Способ экстракционно-фотометрического определения кадмия

ОП И САНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ВБТБД ф Б 1 У 4,АМ:Май Ф К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 546, 48: : 543. 432 (088. 8) 172) Авторы изобретения П.П.Киш, Й,С,Балог, Ф,А,Михайленко, О,В,Морейко, Е.Д.Сыч и Т.П,Шишкина Ужгородский государственный университет и Институт орагнической химии АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГООПРЕДЕЛЕНИЯ КАДМИЯ 1 О Изобретение относится к аналитической химии и может использоватьсядля определения кадмия экстоакционно-Фотометрическим методом, 5Для экстракционно-фотометрического определения кадмия применяютсядва типа соединений: внутрикомплексные соединения, образованные поивзаимодействии кадмия с кислотнымикрасителями, и ионные ассоциаты,образованные пои взаимодействии кадмия с галогенид-ионами и основнымикрасителями (основаииями),Экстракционно-фотометрические ме 15тоды определения кадмия при использовании ионных ассоциатов имеют болеевысокую чувствительность, чем методыс использованием кислотных Красителей, однако они имеют также малуюизбирательность,Известен экстракционно-фотометрический метод определения кадмия скристаллическим Фиолетовым, основанный на образовании ионного ассоциатакадмия с иодид-ионами и катиономкрасителя (1), В кислой среде обраэуюшийся Ионный ассоциат при экстракции органическим растворителем (изопропиловым эфиром) Флотиоуется на поверхности раздела Фаэ, который за. тем растноряют в ацетоне и определяют оптическую плотностьраствора.Количество кадмия находят по калибровочным графикам.Окрашенные соединения подчиняются закону Вера в интервале концентрации кадмия 0,1-0,5 мкг/мл.При рН 1,1 определению кадмия не мешают: цинк - при концентрации 15000 мкг/мл, железо (11) -2500 мкг/мл, железо (111) в , 2500 мкг/мл, алюминий мкг/мл, медь (11) - 15 мкг/мл, Определению кадмия мешают висмут, олово, серебро, индий, свинец, ртуть, селен и некоторЫе другие элементы,Метод применен для определения кадмия в алюминиевых сплавах, Мешаюшие элементы: медь, свинец, олово, висмут и другие отделяют электролизом;. Наиболее близок к предлагаемому изобретению по технйческой сушности и достигаемому результату экстракционно-Фотометрический способ опре" деления кадмия, состояший в переводе кадмия в координационно-сольватнрованный комплекс (СсМ 2 ТБФ) пои взаимодействии кадмия с иодид-иона735569 в качестве основного красителя стириловых красителей обшей формулыВ, - СН=СН - Вгде Н - 1,3,3-триметилйндолий,3,5-дифенилтиазолий;В - 2-диметиламинотиенил,2-диметиламинофурил, п-диметиламинофенил, 4-(И-метил-И-хлорэтил)аминофенил.В предложенном способе при использовании стириловых красителей15 можно работать .в мелочных средах и 0 2 25 ЗО 40 50 55 60 ми и трибутилфосфатом (ТБФ), которыйзатем в присутствии основного красителя и бромйд-ионов образует в органической фазе смешенный ионный ассоциат-иодобромокадминат основного красителя (21Использование такого гжинципиально нового приема взаимодействия между координационно сольватированным иодидным комплексом кадмия в органической фазе и основным красителем в присутствии галогенид-ионов дает возможность избегать предварительных операций по отделению мешаюших элементов, что значительно сокращает время проведения анализа и позволяет определять кадмий в присутствии любЫх элементов.Этот способ опробован с применением различных основных красителей - виктории голубой 4 Р, основного синего К, малахитового зеленого, кристаллического фиолетового, астраэонового розового 2 С, родамина С, родамина СЖ, бутилродамина С и некоторых других, Все они пригодны для селективнОго определения кадмия. В качестве лучшего реагента выбран родамин С, при использовании которого координационно сольватированный иодидный комплекс кадмия в присутствии бромид-ионов образует окрашенные ионные ассоциаты в широком интервале кислотности (1-7 н, НЯО ), незначительно извлекается простая соль. красителя", а молярный коэффициент погашения имеет высбкое значение ( С =10,210 ) в максимуме"поглошения при 575 нм, 3Способ дает возможность проводить определение кадмия в присутствии любых элементов,что обусловлено тем, что часть элементов не образуют экстрагируемых иодидных комплексов в оптимальных условиях образования координационно сольватированных комплексов кадмия, а другая часть элементов не образует бромидных анионных комплексов в условиях образования смешанных иодобромидных комплек сов кадмия,Для проведения анализа исследуемый раствор подшелачивают, добавля"ют иодид-ионы и проводят экстракцию кадмия органическим растворителем, Органическую фазу определяют от водной фазы, создают кислую среду, добавляют раствор бромида и красителя и проводят вторичную экстракцию,Выполнение указанных операций и определения кадмия проходит за 3035 мин.Цель изобретения - сокрашение про- должит ель но сти анализ а и повышение . чувствительйости определения.Это достигается описываемым способбм экстракционно-фотометрического определения кадмия, включаюшим образование в шелочной среде окрашенного ассоциата кадмия с иодид-иономи" основным красителеми экстрагирование его смесью бензола с трибутилфосфатом.