Способ определения цинка

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 960124 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 546.47: :543.42.062 (088.8) Опубликовано 23.09.82. Бюллетень35Дата опубликования описания 28.09.82 Пф аелам извбретеиий и вткрмтийВ, В, Егоров, В. Н, Баскин, Е. М. РахманькоЕ. Р. Мазовка, Т. А, Овсянникова и Г. Л. СтаробийецОНаучно-исследовательский институт физико-хим еских,.;проблем Белорусского государственного универ итетг,им. В. ИЛенина и Белорусский ордена Трудового ой" " "Знамени государственный университет им. В. И.,Ленина(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИНК Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения цинка, и может быть использовано для количественного его определения в различных объектах, в том числе с низким содержанием цинка на фоне больших концентраций сопутствующих элементов (в сплавах, электролитических ваннах, сточных водах и др.).Общепринятые способы определения цинка не позволяют проводить определение этого элемента в объектах с низким его содержанием на фоне многократных избытков сопутствующих элементов без предварительного отделения. Известны способы определения содержания цинка в цветных сплавах, основанные на предварительном отделении цинка от мешающих компонентов сплава с помощью анионообменной хроматографии на анионитах (АН, АВ, ЭДЭП, АНФ в хлороформе) в виде отрицательно заряженного хлоридного комплекса и последующем элюирова; нии цинка водой или слабой соляной кислотой и титриметрическим или полярографическим (в зависимости от содержания цинка) окончанием 1 и 2. Однако такие способы весьма трудоемки,длительны (время одного определения не менее 3 ч) и требуют тщательного соблюдения условий отделения и элюирования, чтобы избежать потерь цинка в колонке.5 Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности является способ определения цинка, включающий перевод его в .роданидный комплекс, экстракцию толуольным раствором соли высшего чет О вертичного аммониевого основания в присутствии пикрата натрия в водной фазе и последующую количественную регистрацию фотометрическим методом 3).Однако известный способ обладает недостаточно высокой селективностью по от ношению к некоторым металлам (медь, никель, кадмий и др.) и поэтому неприемлем для анализа цветных сплавов, в частности на основе меди (бронзы, мельхиоры) с низким (0,5% и меньше) содержанием цинка.Кроме того, данный способ обладает невысокой чувствительностью (3 10г-ион/л). Целью изобретения является повышениеселективности и чувствительности определения.10 20 25 30 35 40 45 50 Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему экстракцию цинка толуольным раствором четвертичной аммониевой соли (ЧАС) из водной фазы, содержащей роданид-ионы, используют ЧАС, содержащую не менее 30 атомов углерода, а концентрацию роданид-ионов - в пределах- 5 моль/л и проводят дополнительную обработку органической фазы водным раствором, содержащим роданид-ион и пикрат-ион в концентрациях 1 10- 3 10М и 3 10 з - 7 10М соответственно. Органический слой отбирается и фотометрируется относительно раствора сравнения, приготовленного аналогичным образом, но в отсутствие цинка. При этом на первой стадии экстрагирования в случае необходимости осуществляется концентрирование (вплоть до 100-кратного) путем выбора соответствующего соотношения объемов фаз,Использование ЧАС с меньшим числом атомов углерода приводит к искажению результатов анализа в связи с частичным растворением ЧАС в водной фазе. Концентрации роданид-иона меньше 1 моль/л не обеспечивают полного извлечения цинка при его концентрировании из разбавленных растворов, а также в присутствии больших избытков сопутствующих элементов, Использование концентраций роданида свыше 5 моль/л неудобно в практическом отношении, поскольку ограничивает возможности изменения объема аликвоты анализи. руемого раствора.В случае высокого содержания меди в анализируемом растворе (свыше 0,5 г/л) в органическую фазу частично извлекается окрашенный трудно реэкстрагируемый роданидный комплекс меди, что искажает результаты анализа. Мешающее влияние устраняется путем добавления на первой стадии экстрагирования в водный раствор двукратного по отношению к содержанию меди количества тиосульфата натрия.Непосредственное использование более высоких концентраций роданид-иона в известном способе не дает положительного эффекта, поскольку при этом начинается вытеснение пикрат-иона, из органической фазы также и роданидными комплексами других металлов (кадмия, никеля и меди), в результате чего селективность методики снижается. Кроме того, сам родинид-ион при высоких концентрациях заметно вытесняет пикрат-ион из органической фазы, что приводит к большой оптической плотности холостого опыта. Согласно предлагаемому способу применение высоких концентраций роданида обеспечивает полное извлечецие роданидного комплекса цинка в органическую фазу. При этом частично экстрагируются также и сопутствующие металлы, однако суммарное содержание их в органической фазе ли мити руется избыточной по отношению к цинку концентрацией ЧАС и не зависит от концентрации этих металлов в водной фазе. В результате содержание сопутствующих цинку металлов в экстракте находится на уровне, не мешающем определению цинка,Высокая экстрагируемость цинка из концентрированных растворов роданида позволяет одновременно осуществлять его многократное концентрирование. Так, при 100-кратном концентрировании (из 1 л в 10 мл) степень извлечения цинка выше 90%,В выбранных нами условиях не обнаружено элементов, мешающих определению цинка при избытках вплоть до 5000-кратного. Продолжительность определения 1 -15 мин, чувствительность по цинку 510 гион/л, относительная ошибка определения 2 - Зо/о, при 100-кратном концентрировании из большого объема до 5/о.