Способ спектрофотометрического определения алюминия

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 19) (11) 4 С 01 М 21/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИЯ СКОГО(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ (57) Иэобрет аналитическо повышение чу КТРОФОТОМЕТРИАЛКМИНИЯ ние относится к облас еорганической химии. Целью я твительности о яется еделе 5 доа опрещение С, М, Вартапетян ий ф при ной вой ванисоед дкисвор 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт общей и нхимии АН АрмССР(56) Маггеп 1 со Е. Заповк М. Рогщагдоп оГ т;егпагу сощр 1 ехеэ ой а 1 цщдпдцщ ттдгтт яотпе тг 1 ртепу 1 тпе 1 Ьапе геа 8 епгв апд саг 1 оптс эцгтасапт:э,Апа 1 уэг 1982, ч, 107, Ф 1281,р, 1431-1438,Бащрэоп Ваггу Р 1 ес 1 Ас 1 ащ Меаэцгещепг оГ А 1 цгц.опцщ 1 п с 1 та 1 уэдэ Г 1 жйапс ттагег Ьу а Бресггор 1 тогощегг 1 с,Ргосес 1 цге - Апа 1 уэг 1984, ч. 109,Ф 3, р, 369-372,ния содержания алюминия от 1,3 135 нг/мл, расширение интервал деляемых его содержаний и упро способа в целом, Кристаллическ летовый сочетают с полученной рН 3,2-5,1 по НЕБО и выдержан течение 25 мин молибдоалюминие кислотой, отделяют центрифугир ем полученное малорастворимое нение, растворяют последнее в ленном ацетоне и полученный ра спектрофотометрируют при 595 н 1 э,п, ф-лы, 4 ил 2 табл.3308 5 10 15 40 45 50 55 134Изобретение относится к области аналитической химии, а точнее к способам спектрофотометрического определения алюминия с использованием основного красителя, и может быть эффективно использовано при анализе материалов высокой чистоты, металлов, полупроводниковых материалов, руд,химических реагентов и других алюминий- содержащих объектов.Целью изобретения является повышение чувствительности определения содержания алюминия от 1,35 до 135 нг/мл.В качестве органического реагента используют краситель кристаллический фиолетовый (КФ), а в качестве анионцого комплекса - анион многоосцовцой молибдоалюминиевой гетерополикислоты (МАК). Получают интенсивно окрашенный ионный ассоциат с девятью ассоциированными катионами Кф и определение алюминия осуществляют по интенсивности светопоглощения его подкисленного ацетонового раствора,МАК получают при 384 10 М Ба МоО рН 3,2-5,1 (по НБО) и 25-минутном выдерживании растворов, а твердофазный ионный ассоциат - молибдоалюмицат КФ (МАК-КФ) получают при рН 1,20-1,40 (по НБО) добавлением (2,45-3,43) 10 фМ реагента-красителя, отделяют центрифурированием, растворяют в смеси 9 мл ацетона имл 2 М НАВОЗ и спектрофотометрируют полученный раствор при 595 нм.При этом образуется соединение, содержащее девять ассоциированных катионов КФ, использование ацетоновых растворов которого обеспечивает высокую чувствительность спектрофотометрического определения алюминия: Е=9,2 1 О ,л. мол х смС ч, =1,35 цг А 1/мл;,С ь, =135 нг А 1/мл, Создается воэможность количественного определения в 100 раз разнящихся содержаний алюминия.Оптическую плотность (ОП) исследуемых ацетоцовых растворов измеряют спектрофотометром, а равновесные значения рН соответствующих водных растворов - стеклянным электродом, Осадки соединения МАК-КФ отделяют двухминутным цецтрифугированием при 3000 об/миц.