Инверсионный вольтамперометрический способ определения олова

(51)5 6 01 М 27/4 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОддСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) Т К ПАТЕНТ ешает присутствие изма, мышьяка и сурьмы З Определению н бытка ник 7 еля, х Сн=110 м/л и 0,01 мг/л. 1 ил., 4 табл,н Изобретение относится к аналитиче- тем получить данные о влиянии указанных ской химии и может быть использовано при элементов на определение олова не предопределении олова в материалах черной ме- ставляется возможным,таллургии. Наиболее близким к изобретению поИзвестенспособинверсионно-вольтам- технической сущности является способ ин- + перометрического определения олова с ре- версионно-вольтамперометрического апре- С агентом гематеином на угольном пастовом еления олова на графитовом электроде в О электроде, Способ характеризуется высо- кислой среде. В указанном способе конценкой избирательностью по отношению к трирование олова на поверхности графитосвинцу и применим для определения олова ваго влектрода ведется при потенциале-,1 в металлическом свинце. Однако данных о В. Образовавшийся осадок электрохимичевлиянии других элементов, и частности ни- ски растворяется с поверхности электрода.келя, хрома и целого ряда других компонен-, и регистрируется анодная поляриэацйон- " тов материалов черной металлургии, на ная кривая при линейно изменяющемся по- определение олова указанным способом не тенциале в диапазоне от -1,1 до -0,4 В.приведено, Сообщается лишь, что опреде- Максимум анодного тока наблюдается при ление олова кгшают 100-кратные количест- потенциале -0,55 В. Чувствительностьс прева меди и более чем 1000-кратные деления олова данным методом составляет количества железа, Экспериментальным. пу 10 М.(71) Институт стандартных образцов Центрального научно-исследовательского института черной металлургии им. И.П.Бардина(73) Институт. стандартных образцов Центрального научно-исследовательского института черной металлургии им, И.П.Бардина(54) ИНВЕРСИОННЫЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯОЛ О.ВА(57) Изобретение относится к аналитической химии и может быть испоЛьзовано для определения олова в материалах черной металлургии, Способ заключается в концентрации олова на поверхности графитового . электрода в интервале потенциалов 0,3-0,4 В в присутствии органического реагента - фенилфлуорона. В качестве фона используют 0,01-0,02 М раствор Н 2304, содержащий , (2-3) 10 М фенилфлуорона. Время элект.бролиза 10-15 мин. По истечении времени электролиза регистрируют анодную вольтамперограмму в интврвале потенциалов . 0,4-1,4 В. Концентрацию олова определяют по высоте пика при потенциале 1,2 .ф.0.05 В,1784094 3 4Недостатком. данного способа является олова элементов и повышает селективностьегб низкая селектйвность, так как в указан- определения олова.ной области потенциалов восстанавливают- Фенилфлуорон - органический реагентся многие элементы, входящие в состав из класса триоксифлуоронов - образует сматериалов черной металлургии, в частно оловом(1 Н) в кислой среде малорастворимоести М(И), Сг(Ш). Определению олова в этих соединение, способное концентрироватьсяусловиях мешают также соизмеримые коли- на поверхности графитового электрода. Длячества свинца и более чем десятикратный выбора оптимальных условий конентриропо отношению к олову избыток мышьяка. вания соединенияоловасфенилфлуорономНизкая избирательность данного метода 10 на поверхности графитового электрода про приводит к необходимости отделения олова веден целый ряд исследований, При провеот основных компонентов исследуемых ма- дении экспеРиментов использовантериалов дистилляцией олова в виде тетра- осциллографический полярограф ЦЛАА сбромида, что значительно увеличивает графитовым электродом, пропитаннымпродолжительность анализа. Общая схема 15 смесью парафина с полиэтиленполиамианализауказаннымспособомтакова;ном. В качестве электрода сравнения ис 1) подготовка пробы (кислотное разло- пользован хлоридсеребряный электроджение, выпаривание); . типа ЭВЛМЗ.2) переведение пробыв дистилляцион- В электрохимическую ячейку с раствоный аппарат;20 ром, содержащим олово и фенилфлуорон,3) восстановление сурьмы и мышьяка помещают