Способ инверсионного электрохимического определения вольфрамат-ионов

СОЮЗ СОВЕТСКИХшииирпюесыижРЕСПУБЛИК 0% (11) зсю С 01 И 27/4 САНИЕ ИЗ ТЕНИЯ 0,05 0,1 0,05 0,10 0,5 0 405 ОЛО 0,15 0,20 Й, сфиг.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СЮЖЕТ(7 1) Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола (53) 543.257(088.8)(56) 1. Эршлер А.В. Гальваностатические методы в исследованиях механизмов электрохимических реакций. В сб, Электросинтеэ и биоэлектрохимия. Прогресс электрохимии органических соединений. М., "Наука", 1975, с, 199-25 1.2, Брайнина Х.З. Инверсионная вольтамперометрия твердых фаз, М., "Химия", 1972, с, 45 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИНВЕРСИОННОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛЬФРАМАТ-ИОНОВ путем концентрирования их на электроде в виде поверхностных соединений с материалом электрода и последующей регистрацией катодных кривых восстановления этих соединений, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью одно" временного определения вольфрамати молибдат-ионов, эти ионы концентрируют на ртутном электроде на фоне индифферентного электролита 0,05- 0,10 М раствора нитрата или сульфата калия при рН раствора 5,0-5,5 в области потенциалов 0,28-0,35 В с последующей регистрацией катодных двухступенчатых хронопотенциограмм при плотности тока 3-3,5 мкА/мм и2 пс значениям переходных времен определяют концентрации молибдат- и вольфрамат-ионов.11Изобретение относится к аналити"ческой химии, в частности к вольтамперометрическим способам определения анионов в водных растворах.Известна совместная адсорбциядвух компонентов раствора на ртутном электроде в случае различия иэнергиях адсорбции этих компонентов, позволяющая при регистрацииэлектродного процесса в гальваностатическом режиме получить хронопотенциограмму с двумя задержками нотенциала, отвечающими электрохимической реакции в адсорбционном слое сучастием первого и второго компонентов в раствореОднако эта закономерность не реа"лиэована для определения вольфрамат"и молибдат-ионов при совместном ихприсутствии в растворе,Наиболее близким гехническимрешением к изобретению является способ инверсионногоэлектрохимическогоопределения вольфрамат-ионов путем концентрирования их на электроде в виде поверхностных соединений с материалом электрода и последующей регистрацией катодных токов восстановления этих соединений.Сущность известного способа заключается в определении вольфраматионов в отсутствие молибдат-ионо 0,основанном на анодном электроосаждении на ртутном электроде с последующим катодным восстановлениеммалорастворимой соли в режиме линейно меняющегося потенциала 2,Недостатками известного способаявляются мешающее влияние молибдатионов при определении в их присутствии вольфрамат-ионов, мешающее влияние вольфрамат-нонов при определении в их присутствии молибдат-ионов,невозможность раздельного определения содержания обоих анионов присовместном нх присутствии в растворе,Цель изобретения - одновременное определение вольфрамат- и молнбдатионов,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу инверсионного электрохимического определения вольфрамат-ионов путем концентрирования их иа электроде в виде поверхностных соединений с материалом электрода и последующей регист 20233 2рацией катодных кривых восстановления этих соединений, эти ионы койцентрируют на ртутном электроде на фоне индиферентного электролита 0,05-0,10 М раствора нитрата или сульфата калия при рН раствора 5,0- 5,5 в области потенциалов 0,28- 0,35 В с посдедующей регистрацией катодных двухступенчатых хронопотенциограмм при плотности тока 3-3,5 мкА/мм и по значениям пере.ходных времен определяют концентрации молибдат- и вольфрамат-ионов.На фиг. 1 представлена катодная кривая на фиг. 2 - калибровочный график.Для определения указанных анионов предложено проводить накопление из раствора на поверхности ртутного пленочного электрода при постоянном потенциале, достаточном для хемо.сорбции только вольфрамат-ионов (0,26-0,28 А на с.к,э.) с образованием соединения Ня ИО 4 на поверхнос 2ти электрода. с последующей регистрацией гальваностатической кривой электрорастворения вольфрамата ртути. Потенциал накопления анионов подбирается опытным путем. При потенциале менее 0,26 В не происходит заметной адсорбции ИО , а тем бо"2 лее МоО -ионов, При потенциале более 0,28 В кроме адсорбции ИО-ионов начинается адсорбция МоО-ионов, что нежелательно, Поэтому оптимальный диапазон потенциалов адсорбцни ИО,; -ионов 0,26-0,28 В.