Пример 1. Определение цинка в модельном водном растворе в присутствии часто сопутствующих ему металлов (меди, кадмия, никеля, хрома).В пробирку с пришлифованной пробкой емкостью 25 мл вносят 5 мл 8 М раствора роданида натрия или калия, 1 мл ацетатного буфера (рН 5) и аликвоту исследуемого раствора (предварительно готовят серию растворов с содержанием цинка 10 мкг/мл и 100 - 5000-кратными избытками перечис:ленных металлов) доводят до 10 мл водой, добавляют 10 мл 2 10 4 М толуольного раствора соли высшего четвертичного аммониевого основания тринонилоктадециламмоний иодид) и пробирку интенсивно встряхивают в течение 1 мин. После расслаивания отбирают органическую фазу, встряхиваются с водным раствором, содержащим 3 10М роданид натрия и 3 10 М пикрат натрия, и фотометрируют относительно раствора сравнения, приготовленного аналогично, но в соответствие анализируемой пробы, в односантиметровой кювете. Результаты определения цинка в модельных водных растворах на фоне многократных избытчков часто сопутствующих ему элементов (меди, кадмия, никеля и хрома) приведены в табл, 1.,8 125 10 5,3 24,25 адмий 24,24,25 00 00 ике 24,25 25 25 2,5 2,4 Хро 1,2 25 50 образцах М - 76 Х. Примертандартны ределение цинкавов М - 55 Х- 4 Таб ка пр И 76 Х построения калибровочного гр ов стандартных сплавов ИХ Данныенализе о Содержание2 П, а мкг 8 39,2 6 54 33,0 19,61 Оптическая плотность,0,309 0,400 0,40 0,078 0,141 о,Уравнение прямой ; О = -0,0117 + 0,124 Навески сплавов с ориентировочным содержанием цинка. 1 - 2 мг растворяют при нагревании в разбавленной (1:1) азотной кислоте, избыток которой удаляют кипячением до прекрашения выделения окислов азота. Растворы количественно в мерную колбу на 100 1 мл и метки. Затем берут аликвоту с вочным содержанием цинка 15 определение проводят как в при контроля правильности результ деления используют метод доба таты анализа приведены,в табл переносят доводят до ориентиро - 50 мкг и мере 1. Для атов опревок. Резуль960124 7 Таблица 3 Результаты определения цинка в стандартном образце МХ. Оптическаяплотность Процентное содержание Навеска, мг 0,961 0,231 0,228 2,03 0 985 1,96 0,483 0,980 4,07 0,963 0,457 3,92 2 03 + 13,07 мкг Лп 0,398 1,96 + 13,07 мкг Еп 0,388 0,981 0,976 Среднее содержание цинка: 0 9743.Содержание цинка по аттестату: 0,97,Таблица 4 Результаты определения цинка в стандартном образце ИХ. Процентное соОптическаяплотность Навеска, мг держание 16,40 Среднее содержание цинка: 0,113.,Содержание цинка по аттестату: 0,1123. вор интенсивно встряхивают в течение 2 - 3 мин с 10 мл 2 10 4 М толуольного раствора иодида тринонилоктадециламмония. После расслоения и отстаивания отбирают органическую фазу и дальнейшее определение проводят, как в примере 1. Результаты определения микроколичеств цинка в модельных водных растворах приведены в табл. 5. 195032,8039,0116,40 + 19,61 мкг Еп 19,50 + 19,61 мкг Еп Пример 3. Определение микроколичествцинка в водном растворе. В делительную воронку емкостью 0,2 - 2 л (в зависимости от содержания цинка в анализируемом растворе) вносят 100 - 1000 мл исследуемого раствора, 50 в 5 мл 8 М родинида натрия или калия, 10 в 100 мл ацетатного буфера (рН 5) и полученный раст 0,219 0,256 0,464 0512 0,466 0,504 0,113 0,111 0,117 0,111 0,115 0,113960124 10 Таблица 5 С 2 п,г-ион/л Взято2 п, мкг Аликвота,Найдено гп, мкг де, 4 6,68 2,1 6,73 2,9 13,44 2,8 6,54 100 6,54 100 13,07 100 26,14 25,61 2,0 100 6,54 6,21 5 0 6,28 4,0 1000 1000 13,07 13,01 0,5 26,14 25,48 2,5 1000 1000 формула изобретения Составитель Е, Данилин Редактор Н. Рогулич Техред А. Бойкас Корректор Н. Король Заказ 6856/24 Тираж 509 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 41 ф 10 1 10 210 4 10 1 10 1 10 2 10 410 иСпособ определения цинка, включающий введение в анализируемый раствор родинид ионов, экстракцию образующегося роданидного комплекса цинка толуольным раствором высшей четвертичной аммониевой соли и последующую количественную регистрацию фотометрическим методом; отличающийся тем, что, с целью повышения селективности и чувствительности определения, роданид-ионы вводят в концентрации 1 - 5 моль/л, экстракцию роданидного комплекса цинка З 5 проводят четвертичной аммониевой солью, содержащей не менее 30 атомов углерода,а перед фотометрированием экстракт обрабатывают водным раствором, содержащим родинид-ион и пикрат натрия. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Сплавы никелевые и медно-никелевые, Методы химического анализа, ГОСТ 6689.4 75. М Изд-во стандартов, 1975, с. 20 - 23.2. Бронзы безоловянные. Методы химического анализа ГОСТ 15027.12 - 69, М., Изд-во стандартов, 1970, с. 61 - 65.3. Авторское свидетельство СССР по заявке2837500/23-26, кл. С О 1 б 9/00, 1980.