Электрохимический способ определения металлов в растворе

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19)с)ГОСУДАРСТНЕННЬЙ КПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПРИ ГКНТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ М 1):1,. " - Ж%. ЫИ САНИ РЕТЕН ИДЕТНр,с И АВТОРСКО ения металл пользовано дляв объектах окружных водах. Цельшение чувствитети определения,что используют сточ дь ающе тения - и и селект изоб ьнос Нф 4структорско-техконструированию ров дпя очистки вод "Казмеханвно остигаетс тельньш э т е екпол др. Упрощенныйонопотенциометрив. лабор., 1984,апическ мии. М. метоХимия, ПРЕДЕИ СПОСОБВОРЕсится кможет б бл ть Изобретени ческой химии количественн мперметра измерения така 8. ед щим об растворах для опред окружающе в краия элекение сел ения ти опредНа ченяемой укадмия. ме ена с теже притановки н я опр Установка со электрода 1, ст дов 2,3, кадмие полюсного перек(7 1) Специальное коннологическое бюро пооборудования и прибопромышленных сточныхобр"(57) Изобретение отнаналитической химии относится к аналити а именно к способам ого анализа металлов в может быть использован ния металлов в объектах и среды и в сточных водах,изобретения является повыективности и чувствительностоит из цинкового клоуглеродных электроого электрода 4, двухючателя 5 с нейтральтрод, идентичныи индикаторному, который помещают в анализируемый раствор .В период осаждения на дополнительномэлектроде задают потенциал на 0,1+20,05 Вменьше, чем потенциал, при котором начинает выделяться анализируемый металл на индикаторном электроде.После осаждения электрод выдерживают2-3 с в отсутствие поляризации. Растворение металла с индикаторного электрода осуществляют путем замыканияэлектродов через гальванометр. 0 концентрации металла судят по максимальному значению тока в момент замыканияэлектродов. 1 ил., 1 табл,ным положением микроаразличными пределамина 7, магнитной мешалУстановка работает разом.Переключатель 5 переводится нее правое положение, проводитс троосаждение кадмия и всех электропо ложительных металлов на электроде 2. На электроде 3 кадмий не выделяется, но выделяются все более электроположительные металлы. По истечении времени осаждения (время задается по секундомеру) переключатель 5 переводят на 2-8 с в нейтральное, а затем в крайнее левое положение, При этом за 1539645мечают, на какую максимальную величину отклоняется стрелка микроампер- метра б. Эта величина является аналитическим сигналом, Перед следующим измерением электроды протирают Фильтровальной бумагой. Для контроля других .металлов необходимо подобрать материал электродов 1,4.Предлагаемый способ реализуетсяследующим образом.,В анализируемый раствор погружаютдва идентичных индикаторных электрода (например, стеклоуглеродных) иполяризуют их в течение некоторогозаранее заданного времени с использованием потенциостата или внутреннего электролиза, При этом задают потенгиал, при котором на одном электроде анализируемый металл выпеляется, а на другом нет, но выделяютсявсе мешающие электроположительныеметаллы. Затем электроды в течение2-3 с выдерживают без тока поляриза.цки, Это время необходимо для того,чтобы электроды приняли потенциалы,близкие к соответствующей равновесной системе, За это время происходитперезарядка двойного электрическогослоя, а также значительно снижается 30Фарадеевская составляющая фоновоготока. По истечении этого времени вы -делившийся на индикаторном электродеметалл начинает взаимодействовать сокислителями, присутствующими в растворе, например растворенньп кислородом или ртутью (11), если ее вводилив раствор, и часть аналитическогосигнала теряется, Поскольку на индикаторном электроде анализируемый металл содержится, а на дополнительном электроде нет, то между ними за2-3 с устанавливается какая-то разность потенциалов, определяемая различными Факторами: наличием электроположительных металлов, составом фона, количеством выделившегося на.индикаторном электроде металла и т,д.За счет этой разницы при замыканииэлектродов через гальванометр потечет 50.ток, максимальная величина которогохарактеризует количество анализируемого металла в растворе. Посколькумешающие металлы выделяются как наиндикаторном, так и на дополнительномэлектродах, то их наличие не оказывает влияния на анализ. Таким образомдостигается селективность определения.