графитовый электрод и электродсернокислым гидраэином и дистилляция сравнения. Проводят полярйзацию графихлоридов сурьмы и мышьяка при 1550 С; тового электрода при потенциале 0,3-0,4 В4) дистилляция олова в виде тетрабро- С целью концентрирования соединения оломида при 155-165 С; 25 ва с фенилфлуороном на поверхнос 1 и элек 5) выпаривание дистиллята; содержа- трода. Затем регистрируют аноднющего олово, до паров серной кислоты для поляризационнуюкривуюприлинейномизразрушения избытка бромистоводородной мененйи потенциала в диапазоне от 0,4 докислоты; 1.,4 В. со скорстью развертки 0,25 В/с. Ис 6) растворение солей, переведение в 30 пользуютсреднееизтрехизмерений аналимерную колбу и аликвотирование раствора; .тического сигнала олова,7) удаление кислорода из электрохими- На чертеже показаны анодные полярической ячейки пропусканием аргона; . зационные кривые фенилфлуорона и его со 8) концентрирование. олова на поверх- единения с оловом в растворах (Еэ=0,4 Р;ности графитового электрода при потенци .тэ=10 мин; Н=0,25 В/с);але -1,1 В; .: 0,015 М Н 2304+ 3,9 10 М Ффл (1),9) растворение осадка с поверхности 0,015 М НЯО 4+3,9 106 М Ффл+электрода и регистрация анодной поля риза- + 4,210 М Яп ( Н) (2),ционной кривой при линейно изменяющем- Как видно из чертежа, реагент фенилфлуся потенциале в диапазоне от,1 до,4 В, 40 орон имеет максимум анодного тока приВ целом йа все операциизатраЧйвается не потенциале 0,75 В, а соединение олова сменее 3,5-4 ч.фенилфлуороном - при потенциале 1,2 В,Величийа -аналитйческого сигнала олоЦелью изобретения является-повыше- . ва не меняется в широком диапазоне потенниеселективностй йэкспрессности опреде циалов (0,2-0,4 В), Максимальное значениеления олова этой величины достигается при потенциаПоставлейная Цепль достигается тем, что лах 0,3-0,4 В. В дальнейшем установлен покбнцентрироваиие олова на поверхности тенциал, равный 0,4 В.. графитового электронна ведут при потенциа-: Оптимальный йнтервал" кислотности. -ле 0,3-0,4 В, а электрохимическое растворе 0,01-0,02 М Н 2304. В дальнейшем использоние образовавшегося осадка - при анодной ваны 0,0125 М Н 2304 растворы. При опреде.йоляризации электрода в интервале от 0,4 лении олова в материалах чернойдо 1,4 В металлургии для нейтрализации избыткаПоложительнйй Эффект"достигается за"кислоты, используемой.дЫя "разложениясчетиспользованияОрганйчбсйгбреагента пробы, и создания оптимальной кислотностифенилфлуорона в"процессе концентрирова- в электрохимическую ячейку вводят ацетатния"олова; а такжепроведения концентри- натрия. Количество этого реактива, необхорования в положительной области димоедля нейтрализации,установленоэкспотенциалов(0,3-0,4 В),чтозначительносо- периментально. В табл, 1 приведеныкращает число мешающих определениюрезультаты определения 1 мкг олова в 0,085М сернокислом растворе в присутствии различных количеств 1 М раствора ацетата натрия.Как видно из табл. 1, оптимальное количество 1 М раствора ацетата натрия 3,5-4,0см.Максимальное значение аналитического сигнала олова достигается при концбентрации фенилфлуорона (2,0-3,0) 10 М.Оптимальным следует считать 5-7-кратныйпо отношению к олову избыток реагента,Продолжительность концентрированияне превышает 10-15 мин.На основании вышеизложенного оптимальными условиями определения оловазаявляемым способом следует считать:потенциал электрода в стадии концент. рирования 0,3-0,4 В;кислотность раствора 0,01-0,92 МН 2 ЯОа,5-7-кратный по отношению к олову избыток реагента фенилфлуорона, продолжительность концентрирования 10-15 мин.В указанных условиях зависимость величины аналитического сигнала олова от егорконцентрации в.растворе линейна в интервале концентраций 1 10" М - 1, 10 б М,Нижним пределом определения олова является концентрация 1 10 М, или 0,01 мкгЯп/см .В табл,2 приведены результаты определения 1 мкг олова в присутствии различныхэлементов.Оценка влияния мешающих проведенас использованием статистики Стьюдента.Как видно из табл.2, определению оловазаявляемым способом не мешают 200000 кратные количества никеля, 5000-кратныеколичества хрома, 30-кратные количествамышьяка и свинца. Кроме того, определению олойа не мешают 1500-кратные количества железа. 