Способ формирования электрода для инверсионно электрохимического определения микрои ультрамикроколичеств элементов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 27 ЕТЕНИЯ ОПИСАН дюйма ЬСТВ 1185509 ублик ОРМИР ИОННО Я МИК ЕМЕНТО лита 97 ВАНИЯ ЭЛЕКТРОХИО- И УЛЬТпутем а графитоющиэлектронаноси10,0 м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИД(54)(57) 1СПОСОБЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ИНВЕРМИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНРАМИКРОКОЛИЧЕСТВ ЭЛнанесения иэ электро,.801081521 А вый стержень микроколичеств металла стоящего в электрохимическом ряду напряжений ниже определяемого элемента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувстви тельности электрода за счет получе- ния на нем устойчивых сорбционных центров концентрирования определяемого элемента, на графитовый стер- жень из электролита дополнительно наносят ультрамикроколичества метал ла, стоящего в электрохимическом ряду напряжений вьпае металла, нанесенного на графитовый стержень.2Способ по и. 1, о т л и ч ай с я тем, что используютлит, содержащий дополнительномые металлы в количестве 0,1 кг/л.Изобретение относится к аналитик .ческой химии, в частности к инверсионно-электрохимическим методам анализа, и может быть использовано в химической, металлургической, горной и пищевой промышленности для определений микро- и ультрамикроколичеств элементов в растворах электролитовИзвестен способ Формирования электрода для определения микроколи честв амальгаммо-образующих элементов, например свинца, кадмия, цинка, путем нанесения на графитовый стержень микроколичеств ртути из водного раствора электролита, содержащего 15 110-2 МНд (БОЗ),с последующим концентрированйем на электроде определяемого элемента, дальнейшим его анодным растворением с получением на полярографе кривой анодного электро- растворения, аналитический сигнал на которой пропорционален концентрации определяемого элемента в растворе. Присутствие ртути на электроде обеспечивает концентрирование определяемого элемента на поверхности электрода за счет образования амаль- гамм определяемого элемента с ртутью,С помощью этого электрода можно определить микроколичества элементов, концентрация которых в электролите составляет 1 мкг/л и более при времени их накопления на электроде в течение 10-бО мин 13.Недостатком сформированного дан ным способом электрода является его невысокая чувствительность н связи с невозможностью создания на его поверхности устойчивых сорбционных центров концентрирования определяе мого элемента, что не позволяет получить четкую нераздвоенную кривую его электрорастнорения и иметь достоверный результат определения.Наиболее близким к предлагаемому 45 по технической сущности является способ формирования электрода для инверсионно-электрохимического определения микро- и ультрамикроколичеств элементов, заключающийся н нанесении из электролита на графитоный стержень микроколичеств металла, стоящего в электрохимическом ряду напряжений ниже определяемого элемента. Металл служит для удержания определяемого элемента после концентрирования его на электроде благодаря химическому взаимодействию между определяемым элементом и металлом и способствует дальнейшему анод- ному растворению определяемого эле мента. При определении микроколичеств снинца (Рн, ионов сульфидов (Б), никеля (и), мьппьяка (ЛЗ), ионон фосфатов ( РО) в качестве металла, нанесенного на графитовый стержень, 65 используют соответственно ртуть, серебро, платину, золото, нисмут 23,Недостатком сформированного известным способом электрода является его низкая чувствительность, которая не позволяет получить четкую нераздвоенную кривую анодного электрорастворения определяемого элемента и судить по ней о достоверности результатов количественного анализа из-за отсутствия на поверхности электрода устойчивых сорбционных центров концентрирования. Количественное определение элемента с помощью электрода, сформированного известным способом, является длительным, так как связано с продолжительным (1-1,5 ч) накоплением элемента на электроде.Целью изобретения является повышение чувствительности электрода за счет получения на нем устойчивых сорбционных центров концентрирования определяемого элемента. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу формирования электрода для инверсионноэлектрохимического определения микрон ультрамикроколичеств элементов путем нанесения из электролита на графитовый стержень микроколичестн металла, стоящего в электрохимическом ряду напряжений ниже определя-, емого элемента, на графитовый стержень из электролита дополнительно наносят ультрамикроколичестна металла, стоящего в электрохимическом ряду напряжений выше металла, нанесенного на графитовый стержень.Кроме того, концентрация наносимого дополнительного металла н электролите составляет 0,1-10,0 мкг/л.