Способ группового концентрированиямикропримесей тяжелых металлов

1) Ч Кз6 О 1 М 1/28В 01 0 11/04 с присоединением за вкц Ле Государственный комитет СССР по делам изобретений И ОТкрытий(23) 11 риорцтет (43) Опубликовано 07.05.81 Бюллетень М 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81.(088.8) В, Ф. Торопова, А. Д. Белоглазова, М. Г. Зимин,Р, М. Камалов, О, Ф, Зинкоаская и А. Н, Пудовик Казанский ордена Трудового Красного Знамени Государственный университет им. В. И. Ульянова. Ленина(54) СПОСОБ ГРУП ПОВОГО КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ МИКРОПРИМЕСЕЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВИзобретение относится к области аналитической химии - способу группового концентрирования микропримесей ионов тяжелых металлов при химико спектральном анализе,Предлагаемый способ может найти применение для группового концентрирования микропримесей тяжелых металлов при хны ико-спектральном определении микро- примесей в минералах, сплавах, сточных и природных водах, солях щелочных и ще. лочноземельных металлов, щелочах, кислотах.Известен способ группового концентрирования цз цодидносульфатных растворов смесью трцоктиламина и метилизобутилкетоца. Прц этом количественно извлекаются Сп, Ад, Ац, Хп, Сс) 11 д, 1 п, Т 1, Ьп, Аз, 1, В 1, Те, РЬ, т, е. 14 элементов ,11. Известна экстракционная система для группового концентрирования микроэлементов, основанная на использовании смеси купферона, диэтилдитиокарбомината натрия и окиси триоктилфосфина. Эта система предложена для определения примесей в галогенидах щелочных металлов 18 элементов (Р 6, Яп, Сг, Мп, Ге, Ю, СО, Ар, %, Уп, Сц, Мо, В 1, Мд, Са, А 1, Сд) 21.Однако по известному способу концентрцрованце удается лишь с помощью трех реагентов.Кроме того, по известному способу необходима предварительная очистка купфе рона, диэтилдитиокарбомцната натрия,окиси триоктилфосфина и предварительная экстр акция мешающих примесей хлорсформенным раствором окиси триоктилфосфина.10 Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ концентрирования ионов тяжелых металлов с помощью диэтилдитиофосфорной кислоты 3), Этот способ является на цболее эффективным из тех, когда реагентом служит одно соединение, а не несколько.Недостатком известного способа является то, что диэтилдитиофосфорная кисло та не является универсальным реагентомпрц концентрировании ионов тяжелых металлов. Групповое концентрирование прн одном значении р 1.1 невозможно. Для концентрирования необходима многократная последовательная экстракция цри различных рН, что удлиняет время анализа. Не могут быть выделены ионы % (П), Хп (П),Ге (П), Со (П). Кроме того, недостатком вышеуказанного реагента является малая З 0 устойчивость в водных средах, и также приранении, значительная токсичность и не приятный запах, что затрудняет использо панне его в анализе.Целью настоящего изобретения являет ся упрощение способа группового концентрирования микропримесей ионов ряда тяжелых металлов при химико-спектральном анализе.Поставленная цель достигается тем, что и методе экстракции в качестве реагентов используют И-фенил-Х-диалкилтиофосфорплтиомочевины общей формулыС,Н; - к - Н - С - 1 ЧН Р (ОЙ)ьгде К = СЗН 7, СзН 7 - изос последующим спектральным анализом концентратов.Предложенный способ позволяет осу. щсствить групповое концентрирование из одной пробы микропримесей (С 10 - 5 - О- моль/л) ионов РЬ (П), Сп (П), Со (П), Х 1(П), 7 п (П), Сд (П) при одном значении рН на 90 - 100/ Концентрированию ие мешает наличие в образцах ионов Аз (Н 1, Р (к), ьп (и), ьЬ (1 П), в 1 (Н 1, Вследствие этого концентрирование можно осуществлять из объектов на основе олова, мышьяка, сурьмы, висмута и одновременный анализ микропримесей из одной пробы, Предложенный способ позволяет также повысить чувствительность определения, поскольку уменьшается вероятность занесения ионов за счет реактивов. Процесс экстракцпи проводят при одном значении рН, Реагенты устойчивы, малотоксичны, легкодоступны, без запаха. Способ позволяет количественно экстрагировать при рН"-7 18 элементов (РЬ, Сд, КЬ, Хп, %, Со, Сц, Ад, Ац, Т 1, Рд, ба, 1 п, А 1, Ге, Нд, Р 1, 1 г). Извлечению не мешает присутствие ионов В 1 (111), Аз (111), Яп (11), ЯЬ (111), Р (К), катионов щелочпых металлов и МНК-фенил - Х-диизопропилтиофосфорилгиомочевину получают из О, О-диизопропилового эфира изотиоцианатотиофосфорной кислоты и анилина. Для очистки фосфорилированные мочевины (1) растворяют в 1 н. Ха 01-1, затем раствор подкисляют 1 н. 1 С до кислой реакции. Выпавшие кри сталлы перекристаллизовывают из бензола, сушат над РО 5 в вакуум-эксикаторе. Тиомочевины (1) имеют следующие характеристики,Х-фенил - М- диизопропилтиофосфорилтиомочсвина: т. пл, 79,5 С, 6 - 54 м. д.11 айдено, %; С 46,69; Н 6,21;8,19;1 9,44; 8 19,25.