250-кратные количества меди,50-кратные, количества алюминия и титана,10-кратные количества висмута.Способ позволяет определять олово вникеле металлическом и хроме металлическом без отделения основных компонентов,что значительно сокращает продолжительность анализа. Последовательность выполнения операций такова:1) подготовка пробы (кислотное разложение, выпаривание);2) растворение солей, переведение вмерную колбу и аликвотирование раствора;3) концентрирование олова на поверхности графитового электрода при потенциале 0,4 В в виде его соединения сфенилфлуороном;4) растворение осадка с поверхности электрода и регистрация анодной поляризационной кривой при линейно изменяющемся потенциале в диапазоне от 0,4 до 1,4 В.Время, необходимое для проведения анализа, не превышает 1 ч,П р и м е р 1. Определение олова в металлическом никеле марки Н-О,Навеску никеля 1 г растворяют в смеси соляной и азотной кислот (3:1), после растворения навески к раствору прибавляют 5 см Н 2 ЯО 4 (1:1) и выпаривают раствор до появления паров серной кислоты. Раствор охлаждают, споласкивают стенки стакана водой и вновь выпаривают до появления 10 15 ла электрода со скоростью 0,25 В/с в интервале потенциалов от 0,4 до 1,4 В, Максимуманодноготока наблюдается при потенциале1,2 В.Результаты определения олова методом добавок в металлическом никеле марки Н-О приведены в табл, 3, Для оценки правильности результатов измерений к пробам металлического никеля добавляли известные количества стандартного раствора оло 45 ва П р и м е р 2. Определение олова в храме металлическом (с.о, Ф 8).Навеску образца 0,2 г, к которой добавлено 0,020 олова, растворяют в 20 см Н 2 ЯОл (1:4), добавляют по каплям азотную кислоту до прекращения вспенивания и 0,5 - 1,0 см азотной кислоты в избыток. Раствор упаривают до появления паров серной кислоты, охлаждают, споласкивают стеки ста 50 55 кана водой и вновь выпаривают до появления паров серной кислоты. Раствор охлаждают, прибавляют 30-40 см воды из нагревают до растворения солей. После охлаждения переводят раствор в мерную колбу вместимостью 200 см, доводят до метки паров серной кислоты, Раствор охлаждают, добавляют 10-15 см воды й нагревают доэрастворения солей, После охлаждения переводят раствор в мерную колбу вместимо стью 50 см, доводят до метки водой иперемешивают. Аликвоту раствора 2 см позмещают в электрохимическую ячейку, вводят 3,5-4.0 см 1 М раствора ацетата натрия, 0,5 см 7,8 10 5 М раствора фенилфлуорона 25 вуксуснойкислоте,доводятдо 20 см водой,эвключают перемешивание и проводят концентрирование соединения олова с фенилфлуороном на поверхности графитового электрода при потенциале 0,4 В относитель но хлоридсеребряного электрода в течение1 О мин. Выключают перемешивание, дают раствору успокоиться и регистрируют дифференциальную анодную поляризационнуюкривую при линейном иэмечении потенциа1784094 Таблица 1 аблица личное значение с = 4,3 я водой и перемешивают, Лликвоту раствора 5 см помещают в электрохимическую ячейку и далее посгупают, как описано в примере 1,Результаты определения олова в хроме металлическом(с.о, Ф 8) приведены в табл,4.Способ позволяет определять олово от 0,00015 О и выше в никеле металлическом и от 0,02 и выше в храме металлическом без отделения сопутствующих компонентов. ф о р мул а и зоб ретен ия Инверсионный вольтамйеромерический способ определения олова, включающий концентрирование олова в кислой среде на поверхности графитового электрода с последующей регистрацией анодной вольтамперограммы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения селективности 5 и экспрессности определения, концентрирование олова проводят в интервале потенциалов от 0,3 до 0,4 В на фоне 0,01-0.02 М раствора НгЗОа, содержащего (2,0-3,0) 10 6 М фенилфлуорона, в течение 10-15 мин, за тем регистрируют анодную вольтамперограмму в интервале потенциалов от 0,4 до 1,4 В, а концентрацию олова определяют повысоте анодногопика при потенциале 1,2 +0,05 В.15, Р О, 5 штаба Составитель Н,Тоболкинаедактор Г,Бельская Техред М,МоргенталКорректор Е.Па Заказ 4529 . ТиражПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 и ГКНТ СССР оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 дено олова,Аттестованное содержание олова,