Инверсионно-вольтамперометрический способ определения осмия в природных и промышленных объектах

(51)5 6 01 й 2 ОСУДАРСТВЕННО ИЗОБРЕТЕНИРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 6 ЮЙВ.%смйзщ РСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ нический институт им,В,Кропоткина др, Аналитическая хиновые металлы. 1972,пределение осмия мевольтамперометрии в дуктах, Журн, анал, хи- О. с, 1858-1862. ОЛ ЬТАМПЕ РОМ ЕТОПРЕДЕЛЕНИЯ ОС- ПРОМЫШЛЕННЫХ(54) ИНВЕРСИОННО РИЧЕСКИЙ СПОСОБ МИЯ В ПРИРОДНЪХ ОБЪЕКТАХ(56) Гинзбург С,М, имия элементов. Платис. 616.Швец Л.А. и др, Отодом инверсионнойтехнологических промии, 1987 гт.42, М 1 Изобретение относится к аналитической. химии, в частности к анализу объектов способом инверсионной вольтамперометрии, и может быть использовано для определения содержания осмия в растворах и сплавах,Для определения осмия предложено большое число спектрофотометрических методов (Сф), использующих широкий круг реагентов, в основном органических. Из неорганических соединений используют роданиды щелочных металлов и аммония,Так же, как и все другие известные меы, спектрофотометрический метод не по.2способом инверсионной вольтамперометрии, и может быть использовано для определения содержания осмия в растворах и сплавах, Сущность способа заключается в . инверсионно-вольтамперометрическом определении содержания осмия в природных и промышленных объектах путем электро- осаждения осмия на поверхность графитового электрода или введения осмия в угольно-пастовый электрод с последующим электроокислением осадка в кислых среуах в присутствии перекиси водорода (10 -30).Регистрируемые "обратные" пики при анодной развертке потенциала характерны только для осмия, что позволяет исключить влияние других платиновых металлов. Потенциал электролиза Е=0,05 В З позволяет исключить влияние "неблагородных" металлов, так как потенциалы их электронакопления и электроокисления намного более электроотрицательны, 1 ил.,1 табл. 4 ь0 зволяет определять осмий в присутствии всех сопутствующих ему элементов плати новой группы, и поэтому обычно его отделя- ЦЧ ют в виде 0804 дистилляцией, либо путем избирательной экстракции.Интервал определяемых 10-0,001 мкгlмл или от 1 до 106Наиболее близким по своей технической сущности к изобретению является инверсионно-вольтамперометрический (ИВ) способ определения содержания осмия в промышленных объектах. Этот способ основан на регистрации тока электроокисления осадка осмия, предварительно электро1746285 5 10 15 и электрод сравнения - каломельный. За 20 г+4 Н +4 е =. 2 НгОг,осажденного из анализируемого раствора на графитовой электрод. Требуется предварительная стадия разрушения анализируемого образца путем окислительного сплавления с целью переведения анализируемого образца в раствор, так как определению осмия ИВ способом мешают многие ионы (Сц, М, все платиновые металлы и др.). Осмий отделяется от других компонентов анализируемой пробы методом дистилляции.Дистилляция проводится из сернокислых растворов в присутствии различных окислителей в течение 1 ч. Поглощение летучей Оз 04 проводится раствором 0,01 М муравьиной кислоты, Этот раствор одновременно является фоном для ИВ определения осмия. Для этого в анализируемый раствор опускаются графитовый (рабочий) электрод дается потенциал электронакопления осмия -0,2 В, и в течение определенного времени происходит электролиз исследуемого раствора. После этого задается анодное направление изменения потенциала и снимается вольтамперная кривая электро- окисления осадка. Недостатком известных способов является то, что определению осмия мешает наличие в анализируемом растворе других платиновых металлов, серебра, золота, а также многих неблагородных металлов: меди, никеля, железа и др., При этом способ отличается недостаточно широким интервалом определяемых содержаний, большой трудоемкостью анализа в связи с необходимостью и сложностью отделения осмия от других компонентов раствора и невозможностью анализировать образцы без их разрушения,Целью изобретения является упрощение определения осмия.Поставленная цель достигается тем, что определение осмия в природных и промышленных объектах осуществляется путем электронакопления осадка осмия при потенциале электролиза Е=О,О В на поверхность графитового электрода или введения пробы, содержащей металлический осмий, в состав электроактивного электрода с последующим электроокислениезм осмия в кислой среде в присутствии 10 -30 перекиси водорода с фиксированием на анодной поляризационной кривой "обратного" пика (катодного), по которому судят о концентрации осмия в анализируемом объекте. Таким образом, новым в способе является то, что процесс окисления осадка осмия 30 35 40 45 50 55 или сплавов на его основе осуществляют в кислой среде в присутствии перекиси водорода. Как и в методе ИВ, для определения осмия из раствора необходима стадия предварительного электроосаждения. Однако, в отличие от метода ИВ, в предлагаемом нами методе оптимальным потенциалом злектронакопления является Е=О,О В. Это более положительное значение потенциала электролиза (в ИВ Е=-0,2 В), что позволяет полностью исключить влияние всех неблагородных элементов раствора, так как они в этих условиях не накапливаются на электроде и не мешают определению при любых их содержаниях в растворе,формирование "обратного" пика связано с протеканием следующих электрохимических реакций, При протекании анодного процесса электроокисления осмия в присутствии перекиси образуется кислород Озе-.4 НгОг=080 г(тв)+2 Нг 0+20 г (1) Образовавшийся кислород в кислой среде формирует "обратный" пик в соответствии с электрохимической реакцией Стандартный потенциал такого процесса Е=0,68 В отн. в. э.