом практическине оказывает воздействия на величину сигнала,Таким образом, осуществление предла 10 гаемого способа позволяет повысить точность и чувствительностьатомно-абсорбционного определения микроэлементов.Например, относительное стандартное15 отклонение при определении свинца в водах и растворах по известному способу непревышает 0,083, а по описываемому способу - 0,060,Чувствительность определения свинца20 в водах и растворах по известному способусоставляет 4,0 мкг/л, а по описываемомуспособу - 2,3 мкг/л,Ф о р мул а из о 6 рете н ия 25 Способ определения микроэлементовпутем обработки анализируемой пробы аммиачным буферным раствором с рН 9 и диэтилдитиокарбаминатом натрия, экстракции четыреххлористым углеродом 30 или хлороформом с,последующим введением в пламя атомно-абсорбционного спектрофотометра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в экстракт дополнительно вводят смесь бутилового эфира уксусной кислоты и ацетона 35 в объемном соотношении 1:(0,2 - 0,5) приобъемном соотношении экстракт:смесь равном 1:(0,7-1,0) и перед введением в пламя атомно-абсорбционного спектрофотометра воздействуют на общую смесь ультразвуком 40 частотой 34-45 кГц интенсивностью 1 Л,0Вт/см в течение 1-3 мин.21-4 0 Г)о Ю + + 04 нс саЯ сС н р.еИ Ой З сэ Р.О евд х хто н ааС д вв о ДНХ Р, ОХРР,В 0 4 РСИ н +СР СО нвн оз а н Р 3 4 н н е е о о 88 О 04 Я 0 но0Ю Юоо соо О О ХСО нМ Е 4 6 ДДВ д аат. ц вв о ДНХ Р РХР.Э =х ддвннл+Ф н см В.0 Р РЭ ен ,с Ж Ю ЖЯ фд ФД л в 0 О н о и. 04 д н н ы м см но н р СО СО о о Р о л сс э Р й э в д 2 о х Р ово о в в оо Во о о о Р о о 2 Р о оо но 4 И ЙдэО и о сч я+8 йн лМ СМ СО 0 Ж О Ю о 0 в 4 0 н"ф О Я нн 44 ЙМ н н в в от н н М сМ ЮД 08 Ю 8 н оолоовоо ео о В 4оо о о М 5 оР н 8 е л М 01 В Й 4 ВМ 2 Э С- Ж р,Я дй. уЗф 0 н Е хщо о Р,асС д Х э вн днх но РХахо Мх( РХ о х Е о в З 04 и вс ве ХО О ОхОНО Р О б о 8 ЗЮ н н Веоо ОО ООо в х д э СЕ 4: И. М.СС Гэ вф Д- ол окосс о Ра цв В Р РСРХ ай а в о Р х Ц 8 8 С 4 3 ОО ОООО 8 8 8 8 Ю 0 О СО Ю 0 ОСОС3 3оо исС о И до в о од И й 1 Зо вхх дн о56 н 4.О з0 ъ3"сй Ф до дв ох"бная .Рх осав оо "хоо онн нк аддйоасФдоохв в1778685 Таблица 3 Влияние соотношения бутиловый эфир уксусной кислоты - ацетон на величину аналитического сигналариме ице представлены усре р у подвергаю воду, сод и и кадмия.шение экстракт- смесь бутилацетат ешивание экстракта со смесью бут дят воздействием ультразвука ча ивностью 1,8 Вт/см в течение 2 дненные ержащую езультаты 6 опыто о 8 мкг/л свинца,аб ния экстракт-смесь бутилацетатского сигна оотно тоном на величину аналитичер и м е ч а н и е. В таблице представ Анализу подвергаю меди и кадмия,Соотношение бутило Перемешивание экст проводят воздейств интенсивностью 1,8ленц усредненные результатыводу, содержащую по 8,0 мкг/ опытов свинца й кислоты - аце бутилацетата с частотой 40 к е 2 мин. вый эфир уксусн ракта со смесью иемультразвук Вт/см 2 в течен н 1:0,3, цетоном ие: Втабл Анализ меди Соотно Перем прова интенс1778685 Таблица 5 Влияние частоты УЗ при перемешивании экстракта со смесью бутилацетата сацетоном на величину аналитического сигнала: В таблице представлены результаты шести опытов(и -6) сотношение экстракт - гомогенизирующая смесь 1: 0,8Соотношение бутиловый эфир уксусной кислоты - ацетон 1:0,3.