С 11 .ОРВычислено,: С 46,96; Н 6,32; Ж 8,43; Р 9,33; 5 19,27.М-фенил - Х-дипропилтиофосфорилтиомочсвнна; т, пл, 67,5 - 68,5 С, 6 - 58 м.д,4Найдено,: С 47,14; Н 6,37; Я 9,01,Р 8,98; 8 19,56.з 21 гО 2 2Вычислено, %: С 46,99; Н 6,33; Х 8,43;6 Р 9,34; 5 19,28,Для исследования используют растворыХ-фенил - М-диалкилтиофосфорилтиомочевины в этаноле или хлороформе. Используют стандартные растворы солей 8 Ь (1),1 о Сс 1 (11), 7 п (11), А 1 (111), Сц (11) % (11),Аз (111), В (111) Со (11), РЬ (11) Ьп (11),полученные обычным путем нз мегаллов(ос. ч.) и кислот или по навеске, соответствующих нитратов (ос, ч.), в случаеы Аз (111) из арсеннта натрия. Концентрацияметаллов составляет 210- - 310мол/л.Для снятия спектров применяли спектрограф ИСП.П ример 1, В три делительные ворон.20 ки объемом по 100 мл приливают в каж.дую растворы 1 мл хлорида или нитратакадмия, содержащего 510- мол/л. Сд(11), 2 мл хлорида цинка, содержащего310- мол/л Хп (11), 1 мл нитрата никеля,25 содержащего 510- мол/л % (1), 1 млнитрата кобальта, содержащего 510. "мол/л Со (11), 1 мл хлорида олова, содержащего 2,410- мол/л 5 п (11), 1 мл сульфата меди, содержащего 2,510 -" мол/лЗ 6 С (П),Объем доводят до 50 мл водой. ЗадаютрН 7 кислотами или аммиаком по универ.сальной индикаторной бумаге. В каждуюворонку добавляют по 10 мл 0,017 М спиртового раствора М-фенил-М-диизопропилтиофосфорилтиомочевины п 5 мл хлороформа. Содержимое воронок встряхиваю г2 - 3 мин, органический слой отделяют,в водный слой добавляют 5 мл хлорофор 46 ма и вторично встряхивают. Объединенныехлороформенные экстракты сливают в фарфоровые тигли, упаривают и анализируют.При этом олово полностью остается в растворе. Никель извлекается на 96%, цинк45 на 96/О, кадмий на 91%, медь и кобальт на100/оП р и м е р 2. В делительную воронкуобъемом на 100 мл приливают растворы1 мл хлорида кадмия, содержащегозо 2 10- мол/л Сй (11), 2 мл хлорида цинка.содержащего 310- мол/л 2 п (11), 1 млнитрата никеля, содержащего 5 10 мол/лМ (11), 1 мл нитрата кобальта, содержащего 510 - 5 мол,л Со (11), 1 мл сульфата66 меди, содержащего 2,510- мол/л Си (11),1 мл нитрата свинца, содержащего 2 1 О-"мол/л РЬ (11), 1 мл нитрата висмута, содержащего 3 10-" мол/л В 1 (11), 1 млхлорида олова, содержащего 2,4 10-мол/л60 Яп (11), 1 мл нитрата сурьмы, содержащего 2. 10-" молл 5 Ь (111), 20 мл200 -ного раствора мышьяковистокислого натрия (ос. ч.). Объем доводят до50 мл водой. По универсальной индика 65 торной бумаге задают рН 7 при поЗаказ 3140 Тираж 915 Изд. М 296ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб, д. 4/5 Подписное Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлнсполкома 5мощи НС 1 и аммиака. В воронку добавля. ют 10 мл 0,17 М хлороформенного раствора, М-фенил-М-дипропилтиофосфорилтиомочевины. Содержимое воронки встряхивают 3 - 5 мин, органический слой отделяют, помещают в фарфоровый тигель, упаривают и анализируют. При этом олово, мышь. як, висмут, сурьма практически не извлекаются. Никель извлекается на 95%, цинк иа 96%, кадмий на 90%, медь, кобальт и свинец на 100%,Подобным образом найдено, что при рН 7 - 9 Р 1 (11), 1 г (11), ЯЬ (11) извлекаются на 98 - 100%.Таким образом, изучена экстр акция 23 элементов раствором 1 Ч-фенил-Х-диал. килтиофосфорилтиомочевины. При рН 7 количественно экстрагируются 18 элементов (РЬ, Сд, 2 п, %, Со, Сц, Ад, Ац, Те, Рд, Са, 1 и, А 1, Ге, Н, Р 1, 1 г, КЬ), которые могут быть сконцентрированы и определены спектральными методами. Извлечению 6не мешает присутствие ионов 81(111), Ав(111), Бп (11), 8 Ь (111), Р 1 (1 У). Формула изобретения 5 Способ группового концентрированиямикропримесей тяжелых металлов, включающий экстракцию органическим растворителем, преимущественно хлороформом, в присутствии органического реагента с по следующим спектральным анализом полученного концентрата, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса в ка.честве органического реагента используег Х - фенил - Х - диалкилтиофосфорилтиомо чевинуИсточники информации,принятые во внимание при экепертизе1. Спиваков Б, Я. и др, Журнал аналитической химии, 31, Хв 4, 757, 1976.20 2. Павленко Л, И. и др. Журнал аналитической химии, 29, Хв 5, 933, 1974.3, Бусев А. И. и др. Журнал аналитической химии, 13, 18, 1958 (прототип).