=0,44 В отн.н,к,э, Образовавшийся в.результате реакции (1) ОзОг(тв) химически окисляется перекисью водорода до ОзО(вд по реакции 0302+2 НгОг=08 04+2 Нг 0, (3) В результате суммы трех процессов происходит электроокисление осмия с поверхности графитового электрода и фиксируется поля рографическая кривая, приведенная на чертеже, Ток "обратного" пика пропорционален количеству осмия в осадке на поверхности электрода или количеству осмия в сплаве, используемом в качестве электрода. Так как реакцияявляется специфической только для осмия, то определению осмия по предлагаемому способу не мешают любые количества других платиновых металлов. Ток "обратного" пика сильно зависит от концентрации перекиси водорода, С увеличением концентрации перекиси водорода ток "обратного" пика увеличивается, Этот факт позволяет расширить интервал опреде-, ляемых содержаний осмия, Используя 30 ф перекись водорода, можно анализировать "бедные" по содержанию осмия продукты (10 - 10 Я, ,меньшая концентрацию перекиси, можно анализиро1746285 Соз= (2,5+0,3) 10 % 25 30 35 Сх вать "богатые" по содержанию осмия продукты (10 4 - 100)П р и м е р 1. Навеску пробы КПмассой 1 г помещают в тигель из стекло- углерода или корунда и обжигают в муфельной печи при 350-400 С в течение 1 ч. Охлажденную пробу смешивают с 4-кратным избытком перекиси натрия, медленно повышая температуру до 400 С, спекают в муфеле и выдерживают при этой температуре 30-40 мин.Охлажденный плав выщелачивают 10 мл 0,1 М раствора Н 230 а. Раствор переносят из тигля в стаканчик для полярографирования. Добавляют 0,1 мл 30-ного Н 202 и определяют осмий методом ИВ. Условия определения: потенциал электролиза 0,0 В; время электролиза 1 мин; потенциал "обратного" пика 0,4 - 0,5 В, скорость изменения потенциала 50 мВ/с, Вводят стандартную добавку осмия (Ч) и вновь полярографируют раствор. Расчет содержания осмия проводят методом добавок по формуле где Сх - содержание осмия в 1 г анализируемого объекта, г;Сд - концентрация стандартного раствора, г/мл;Чд - объем добавки стандартного растворамл;Ьпр - высота пика в пробе, мм;Ьд - высота пика после добавки стандартного раствора, мм;в - навеска анализируемой пробы, г.П р и м е р 2. Анализ объектов, содержащих большие количества серебра, В качестве объекта анализа был выбран стандартный образец (СО) платинового концентрата КП. Характеристика образца приведена в таблице,Данный платиновый концентрат отличается повцшеннцм содержанием серебра (65-80). Провести определение содержания осмия известным методом не удалось, потому что при дистилляции Оз 04 в перегонную колбу попадает значительное количество серебра, маскирующего аноднцй пик осмия. При введении в анализируемую пробу(0,03 М муравьиная кислота), полученную после дистилляции Оз 04 из раствора КП, перекиси водорода (Сн 2 о =0,6 М) определение осмия становится возможным методом ИВ, т,е, по "обратному" пику, Со 5 10 15 20 40 45 50 55 держание осмия в дистилляте оценивалось методом добавок стандартного раствора и рассчитывалось по формуле,Определение осмия методом ИВ в КП непосредственно после выщелачивания плава водой не удалось. Мешает значительное по сравнению с осмием, содержание серебра, Однако проведено такое определение после выщелачивания плава 1 М НС, когда большая часть серебра выпадает в осадок и не мешает определению осмия.В результате анализа СО методом ИВ с отделением серебра в виде АоС и последующим полярографированием раствора в присутствии 0,8 М Н 202 получают Соз= =(2,5+0,1) 10 , определяют осмий в КПметодом ОВ после дистилляции добавлением в раствор 0,01 М муравьиной кислоты. При полярографировании раствор содержал 0,8 М Н 202. Содержание осмия в СО Следовательно, по сравнению с известным способом определению осмияметодов ИВ по "обратному" пику не мешают любые количества платиновых металлов, а также неблагородные металлы, Большие количества серебра мешают определению. Расширяется интервал определяемых содержаний до 10 - 100 против 10 6 - 10 , увеличивается экспрессность аналитического определения в 10 раз, повышается точность определения, так как не нужны операции отделения осмия от платиновых и неблагородных элементов. Формула изобретения Инверсионно-вольтамперометрическ - ий способ определения осмия в природных и промцшленных объектах путем электро- осаждения осмия на поверхность графитового электрода или введения пробы в состав угольно-пастового электрода с последую-. щим злектроокислением осадка осмия в кислой среде, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью упрощения определения, электро- восстановление осмия проводят при потенциале электролиза в интервале от +0,05 до -0,05 В в присутствии 10 - 30% перекиси водорода с последующим фиксированием на анодной поляризационной кривой "обратного" пика катодного восстановления кислорода, по которому судят о концентрации осмия в анализируемом объекте.1746285 иапазон массовой доли элемента Р 1 Р 6 КЬ 1 гВц Ац А Сц М Ре о аг Составитель Т. НиколаеТехред М,Моргентал орректор В. Гирн Редак азоренк Заказ 2391 . Тираж Подписное" ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 изводственн 1,0-2,0 3,5-6,0 0,03.0,1 0,0020,01 0,001-0,003 0,003-0,01 б 5-80 0,5.6,0 2,0.15,00,5-2,5