Отличительным признаком предложенного способа является использование для осуществления селективного определения кадмияотпадает необходимость проводить предварительную экстракцию кадмия для отделения его от мешаюших ионов, Для определения кадмия в исследуемом растворе с помошью ацетатноаммиачного буферного раствора создают рН 9, добавляют иодид-ионы; краситель и экстрагируют окрашенный ионный ассоциат органическим растворителем, Указанные операции и определение кадмия выполняют за 8-10 мин.Использование стириловых красителей позволяет повысить чувствительность фотометрического определения кадмия, Молярные коэффициенты погашения окрашенных экстрактов ионныхассоциатов иодидных комплексов кадмия со стириловыми красителями имеютболее высокое значение, чем в случаедругих известных основных красителей,Молярные коэФфициенты погашенияэкстрактов ионных ассоциатов кадмиясо стириловыми красителями имеютзначение с.=(9-13)10", в то времякак известных ионных ассоциатов,образованных трифенилметановыми, три.арилметановыми, родаминовыми, тиазиновыми, оксазиновыми и азокрасителями молярныйкоэффициент погашениясоставляет Е, =(2-10)10Так, например, молочный коэффициент погашения ионного ассоциата кадмия с стириловым красителем 2-(и-диметиламиностирил)-1,3,3-триметил-ЗИ-индолинием при максимуме поглощения А =572 имеет значение=12,5 10 ф .Стириловые красители образуют сиодокадмиатом более устойчивые вовремени окрашенные ассоциаты, чем известные трифенил- и триарилметановые,а также родаминовые красители. Этоповышает точность и воспроизводимостьопределения кадмия.Способ позволяет Определять0,05 мкг кадмия в 1 мл анализируемого раствора, Равновесие экстракциитрехкомпонентного комплекса кадмияустанавливается за 1 мин,735569 20 Формула изобретенияЯ Составитель В.АбрамоваРедактор Л, Гребенникова Техред О.Андрейко . Короектор М,лароши Заказ 2348/17 Тираж 565 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5,Светопоглощение экстрактов подчиняется закону Вера в интервалеконцентрации кадмия 0,05-5 мкг/мл.Определение кадмия осуществляетсяследующим образом, Анализируемыйраствор переносят в -делительную воронку и добавляют 0,5 мл 1 М КЮ,1 мл 10 М раствора одного из красителей стирилов, например, 2-(1-/5-димителаминотиенил/винил) -1, 3, 3-триметил-(ЗИ) индолия (ДТТИ), добавлением ацетатно-аммиачного буферногораствора с рН 9, доводят объем до 5или 10 мл, добавляют 5 мл смеси (4:1;бензола с трибутилфосфатом и встряхивают 1 мин, Экстракт отделяют, центрифугируют и измеряют оптическуюплотность на спектрофотометре при580 нм или на фотоэлектроколориметреФЭК - 56 со светофильтром Р б в О, Зсмкюветах относительно экстракта холостого опыта, Количество кадмия находятпо калибровочному графику, построенному аналогично,П р и м е р 1. Определение кадмияв окиси и карбонате магния,0,5-1,25 г пробы растворяют принагревании в 10 мл Н ЯО (1:1) с добавлением нескольких кайель НИО и3полученный раствор упаривают до выделения белых паров ЯО, Остатокрастворяют в 3-5 мл 1 й, Н ЯО. Добавлением 4 н. ИаОН устанавливаютрН 7-8, добавляют 0,5 мл 1 М КЮ и 1 мл10 М ДТТИ и добавлением ацетатноамиачного буферного раствора с рН 9доводят объем до 10 мл, Далее определение кадмия проводят как описановыше.П р и м е р 2, Определение кадмияв полупроводниковых пленках 2 п-Ая-СЙ-Яе. Подложку с нанесенной на неепленкой помещают на дно стакана объ- .емом 100 мл, добавляют 5 мл НЯО(1:1), 3-5 капель раствора НО (25)и при нагревании растворяют йленку,Затем тефлоновыми щипчиками вынимаютподложку и споласкивают ее в 5.мл - . -НЯО (1:5) .Вес растворенной пленки вычисляютпо разности весов с подложкой до и после растворения, Раствор нагреваютдо выделения белых паров и послеохлаждения нейтрализуют 2 н, раствором ИаОН до рН 7. Переносят растворв мерную колбу на 50 мл и доводят до 5 метки бидйстиллятом Отбирают аликвотную часть раствора, содержащую 510 мкг Сд, переносят в делительнуюворонку и далее определение проводяткак описано выше,П р и м е р 3. Определение кадмияв цинкеНавеску 0,2-0,5 г металлического цинка растворяют в 10 мл2 н, НЯО и полученный раствор упа-.ривают до влажных солей. Остатокрастворяют в 3-5 мл 0,5 н. Н ЯО идобавлением 4 н, ИаОН устанавливаютрн 7-8, Далее, для определения кадмия поступают как описано выше для4 соединений магния. Способ экстракционно-Фотометрического определения кадмия, включаю 25 щий образование в щелочной средеокрашенного ассоциата кадмия с иодид.ионом и основным красителем и экстрагирование его смесью бензола с трибутилфосфатом, о т л и ч аю щ и й30 с я тем, что, с целью повышенияэкспрессности и чувствительности определения, в качестве основного красителя используют стириловые красители общей Формулы35 Р, - СН=СН - Нгде В - 1, 3, З-триметилиндолий,3,5-дифенйлтиазолий;В - 2-диметиламинотиенил,. 2-диметиламинофурил,ф)п-диметиламинофенил,4-(В-метил-М-хлорэтил)аминофенил.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вц 11, Яо 1 . СЬгп, Ргапсе, 10,45 1942, 1961.2. Авторское свидетельствО СССРпо заявке 9 2328663/23-26,кл, С 01 ( 11/00, 26.02,76 (прототиг.).