Как видно из фиг, 1 (табл. 1), для получения МАК оптимальной является кислотность среды в интервале рН 3,2-5,1 (по Н ЯО), т,е, выход соединения МАК-КФ, выделенногона основе МАК, полученной в указанноминтервале рН , максимален и ацетоновые растворы характеризуются постоянным значением коэффициента молярногопогашения (Е=9,2:1 О), При рН ,ч ( 3,2резко падает выход МАК, а значит исоединения МАК-КФ, поэтому использование указанных, значений рН при определении алюминия приводит к заниженным результатам, При рН,5,1укаэанные соединения (МАК и МАК-Кф)вновь количественно не образуются,что при определении алюминия такжеприводит к неправильным (заниженным)результатам,20 Согласно данным фиг. 2 (табл. 1)количественное образование соединения МАК-КФ наблюдается при кислотности в процессе его образования, равной рН 1,20-1,40 (по НЯО), В ука занцом интервале рН исследуемые ацетоновые растворы характеризуютсяпостоянным значением коэффициента молярцого погашения (Е=9,2, 10 ), ПрирН120 резко падает выход соединения .1 АК-КФ и поэтому использованиеуказанных значений рН при опредеконленни алюминия приводит к заниженнымрезультатам, При рН , э 1,40 резковозрастает сигнал ОП холостых опытов,и в результате конкурентной реакциивыход соединения МАК-КФ падает, чтопри определении алюминия также приводит к заниженным результатам,Использование для создания среды азотной и соляной кислот нецелесообразно, поскольку при этом,значения сигналов холостых опытов резко возрастают,Согласно данным фиг. 3 и табл. 1 для количественного образования МАК-КФ оптимальной является концентрация КФ в интервале (245-343 )хг1 О М. При этом выход и Е соединения МАК-КФ постоянны, а сигналы холостых опытов очень малы. При С ,( ( 2,45 10 М соединение МАК-КФ количественно це образуется, что при определении алюминия приводит к зацижеццым результатам, При С,ф) 343 Ф 1 О М резко возрастают сигналы как холостых растворов, так и соединения ,1 АК-КФ (т.е. ца Фоне соединения МАК3 308Результаты определения алюминияпри С = 5 1 О- М (135 мкг Л 1/О мл)СМО =3,84 10 М,= 595 нм, 1О,1 см= 9, р = 0,95 представлены в табл. 1,Таблица 1 Определены А 1,мкг/1 О мл иссл А хал СкМ 10 рН,1)30 2,45 0,025 0)200 0,59 2,65 1) 30 245 1,03 0,025 0,350 2,80 1,30 2)45 0,025 0)460 1,35 3,20 1)30 2,45 1,30 2,45 0,025 0,460 0,25 0)460 1,35 3,50 1,35 3,75 1,30 2,45 0,025 0,460 4,50 1,35 1,30 2) 45 0,025 0,460 1,35 5,10 1,30 ,2,45 0,025 0,325 1,30 2)45 0,025 0,170 0,97 5,50 0,51 575 1,10 0,89 0,010 0)300 0,010 0,370 0)015 0,460 0,020 0,460 0,025 0,460 0,030 0)460 0,045 0,460 0,150 0,420 0,270 0,380 2,45 3,50 1,15 245 1,08 3,50 1,20 2,45 3,50 1,35 1 2,5 2,45 3,50 1,35 1,30 2,45 3,50 1,35 2,45 1)35 1,35 3,50 2,45 1,40 3,50 1, 35 2,45 1,45 3,50 1,24 2,45 1,50 3,50 1, 10 3,50 0,010 0,320 0,020 0,400 0,025 0,460 1,47 1,30 0,95 0,035 1,.30 1, 96 130 2,45 3,50 0,030 О 023 1, 19 3,50 1, 35 з134 Кф простые соли Кф образуются в большей степени), значения которых не ,постоянны, что резко сказывается на воспроизводимости и точности определения алюминия,0,050 0,030 0,020 0,021 0,020 0,023 0,021 О, 035 0,060 0,050 0,040 0,030 0,020 0,022 0,021 0,025 0,040 О 075,525 О,О 7 0,17 ъеме При построении кривой на фиг. 4 для каждой концентрации алюминия проведены 16-18 параллельных определений. Согласно приведенным результатам использование предлагаемого способа позволяет определять от 1,35 нг А 1/мл (Бг = 0,29) до 135 нг А 1/мл (Бг = 0,020), При содержании А 1)35 нг А 1/мл значения Е соответствующих ацетоновых растворов снижаются вследствие неполного образования соединения МАК-КФ, что при определении алюминия приводит к заниженным результатам, При с 1,35 нг А 1/мл воспроизводимость результатов заметно падает вследствие затруднения процесса агрегации соединения МАК-КФ,П р и м е р 1, 1 мл слабокислого раствора, содержащий 13,5 нг А 1, помещают в центрифужную пробирку, добавляют 0,8 мл 0,0048 Г 1 раствора ГаМо 04создают РН 3,2 введением 0,4 мл 0,01 М раствора Н 504 перемешивают и выдерживают 25 мин для количественного образования МАКЗатем прибавляют 1, мл 0,5 М раствора НЯО 4, 