Перемешиваниеэкстрактасо смесью бутилацетата с ацетономпроводят воздействием ультразвука интенсивностьюинтенсивностью 1,8 Вт/см в течение 2 мин.Анализу подвергают воду, содержащую по 8 мкг/л свинца,меди и кадмия. имеч аблица тенсивности УЗ при перемешивании экстракта со смесь ацетоном на величину аналитического сигнала лацетата с лия Примечан шести опытов е ре елены усредн стракт- гомогенииловый эфир укспроводят воздеие 2 х мин1,8 Вт/см в тегают воду, содер 1: 0,8цетон 1 03 звука частотой кг/л сви: В таблице предс (и = 6)Соотношение эк Соотношение бут Перемешивание 40,0 кГц в течен интенсивностью Анализу подвер меди и кадмия зирующая смесь сной кислоты - йствием ультрчение 2 мин.жащую по 8,01778685Таблица 7Влияние времени воздействия УЗ при перемешив; нии экстракта со смесью бутилацегэтэ с ацетоном нэ величину аналитического сигнала П р и м е ч а н и е: В таблице представлены усредненные результаты шести опытов(п:= б) сотношение экстракт - смесьбутилацетата с ацетоном 1: 0,8Соотношение бутиловый эфир уксусной кислоты - ацетон 3:0,3.Перемешивание экстракта со смесью бутилацетата с ацетономпроводят воздействием ультразвука частотой 40 кГц,интенсивностью 1,8 Вт/смАнализу подвергают воду, содержащую по 8 мкг/л свинца,меди и кадмияТаблица 8Влияние времени встряхивания со смесью бутилацетата с ацетоном на величину аналитического сигнала П р и м е ч а н и е: В таблице представлены усредненные результаты шести опытов. Анализу подвергают воду, содержащую по 8 мкг/л свинца,меди и кадмия,Перемешивание проводят воздействием механического встряхивания с частотой 100 встряхиваний в минуту.1778685 н(3 фхтр хф онл ааы.о фН ХР 4% Вф з.М в ф ср н Д."- н % 4 Я в со в н н е О О е с,и о) О)в Ч с и йй 33 О Р в в н Ф о и со Ф и и вЮф н О о ф в в О О в о ох3 2 П в в Ю Ю о о н срв в ои о ва н н ь Ее Х хн ао ефв во хфо д аа ы.х вв о фн ха ох рв АЯ ФвЯЯ и сч3 е О% н О е в н в о о н сч сч о С О 3 е во о о о о о о о нх хн РеОв во хф он аР,ЫКВ н8 сч %; и сч Ю 33":,.сО д и ЪЛ и о й н о о ос ф о н х ово х 5 В О о о Ю Ю нх хн нф он Х РеЫ,Я 3 Ъ вн хР фх ав ох Рф фвв в4- иР И н С Юй 3. зЯ вЧ в 3 и н ср н н о в еч Йщ о я сч сч о о Я ф сч сч о о во о Ю Ю х о х с и л в ф + со ГнхХЕе РеОЦ вО хф онл Р,Р, Ы,фа вв о фН ХРе ох ав Вх сф; + с- Й в в В СЧ с. н всч йй Йо в Оо н сч н Й сч оо сч нй Яво о о о о о нх н 1 ф х хф он% аа ы.щ.й вв со фН ХРе оХ Рв ссх ыфОо д 8 ВВ 3 Е н о нсч сйн Р н сч сс ФВ Ф н в е ф Ю и сч О 1ооы.о во о о о о о о о од око х су фо оисоМ% О СеХ фн , а-а И.ооы, о М 3 Ре в о ф 63 иМф 2 н о о о сен"у1 Я в 3 о3 И о н Й в вв хйхф В ХХо сц.хо:"гЫ, И 8 8 8 8 о вововоф-е 8. 5 о И о фу о осч ййхф вй фв ЕЕ 1 ьм о о ф вф ф нх Я1 со ййй В