Величина переходного времени гальваностатических кривых пропорциональна содержанию вольфрамат-ионов в растворе. Содержание молибдат-ионов в растворе 10 - 10 при этом не сказывается на определении вольфрамат-ионов,При постоянном потенциале, достаточном для электрохемосорбции обоих ионов 0,33-0,35 В, производится совместное накопление на поверхности электрода поверхностных соединений Ня ЫО и Не Мо 04 с последующей регйстрацией катодных хронопотенциограмм их электрорастворения. Потенциалы накопления ниже 0,-3 В нецелесообразны ввиду малой величины адсорбции МоО авионов, при потенциалах выше 0,35 В становится возможна элекрокристаллизадя осадков, что искажает катодные3 1хронопотенциограммы. Поэтому дляанализа рекомендуется диапазон0,33-0,35 В. Катодные гальваностатические кривые при этом имеют двапереходных времени. Первая задержка потенцйала (по ходу кривой)соответствует восстановлению молибдата ртути и регистрируется вдиапазоне потенциалов 0,28-0,30 В.лВеличина переходного времени ,соответствующего восстановлениюН 8 МоО, пропорциональна концентра- гции анионов МоОв широкой области концентраций (10 - О 4 М2 при постоянной концентрации ИО 4ионов 2 10 ь - 10 4,В качестве фонового электролитамогут быть использованы растворынитрата или сульфата натрия или калия при концентрации 0,05-0,1 М ирН 5-5,5. Меньшая концентрация фонового электролита и выход за указанные пределы рН нецелесообразны,так как это приводит к увеличениюсопротивления электролита. Концентрация более 0,1 М ведет к неоправданному увеличению расхода реактивов, поэтому оптимальной концентрацией фонового электролита является0,05-0, 1 М. Катодная гальваностатическая кривая регистрируется при постоянной плотности тока, равной 3- 3,5 мкА/мм, Выбранные величины плотностей токов дают наиболее оптимальные переходные времена катодных хронопотенциограмм, достаточно чувствительные к изменению концентра", ции определяемого вещества.Для определения анионов предлагаемым способом может быть использована обычная хронопотенциометрическая установка с осциллографической регистрацией хронопотенщограмм.П р и м е р . Определение вольф- рамат- и молибдат-ионов проводятся в растворе нитрата калия с содержанием МО -ионов 5 10 М и МоОФ ионов 1 10М. Концентрация нит" рата калия 0,1 М, рН 5,2.Навеску препарата растворяют в 100 мл дважды дистиллированной врды, переносят раствор в электро- химическуЬ ячейку и деаэрируют током инертного газа. Отполированный торец серебряной проволоки, впаянной в стеклянный или тефлоновый держа 120233 10253055 тель, смачивают чистой ртутью для образования ртутной пленки произ" вольной толщины. Электрод споласкивают затем 1 н. серной кислотой и тщательно промывают большим количеством дистиллированной воды. Приготовленный таким образом электрод переносят в ячейку и определение анионов ведут следующим способом.Электрод выдерживают при э= = 0,28 В в течение 10 мин и затем регистрируют катодную гальваностатическую кривую электрорастворения Н 8 КО 4 при плотности тока 3 мкА/мм Величйна переходного времени кривой пропорциональна содержаниюгИО -ионов, Определив по калибровоч 4ному графику (фиг. 2) содержание вольфрамат-ионов, не разделяя пробу и не проводя каких-либо подготовительных операций, проводят далее электролиз при э = 0,35 В в течение 13,5 мин, после чего регистрируют катодную гальваностатическую кривую электрорастворения смешанного осадка Н 8 Мо 04 и Нр 2 КО 4, На катодной- кривой регйстрируются две задержки потенциала: первая по ходу кривой соответствует растворению Н 8 Мо 04, вторая - растворению Нд;ИО (Фиг, 1). Зависимость длины первой задержки от С 7 при постоянной Сог- является линейной.Содержание молибдат-ионов в пробе при установленной концентрации НО 4 -ионов определяют по градуиро 2вочному графику,Варьирование времени предэлектролиза позволяет подбирать конкретные условия определения вольфрамати молибдат-ионов в качестве примесей.Предлагаемый способ позволяет-6 определить при= 0,28 В 2 1010 М ИО 4 -ионов в присутствии ИоО -ионов 210 - 10 , затем при= 0,35 В содержание молибдатионов в указанных пределах концентрации в присутствии 2 10 - 1 О вольфрамат-ионов.Предлагаемый способ определения вольфрамат- и молибдат-ионов не требует разделения анионов в смеси и каких-либо других .подготовитель 4 ный операций по устранению их взаимного влияния.Перимуществом предлагаемого спо-; соба является возможность определения каждого аниона в смеси, наличиехорошей разрешающей способностии воспроизводимостиОн чувствите.лен, прост и может быть использованв анализе чистых реактивов и препаСоставитель И. Рогальедактор А. Козориз Техред А,Ьабинед , Коррек нтю Тираж 822арственного комитетаизобретений и открытийЖ, Раушская наб.,ПодписноСР 4/5 Патент, г, Ужгород Филиал Проектная, 4 аказ 7731/31 ВНИИПИ Го по дел 113035, Москв112 О 233 ьратов, содержащих вольфрамат- имолибдат-ионы в качестве примесей.Относительная ошибка определенияне превышает 83,