1 мл О, 1 Е-ного (в конечном объеме С, = 2,45 10 М) раствора-4Кф, доводят объем дистиллированной водой до 10 мл в полученном растворе РН 120), перемешивают в течение 2 мин, Осадок соединения МАК-Кф отделяют двухминутным центрифугированием, раствор декантируют, осадок в той же пробирке растворяют в смеси 9 мл ацетона с 1 мл 2 М НГО и полученный раствор спектрофотометрируют при 1= 595 нм и 1 = 1,0 см. Одновременно в тех же концентрационных условиях проводят холостой" 1опыт (А. = 0,150), Оптическая плот 1 олность полученного раствора соединения МАК-КФ (ЛА) равна 0,050.П р и м е р 2, 1 мл слабокислогораствора, содержащий 0,27 мкг А 1,25 помещают ц нтрифужную пробирку, добавляют 0,8 мл 0,0048 М раствораГа Мо 04, создают РН 4,25 введением02 мл 0,01 М раствора Н 1504, перемешивают и выдерживают 25 мин дляколичественого образования МАК, Затем прибавляют 0,9 мл 0,5 М раствораН. 804, 1, мл 0,17.-ного раствора-4КФ (в конечном объеме С= 2,7,10 М),доводят объем водой до 10 мл (в полученном растворе рН 1,30), пер".мешивают в течение 2 мин, Осадок соединения МАК-КФ отделяют двухминутнымцентрифугированием, раствор декантируют, осадок в той же пробирке растворяют в смеси 9 мл ацетона с 1 млг М НГОЗ и полученный раствор спектрофотометрируют при=.595 нм и1 = 0,3 см, Одновременно в тех жеконцентрационных условиях проводят"холостой" опыт (А , =0,075), Оптическая плотность полученного раствора соединения МАК-КФ (4 А) равна0,275,П Р и м е р 3, 1 мл слабокислогоРаствора, содержащий 1 35 мкг А 1помешают в центрифужную пробирку,добавляют 0,8 мл 0,0048 М раствораГа Чо 04, создают РН 5,1 введением03 мл О М раствора ННО, переме 55шивают и выдерживают 25 мин для количе.твенного образования МАК, Затемприбавляют 0,6 мл 0,5 М раствораН,ЯО 4, 1,4 мл -ного раствора КФ,7,0 б,а 13433 доводят объем водой до 10 мл (в полученном растворе рН 1,40), перемешивают в течение 2 мин, Осадок соединения МАК-КФ отделяют двухминутным5 центрифугироЬанием раствор декантируют, осадок в той же пробирке растворяют в смеси 9 мл ацетона с 1 мл 2 М НХО и полученный раствор спектрофотометрируют при 1 =595 нм и 1 = 0,1 см. Одновременно в тех же концентрационных условиях проводят холостой" опыт (А,= 0,050). Оптическая плотность полученного раствора соединения МАК-КФ (йА) равна15 0,460,Результаты определения алюминия (п=16) в соответствии с примерами сведены в табл2. Таким образом, предлагаемый способ по чувствительности превышает известные спектрофотометрические способы определения алюминия и применим для количественного определения в 100 раз разнящихся его содержаний. Формула изобретения 1, Способ спектрофотометрического определения алюминия, включающий перевод его в окрашенное комплексное соединение и измерение оптической плотности отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности определения содержаний алюминия от 1, 35 нг/мл до 1 35 нг/мл алюминий переводят в молибдоалюминиевую гетерополикислоту при рН сре-, ды 3,2-5,1 по НЯО изменяют рН среды до 1,2-1,4 по НЯО , добавляют (2,45-3,43)10 М кристаллического фиолетового, отделяют образующийся осадок, растворяют в подкисленном ацетоне и измеряют оптическую плотность при 595 нм.2, Способ по и, 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что с целью повышения зкспрессности анализа, осадок отделяют центрифугированием.1 343308 АУ Ю 1 Ф 15 Рф Фиг.г 8 ф/О 5 Ффм Ю ЮО 7 а УМА СдрНГ) т р.и 0 бО Составитель О. БадтиеТехред Л. Сердюкова Редактор Н, Его орректор М, По 816/44 Тираж 776 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, 11 одписное аказ изводственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная