Способ определения осмия

09 013 СОЮЗ СОВЕТСНИХШИЮФМЕСНИРЕСПУБЛИН зов С 01 И 31 10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯй двт 0 ИДЕ 1 ВЪСТВ(7 ю 35-7,44)10 Ф (1,65-.1,74)10Йодат калияАрсенит натрияСерная кислота ГОСУДАРСТ 8 ЕНН 1 Й КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЙ 3(71) Московский ордена Трудового Крас. ного Знамени институт тонкой химической технологии им, М.В, Ломоносова (53) 543.066(088,8)(56) 1. "Журнал аналитической химии", 1974, 24, с, 335-339.2. Авторское свидетельство СССР Ф 701946, кл. С 01 К 31/10, 1978 (прототип)(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСМИЯ, основанный на его каталитическом действии в окислительно-восстановительной реакции мезду арсенитом натрия и галогеиатом калия в присутствиисерной кислоты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения селективности определения осмия присохранении высокой чувствительностиспособа, в качестве галогената калияиспользуют йодат калия и окислительно-восстановительную реакцию проводятпри следующих. концентрациях компонентов, М:(4,65-4,74)10 (7,35-7,44) 10 (1,65-1,74) 10 ,йодат калияАрсенит натрияСерная кислота Изобретение относится к аналитической химии платиновых металлов и может быть использовано для анализа объектов, содержащих следы осмия и большие количества других элементов,5 например рутения, меди, никеля, железа, кобальта.Известен способ определения осмия, основанный на индикаторной реакции между арсенитом натрия и броматом ка лия 11 .Недостатком известного, способа является низкая чувствительность: предел обнаружения составляет 5 10 мкг/мл. Определение можно про водить в присутствии не более чем 1000-кратных количеств Си, Г 11, Ге, Со и 100-кратных количеств рутения, тогда как в природных и промьппленных объектах рутений сопутствует осмию 3) в гораздо более высоких избытках.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ определения осмия по его каталитическому 25 действию в индикаторной окислительновосстановительной реакции между арсенитом натрия и периодатом калия 121. Эта реакция протекает с индукционным периодом, длительность которого зави- ЗО сит от концентрации катализатора - осмия. Для измерения индукционного периода применяют амперометррческий метод. Предел обнаружения составляет 5 10 мкг/мл. Определение осмия про 35 водят в присутствии Си, М 1, Ге, Со до 1000-кратного избытка и рутения до 10-кратного избытка.Недостатком известного способа является низкая селективность опре О делсния осмия в присутствии таких элементов, как рутений, медь, никель, железо, кобальт. Цель изобретения - повышение селективности определения осмия при сохранении высокой чувствительности способа.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения осмия, основанному на его каталитичес" 5 О ком действии в окислительно-восстановительной реакции между арсенитом натрия и галогенатом калия в присутствии серной кислоты, в качестве галогената калия используют йодат ка лия и окислительно-восстановительную реакцию проводят при следующих концентрациях компонентов, М: Введение иодата калия определеннойконцентрации вместо периодата калияпозволяет исключить каталитическоедействие рутения в индикаторной реакции при содержании. рутения в 1000 кратном и менее избытке по отношениюк осмию. Это объясняется тем, чтодействие катализатора (осмия) в реакции окисления арсенита натрия йодатом калия протекает по одному из основных механизмов каталитическогодействия комплексных соединений переходных металлов в гомогенных каталитических реакциях - по переменному окислению - восстановлению катали.затора. Для этого необходимо, чтобыкатализатор (осмий) являлся окислителем по отношению к арсениту натрияи восстановителем - к йодату калия,что возможно благодаря существованиюсоединений осмия с различными степенями окисления и легкости их перехода из одной формы в другую. Условиями для этого являются определенныереальные окислительно-восстановительные потенциалы всех участвующих вреакции редокс-систем. Величины этихпотенциалов находятся в зависимостиот соотношения концентраций компонентов реакции: йодата КЗО, арсенитаГ 1 а 2 НАзО, ионов водорода НЯО 4и влияют на проявление каталитического действия осмия в данной реакции,Способ осуществляют следующимобразом.В сосуд-смеситель вносят: в 1-йотросток - раствор арсенита натрияГ 1 аНАз 03 в серной кислоте; во 2-йотросток - раствор йодата калия КЗОи анализируемый раствор осмия;в 3-й отросток - воду. Растворы, общий объем которых составляет 50 мл,перемешивают, Концентрации компонентов индикаторной реакции в смесисоставляют (4,65-4,74) 10 4 М йодатакалия, (7,35-7,44) 10 Г 1 арсенитанатрия, (1,65-1,74)10 М серной кислоты,Далее раствор помещают в электролизер и по истечении 1 мин записываюткинетическую кривую амперометрическим методом по диффузионному токувосстановления йода, выделяющегосяв ходе реакции. Для записи кинетических кривых используют полярограф1105810 достигаемом при средних значенияхконцентраций реагентов.При концентрациях йодата калия,арсенита натрия и серной кислотыменее 4,6510 ; 7,35 ф 10 и 1,65 ф 10 Мсоответственно каталитическая активность .осмия мала.При концентрациях йодата калия й и арсенита натрия более 4,74О1 О -4и 7,44 10 М в присутствии сернойкислоты в количестве, превьппающем1,741 О М, индукционный период некаталитической реакции уменьшается,15что ведет к значительному снижениючувствительности способа определения осмия; Ухудшается также селективность определения осмия, так каккаталитическое действие рутения про 20является при меньшем его избыткепри увеличении концентрации окислителя в индикаторной реакции.Таким образом, интервалы значений концентраций реагентов в индикаторной каталитической реакцииопределения осмия составляют, М:ИаНАзО (7,35-7,44) 10 4К.10.1 (4,65-4, 74) 10 4НЮ 4 (1,65 - 1; 74)10 ЬРи электролитическую ячейку с платиновым вращающимся микроэлектродом. Потенциал электрода +0,4 В (нас.к.э,). Кинетическая кривая характеризуется индукционным, периодом, обратная величина которого пропорциональна концентрации осмия.Концентрацию осмия определяют методом калибровочного графика, которы строят в координатах "обратная длительность индукционного периода - концентрация осмия". Для построения градуировочного графика во 2-й отросток сосуда-смесителя помещают 0,5 мл; 1,0 мп; 3,0 мл; 5,0 мл 110 М раствора осмия и записывают кинетические кривые.Результаты определения осмия в различных растворах предлагаемым и известным методом приведены в табл.1 в которой представлена также селективность определения осмия в присутствии рутения, а также меди, никеля, железа, кобальта.Из данных табл. 1 следует, что результаты анализа растворов, содержащих 10-кратный и менее избыток рутения и 1000-кратный и менее избыток меди, никеля, железа, кобальта, полученные по предлагаемому способу и по прототипу, имеют достаточно хорошую селективность, а следовательно, точность, правильность, воспроизводимость. Но результаты анализа растворов, содержащих 100- и 1000- кратный избыток рутения и 10 -кратный избыток меди, никеля, железа, кобальта, полученные по прототипу, содержат систематическую ошибку в сторону завьппени для рутения и занижения для меди, нкеля, железа, кобальта результатов по содержанию осмия, в то время как результаты, полученные предлагаемым способом, имеют по-прежнему достаточно хорошую селективность, точность и восп". оизводимость.Обоснование средних и граничных значений концентраций компонентов, участвующих в индикаторной окислитель- но-восстановительной реакции определения осмия, представлено в табл, 2. Из табл. 2 видно, что при указанных граничных значениях концентраций реагентов чувствительность и селективность предлагаемого способа определения осмия сохраняются на уровнеР П р и м е р. Лля определенияосмия в сосуд-смеситель вносят растворы: в первый отросток - 18 5 мл-3У2 10 М раствора арсенита натрия в0,05 М Н.БО 4, во второй отросток -,0 мл 1 10 М раствора Йодата калия-2и анализируемьй раствор осмия; в третий отросток - вода до общего объема50 мл, где концентрация реагентовсоставляют: 7,4 10 М Иа НА 0-44, 7110 М КХО и 1, 7 1 О М Н 804.Введено 0,4 нг осмия. Избыток сопутству щих элементов соста ,яет 1 Об д яСи, И 1, Ге и Со и 10 для Ки. По ки-,нетической зависимости, измеренной45 амперометрическим методом, находятиндукционный период реакции и далеепо калибровочной кривой - концентрацию осмия, которая составляет 0,40 ++ 0,01 нг, Предел обнаружения осмияв данной реакции 510 мкг/мл,Из представленных данных следуетУчто предлагаемый способ определенияосмия обладает высокой селективностью: определению не мешают 1000 кратныи и менее избыток рутения и 1 О "6кратный и менее избыток меди никеляФ Фжелеза, кобальта при сохранении высокой чувствительности способа1105810 Предлагаемый способ решает актуальную задачу по разработке новых высокочувствительных и селективных методов анализа осмия в сульфидном медно- никелевом сырье и продуктах его переработки.Способ позволяет анализировать бедные на осмий продукты, что сократит потери в технолотических процессах, обеспечит повьппение извлечения осмия и будет способствовать комплексному использованию медно-никелевых Руд е. Таблица 1 Введено Оз, нг Найдено Оз, нг по прототипу по предлагаемомуспособу 0,40+0,011,63+0,063,9+0,1 1:10 Кц 0,40 0,42-0,021,66+0,По прототипуф МаНАзО 5,8 10 4,6 10.1,57+0,063,9+0,1 1,6 совместно 4,0 2,3+0,1 9,6+0,4 16,2+0,4 деление осмия в диапазоне концентраций 11(Гф - 5 а 10 мкг/мп, По сравнению с прототипом, определению не мешают в 1000 раз больший избыток рутения и в 1000 раз больший избыток 5 меди, никеля, железа и кобальта.По сравнению с базовым объектом предлагаемое техническое решение позволяет повысить чувствительность определения осмия в 1 О раз и селективф ность в О раз в присутствии рутения и в 1000 раз в присутствии меди, никеля, железа и кобальта. Концентрация компонентов, И Избытокмешающего элемента,М По предлагаемому способу: 21, 5+0,60,73+0,033,64+0,18,75+0,639,2+0,60,38+0,02156+0,064,1+0,115,8+0,4 16,6+0,40,41+0,011,68+0,064,2+0,2Заказ 5593/34 Тирам 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5