Способ экстракционно-фотометрического определения железа

О П И СХ и"-И-Е. ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистическик Республик(22) Заявлено 0801,79 (21) 2711587/23-26с присоединением заявки йо(51)М , 3 С 01 С 49/ОО б 01 И 21/27 В 01 Р 11/04 Государственный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнй(54) СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА тИзобретение относится к области аналитической, химии, в частности, к спектрофотометрическому методу определения ультра малых количеств железа посредством экстракции органическим растворителем ионного ассоциата анионного комплекса железа с органическим катионом с последующим образованием роданидного комплекса в органической фазе и может быть применено для контроля качества сырьевых продуктов для оптического стекловарения, волоконной оптики, монокристаллов, непосредственно оптических сред, а также других химических веществ 15 высокой очистки.Известен способ фотометрического определения железа, включающий экстракцию внутрикомплексного соединения железа из 0,1 н. раствора соляной 20 кислоты раствором (2-этилгексил)фосфорной,кислоты в циклогексане. Для образования окрашенного комплекса в экстракт вводят спиртовый раствор роданида калия, Метод применен для 5 определения 0,1-0,5 мг железа. Применение спиртового-раствора роданида калия затрудняет очистку препарата роданида, что приводит к высокому холостому опыту. Для определения ЗО долей микрограмма железа метод не применим 1.Известен экстракционно-фотометрический способ определения железа в виде его смешанных .комплексов с роданид-ионом и монооктиланилин -бензилфосфоновой кислотой (МОАБФ) 21 .Способ основан на экстракции хлорофоменным раствором МОАБФ смешанного комплекса железа из водного раствора, содержащего 0,3 М роданида калия и 0,15 М по соляной кислоте. Кислотность в методике строго фиксирована. Оптическую плотность экстракта измеряют при 3,-450 нм, молярный коэффициент погашения - 5200, относительное стандартное отклонение 0,2-1,8. Определению мешает уран, молибден и оксалат-ион. Образование окрашенного роданидно-МОАБФ-комплекса железа происходит в водной фазе в присутствии элементов-матрицы, маскирующих агентов и т.д.Недостатком способа является . невысокая чувствительность с = 5200,. закон Бугера Ламберта-Вера выполняется в интервале 5-1000 мкг/10 мл экстракта, открываемый минимум 0,5 мкг/мл.Наиболее близким по теХнической сущности и достигаемому результатуявляется способ экстракционно-Фотометрического определения железа,основанный на экстракции комплекснойкислоты или ее соли железа из семинормального раствора соляной кислотыили хлорида лития гексоном. К экстракту добавляют 0,5 г роданида аммонияи определяют железо по интенсивностиокраски роданидного комплекса. Чувствительность метЬда 5 мкг железа,К недостаткам метода следует отнестинизкую чувствительность метода,узкий интервал концентраций солянойкислоты или хлорида лития, применение дорогого и сложноочищаемогорастворителя. Экспериментальная проверка этого метода показала,что окраска органической Фазы не устойчивакак за счет образования стойкихэмульсий,так и за счет разложения роданидного соединения железа. Методобладает низкой воспроизводимостьюНедостатки названных методовобъясняются тем, что во всех случаяхприменяются растворители с высокойкоординационной способностью и недостаточно высокой полярностью. Этисвойства растворителей, являющихсясредой для образования роданиднойформы соединения железа, препятствуютобразованию роданидной гексаформыжелеза, обладающей наиболее глубокойокраской. Поэтому ни один из вышеназванных методов не применим дляопределения 10- 10"железа, чтонеобходимо для решения поставленнойзадачи.Цель изобретения - повьваениечувствительности и селективностиопределения железа в кислотно-солевыхрастворах.Поставленная цель достигаетсяпредложенным экстрационно-спеКтрофотометрическим способом определениямикроколичеств железа, основаннымна экстракции железа из растворовсоляной кислоты, хлоридов металловили смешанных кислотно-солевыхрастворов с общей концентрацией хлорид-ионов от 1,5 до 8 г ион/л раствором тетрафенилфосфоний хлорида вапротонном полярном органическомрасюорителе. В качестве полярногорастворителя используют дихлорэтан,или нитробензол или хлороформ.Полученный экстракт, содержащий ионный ассоциат тетрафенилфосфонияс анионным хлоридным комплексом железа, обрабатывают водным. родаииднымраствором.При этом происходит заМщениехлорид-,ионов в анионной части ассоциата и образование гексароданоферриат-иона, являющегося наиболее интенсивно окрашенным иэ всех роданидных, форм железа. Окраска развиваетсяПочти мгновенно и остается неизменнойВ течение нескольких часов. Максимум40 65 По аналогичной схеме выполйяется анализ большой группы солей и оксидов в том числе карбоната магния, карбоната стронция, хлоридов никеля и кобальта. Результаты анализов приведены в таблице. Ощибка определения Примесей светопоглощения экстракта лежитпри длине волны 505 нм. Закон БугераЛамберта-Вера выполняется в интервалеконцентрации железа от 0,2 до 10 мкгв 4 мл экстракта. Состав комплекса,определенный экспериментально, можновыразить следующим соотношениемтетрафенилфосфоний, железо, роданидион,4-1,6. Открываемый минимумпри толщине поглощаемого слоя 10 ммсоответствует 0,05 мкг/мл железа. ф Коэффициент молярного погашенияравен 3,8 10. Применяемый раствортетрафенилфосфония хлорида послеанализа может быть регенерированотмывкой водой и слабым раствором 5 соляной кислоты и применяется многократно.Таким образом, замена экстракциикомплексного соеДинения железа кислородсодержащими растворителями с вы- Я,сокой донорной активностью на экстракцию ионного ассоциата с тетрафенилфосфонием в апротонном полярномрастворителе приводит к расширениюобласти зкстракции железа, повышениючувствительности на порядок, высокойстабильности окраски экстракта, допустимости всех применяемых реактивов.Предпочтительно использовать в качестве растворителей дихлорэтан, нитробензол, хлороформ. Выполненноеисследование показало, что определению железа предлагаемым методомсопутствующие примеси не мешают,П р и м е р. Определение примесижелеза в оксиде лантана "для оптических целей".Навеску препарата (2 г) помещаютв делительную воронку, в которуюпредварительно налито б мп воды,3-5 капель перекиси .водорода и добав ляют 7 мл 7,5 н;раствора солянойкислоты, содержимое воронки перемешивают до полного растворения, даютраствору остыть и экстрагируют железо 4 мл 0,015 М раствора тетрафенил фосфония хлорида в дихлорэтане в течение 2-3 мин. После расслаиванияфаз, органическую тщательно отделяюти переносят в делительную воронкуменьшего размера, в которую предварительно прилито 2 мп 1-2 И растворароданида аммония, и встряхивают воронку в течение 1 мин. Органическуюфазу отделяют, переносят в 1 см кюветуи измеряют оптическую плотность наспектрофотометре при Л -505 нм с 55 экстрактом холостого опыта в качествераствора сравнения. Количество железа находят по калибровочному графику,791604 К(мкг)среднееариФметическое Содержание железав объекте,Относительная ошибка100 Иоо/,2 а Точность Стандартное откло нениемкг Навеска,Числоопределений,Объект Мдсцтехнологи 810 125 3,5 0,12 5,0 1,7 10 3,45 34 хч Формула изобретени Составитель А. ЖаворонковПилипенко Техред Н,Ковалева Редакто Корректор Н. Швыдк аказ 9372/17 В565венного комитетаетений и открытий35, Раушская наб. Тираж ИИПИ Государс по делам изоб 35, Москва, Ж Подписное 4/ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 железа не превышает 10, если общееколичество железа не менее 0,5 мкг.Предлагаемый способ определения железа превосходит по чувствительностии селективности все известные методы,отличается простотой исполнения,экспресностью, доступностью всех реактивов. Метод может быть использовандля определения железа в разбавленныхрастворах и окрашенных продуктах 1.Способ экстракционно-Фотометрического определения железа, включающий его экстракцию из хлоридных растворов органическим растворителем с последующим переведением железа в роданидный комплекс и его .Фотометрированием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности определения железа из растворов, содержащих от 1,5 до 8,0 г ион/л хлорид-ионов, в качестве экстрагевта используют раствор тетрафенилфосфоний хлорида в апротонном полярном органическом растворителе. при содержании железа на уровые 510 ,ПреДлагаемый метод может быть применен для постадийного контроля втехнологии и определении качествапродуктов для оптических сред, квантовой электроники и других продуктоввысокой степени очистки. Благодарясвоей экспресности и простоте методприменим в ОТК любого предприятия,2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качествеапротонного полярного органическогорастворителя используют дихлорэтанили нитробензол или хлороформ.5 Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1.;Е.Сегге 1, С,СЬея 1 п 1,ж"Апауьс",91,662-664, 1966.2. Ч 1 адод 1 с, М.Нега 1 с. СпектроФотометрическое определение железа.Х. апа 1, саед 1976, 282, 9 Э, 220.3. С.11.ц 1 се, Спектрофотометрический роданидный метод определения железа в металлахсплавах, кислотах и солях. фАпа 1 ус. сЬ 1 в, асса",36, 9 1, 122-129, 1966.