Дополнительное нанесение из электролита на графитовый стержень ультрамикроколичеств металлов более электроотрицательных, чем нанесенный на него металл, способствует повышению чувствительности определения за счет создания на поверхности электрода устойчивых сорбционных центров концентрирования, на которых накапливается и удерживается определяемый элемент, что позволяет при дальнейшем анодном электрорастнорении сконцентрированного элемента получить четкую, нераздноенную кривую, пропорциональную концентрации элемента в растворе, кроме того, ускоряется процесс концентрирования, продолжительность которого сокращается в б раз и составляет 5-10 мин. Таким образом, с помощью сформированного предлагаемым способом электрода появляется возможность определять элементы, концентрация которых в растворе составляет менее 1 мкг/л, а именно 0,01-1 мкг/л.1081521 Концентрацияопределяемогоэлемента,мкг/л Концентрация в электролите ультра- микроколичеств метал.-.лов до- полнительно наносимых на электрод, мкг/л Наименование ультра- микроколичеств, дополнительно наносимых на элект- род Величинасигналаэлект- рораст- ворения,см Концентрацияртути вэлектролите,наносимая наэлектрод,мг/л Наименованиеопределяемого элемента Способ 0,09 8,0 0,1 0,1. 8,0 0,1 При концентрации в электролитеультрамикроколичества металлов наносимых на графитовый стержень,менее 0,1 мкг/л чувствительностьопределения на сформированном электроде еще невелика, так как количества металлов недостаточно для созда"ния на поверхности электрода устойчивых сорбционных центров концентрирования. В то же время введениев электролит ультрамикроколичеств 1 Ометаллов более 10,0 мкг/л нецелесообразно, так как достигнутая максимальная чувствительность определения при увеличении вводимых враствор ультрамикроколичеств металлов более 10,0 мкг/л не изменяется.П р и м е р ы. Осуществлялосьформирование электрода для определения ультрамикроколичеств свинца,кадмия и цинка в растворах электролитов; содержащих 100 мг/л03)2Если в растворе содержатся микроколичества элемента, то количествопокрытия, образующегося на электроде,25равно 10 -10г/см 2, для ультрамикроколичеств эта величина меньше,.чем 10 г/см 2. Понятия микроколичествоЙ ультрамикроколичество относятсяк концентрации элементов в растворе. ЗОПонятие микроколичество элементовозначает, что концентрациья элемента:в растворе составляет 10 -10 моль/лили 10-100 мкг/л. Понятие ультрамикроколичество означает, что концентрация элемента в растворе меньше, чем 10моль/г или 10,0 мкг/л.На графитовый стержень из растворов электролитов при потенциале1,5 В наносились иикроколичествартути - металла, стоящего в электро Охимическом ряду напряжений нижеопределяемых элементов. Определениесвинца осуществлялось в 0,1 М растПредлагаемый (Кадмий) 100 са 100воре НСХ, определение кадмия и цинкав 0,1 М растворах БР 4 С 1Затем в каждый из растворов электролитов поочередно добавлялись 0,09; 0,1, 10 20 мкг/л ультрамикрокаличеств металлов, стоящих в электрохимическом ряду напряжений выше ртути, которые из электролитов дополнительно наносились на графитовый стержень при потенциале 1,5 В.При определении свинца в качестве ультрамикроколичеств использовались висмут (В 3.), медь (Си), цинк Еп), кадмий (Са), галлий (6 а 1,для определения кадмия - галлий, для определения цинка в .железо.Затем осуществлялось концентрирование каждого из определяемых элементов иэ исследуемого раствора электролита на поверхность сформированного укаэанным способом электрода. Концентрирование свинца и кадмия осуществлялось при потенциале 1,5 В, а цинка - при потенциале 1,7 В. Продолжительность концентрирования каждого из определяемых элементов на сформированном электроде составляет 2 мин.Сконцентрированный на электроде осадок каждого из определяемых эле;: ментов подвергался анодному электро- растворению в дифференциальном режиме при скорости развертки электро- растворения 0,4 в/с, в процессе которого регистрировалась кривая электрорастворения, высота аналитического сигнала на которой пропорциональна концентрации определяемого элемента в растворе и времени концентрирования.В таблице представлены сравнительные данные по определению концентрации перечисленных элементов с помощью электрода, сформированного предлагаемым и известным способами.Заказ 1539/38 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", гУжгород, ул. Проектная, 4 Из таблицы видно, что с использованием электрода, сформированного предлагаемым способом, повышается 40 чувствительность определения ультрамикроколичеств элементов, о чем свидетельствуют высокие результаты определений (0,1-1 мгк/л), которые уже достигаются при продолжительности анализа, не превышающей 10 мин, в то время как электрод, сформированный известным способом, вообще не фиксирует крличественное содержание определяемого элемента за установленную продолжительность анализа. Использование предлагаемого спо-соба формирования электрода для инверсионно-электрохимического определения микро- и ультрамикроколи-. честв элементов по сравнению с известными способами обеспечивает повышение чувствительности опоеделения за счет создания на поверхности электрода устойчивых сорбционных центров концентрирования, повышейие экспрессности определения за счет сокращения продолжительности определяемого элемента на электроде в 5-б раз.