За счет того, что вводится бестоковая выдержка (при этом часть фонового тока компенсируется), потенциалы электродов отличаются, как правило, на 0,2-0,4 В, причем в момент замыкания каждый электрод поляризуется только на половину этой величины, поскольку в этом случае индикаторный электрод является анодом, а дополнительный - катодом, и устанавливается какой-то смешанный потенциал. Если анализируемый металл в анализируемом растворе отсутствует, то после 2-3 с выдержки электроды принимают одинаковый потенциал и фоновый ток не регистрируется, что повышает чувствительность анализа.1П р и м е р 1. Готовят несколько модельных растворов, содержащих на фоне 1 М НС 1 различные .концентрации кадмия, свинца, меди, которые заливают в ячейку объемом 100 мл. В ячейке размещена магнитная мешалка (скорость вращения 600 об/мин)Используют два одинаковых индикаторных электрода из стеклоуглерода СУ(диаметром 11 мм), а также металлические цилиндрические электроды из цинка, кадмия, свинца и меди диаметром 15 мм, погруженные на 25 мм в анализируемый раствор.В качестве гальванометра используют вопьтамперметр Ц в 43 или осциллограф, параллельно входу которого подключают сопротивление. 1 кОм, на которое соответственно рассчитывают ток.Время осаждения для 1-7 опытов составляет 30 с.Опыт 1, Определяют содержание кадмия 1,0 мг/л . На 30 с один стеклографитовый электрод соединяют с цинковым, а другой - с кадмиевым электродами (устанавливают потенциал, при котором кадмий не выделяется) . Затем стеклографитовые электроды отключают от металлических электродов и выдерживают без тока 2 с, после чего стеклографитовые электроды подключают к ,вольтамперметру Ц. Фиксируют максимальный бросок стрелки 3,5 мА. Концентрацию кадмия определяют по градуировочному графику - 1,0 мг/л.Опыт 2. Проводят определение аналогично опыту 1, но в раствор дополнительно вводят 1,0 мг/л меди (11)Опыт 3. Проводят определение аналогично опыту 1, отмечая возможностьанализа как по способу-прототипу, 1так и по предлагаемому способу.5 15396Опыты 4,5. Проводят определениеаналогично опыту 1 (в опыте 5 для регистрации тока растворения используютосциллограФ). Отмечено что чувстви- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яВ5тельность определения предлагаемогоспособа в 1000 раз выше чем способапрототипа,45 6левых условиях; ис ключить не обходи - мость применения токсичной ртути (11) Введено, мг/л Способ опыта Сй Предлагаемыи Сц Прототип РЬ Максимальный Найдено,ток, мкА мг/л,25 Опыт 6. Проводят определение свинца (11) аналогично опыту 1, но используют кадмиевый и свинцовый металлические электроды,Опыт 7. Проводят определение аналогично опыту 1, но используюткадмиевый и медный металлические электроды. Опыты 6 и 7 иллюстрируют возможность анализа различных металлов. Результаты опытов 1-7 сведены в таблицу. 20Способ позволяет повысить селективность определения в 10-20 раз, проводить анализ, если содержание мешающих электроположительных металлов составляет 100-200 Х от содержания анализируемого металла; повысить чувствительность в 1000 раз (см. опыты 4,5,8); упростить метод анализа: для анализа необходимы только секундомер, переключатель, мешалка, набор электродов,30 что позволяет проводить анализ в поЭлектрохимический способ определения металлов в растворе, включающийих предварительное электрохимическоеосаждение в виде металла на индикаторном электроде и последующее электрохимическое растворение, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения селективности и чувствительности определения, дополнительныйэлектрод, идентичный индикаторному,помещают в анализируемый раствор и впериод осаждения задают на нем потен-циал на (0,1.0,05) В меньше, чем потенциал, при котором начинает выцеляться анализируемый металл на индикаторном электроде, после осажденияэлектроды в течение 2-3 с выдерживают в отсутствие тока поляризации,затем растворение металла в индикаторного электрода осуществляют путемзамыкания электродов через гальванометр между собой, а о концентрацииметалла судят по максимальному зна. -чению тока в момент замыкания электродов,1539645 Составитель Т.НиколаеваРедактор А.Маковская Техред М.Ходанич Коррек Черн Заказ 213 Тираж 501 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 НТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101