Способ вольтамперометрического определения хлорид-,бромиди иодид-ионов

 

СПОСОБ ВОЛЬТАКПЕРОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ Х.ПОРИД-БРОМИД- М ИОДИД-ИОНОВ, заключающийся в электрохимическом окислении галогенидов на твердом электроде, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности определения, электрохимическое окисление галогенидов проводят на фоне 5-6 М серной кислоты для хлорид-ионов и 1-2 М серной кислоты для бромиди иодидионов , определяя выделившиеся свободные галогены по площадке вольтамперограмм их восстановлением, причем в качестве твердого электрода испольg зуют электрод из углеродного моноволокна в капилляре с диаметром, . превьппающим диаметр электрода не более чем в 3 раза.

СООЭ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

g@g 01 М 27/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ jö

Н ABTOPCH0MV СЕИД.:ТИЛЬСТВУ ы .- .::-. :: (21) 3530686/18-25 (22) 03.01.83 (46) 07.06.84. Бюл.¹21 (72) Г.Г. Мунтяну и И.И. Ватаман (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт химии AH CCP (53) 257.543(088.8) (56) 1. Гороховский В.N. и др. Осциллополярографическое определение ионов С0, 8p, Э на серебряном электроде. — Журнал аналитической химии, 1966, т.21, №1, 86.

2.Dryhurst О.,Elving Ph.I. Voltanmiefrie determination of iodide

and bromide at the rotating pyrolytic graphite electrode.-I.Electroanal Chem. 12, 416, 1966, 12, №5/6, 416 (прототип)., SU.„1096558 A (54) (57) СПОСОБ ВОЛЬТА П1ЕРОИЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХЛОРИД-,БРОИИД-,И

ИОДИД-ИОНОВ, заключающийся в электрохимическом окислении галогенидов на твердом электроде, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения селективности определения, электрохимическое окисление галогенидов проводят на фоне 5-6 N серной кислоты для хлорид-ионов и 1-2 И серной кислоты для бромид- и иодидионов, определяя выделившиеся свобод. ные галогены по площадке вольтамперограмм их восстановлением, причем в качестве твердого электрода используют электрод из углеродного моноволокна в капилляре с диаметром,,превышающим диаметр электрода не более чем в 3 раза.

1096558

Изобретение относится к электрахимическим методам анализа, в частности к определению галогенид-ионов иа твердом электроде, к может быть использовано в аналитической практике, например в химической промышленности, для контроля сточных вод, в анализе биологических объектов.

Известен способ осциллополяраграфического определения СГ, Br., з ионов на серебряном электроде с использованием метода накопления и одноциклической вольтампераметрии, заключающийся в том, что при электроокислении серебряного электрода на его поверхности образуется пленка галогенидов серебра, которую растворяют при определенных потенциалах восстановления, при этом получаемый сигнал пропорционален концентрации ионозированных галогенов Г1 3.

Недостатком этого способа является необходимость перемешивания анализируемого раствора, сложной обработки электрода, предварительной подготовки и очистки ега, Точность результатов в значительной степени зависит от стабильности работы элект рода.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ вольтамперометрического опре-, деления хлорид,-бромид-,, и иодидионов, заключающийся в электрохимическом окислении галогенидов на твер дом электроде (2 ).

Определение проводят по токам окисления галогенид-ионов на смешанном фоне сульфата калия и серной кислоты. При этом наблюдается один пик окисления Hr ионов (F.=1,0 В) к несколько пиков окисления 3 -ионов, из которых только первые два (Е=0,5 В и Е=0,7 В) пригодны для аналитических целей. Определение проводят па первому пику или по сумме первого и второго пиков. Для малых концентраций иадид-ионов определение по сумме пиков в присутствии брамид-ионов или смеси их с хларкд-ионами невозможно. Диапазон определяемых концентраций. узок и составляет для

-5 -3 иодид-ионов интервал ат 10 да 10 М/н... а для бромид-ионов — ат 10 да 10 К/л.

Иетод не позволяет определять хларкдионы, так как в этих условиях волна их окисления не наблюдается.

Целью изобретения является повыление селективнасти определения.

Поставленная цель достигается тем, чта согласна способу вальтампераметркческага определения хларкд-,брамидк иадид-как-D„. заключающемуся в злектрахкмкческам окислении галогенидов на твердом электроде, электрохкмическае окисление галогенидов проводят на фане 5-6 M серной кислоты для хларкд-HoHQH H 1-2 N c.ернай кксЯ лоты для брамкд- и иадид-ионов, определяя выделившиеся галагены па площадке вальтамперограмм их восстановления, причем в качестве твердого электрода используют электрод из углеродного манавалакна в капилляре с диаметром превышающим диаметр электрода не более, чем в 3 раза.

Испальзав""нке условий ограниченнага объема капиллярнай полости при

2п внутреннем диаметре капилляра только в два-трк раза большем, чем диаметр самого электрода, позволяет добиться полного электрахимическсга превращения галогенидов из васстанав25 ленной формы в окисленную к, наоборот

Регистрируемая в этих условиях вольтампераграмма имеет пикаобразную форму из-за полного истощения раствора.

Площадь пккаабразнай вальтамперограм.

Зо мы, выраженная в кулонах, по закону

Фарадея соответствует количеству галагенкд-канав. Объем капкллярнай полости рассчитывают па геометрическим размерам капилляра к электрода.

Точность с:.,ределения зависит ат полноты окисления галогенид-ионов и пocëåäóþéåão кх восстановления. Эта достигается соблюдением следующих эксперимек"алька подобранных условий.

Электраакисление галогенид-ионов на электроде из углеродного моновалак на, позволяющее работать при высоких палажител::.:>.,,х потенциалах (парядка

2 Б), да образования свободных галогенов,адназлек..раннык процесс) ведут прк следующих оптимальных потенциалах для кадид-.ка! ав — ат 0,6 да 0,8 В, для брамкд-канав ат 1,1 да 1,3 В, для хларкд-канав ат 1,8 да 2,0 8 в

5О течение 15-60 с„ чта позволяет определять любой из названных галагенав в присутствии других, более электроположительных, т.е. кодид в присутст. вии любых количеств брамкд- и хларид. ионов, брамкд в присутствии любых

I Я количеств хлорид-ионов, хларид-ионы в присутствии брамид-ионов. Однако вальтамперограмма хларид-канав в этих условиях регистрируется в аблас1096558

Определяемый Введено Концентрация Время Потенциал анион мг фона, М окисле- окисления, ния,с В

Потенциал восстановления,B

2х10-Э 5

1х10 6

2х10 5

1х10 + 1

1х10 2

4xi0 2

I5 1,8 0,71

30 1,9 0,70

0 69

60 2,0

15 1, 1 0,71

30 1,2 0,70

1,3 0,69

60 ти выделения кислорода, поэтому апре. деление их концентрации по анодным токам становится невозможным. Для обеспечения возможности определения всех галогенидов, исключая фторидионы, предложено использовать результаты, получаемые при катодной развертке потенциала, непосредственно после их окисления. В этом случае восстановление свободных галогенов образовавшихся при электроокислении, идет также количественно, что регистрируется вольтамперометрически в области потенциалов от 0,5 до

0,9 В для хлорид-ионов, от 0,5 до

0,9 для бромид-ионов и от 0,3 до

0,6 для иодид-ионов. При этом скорость катодной развертки потенциала лежит в пределах от 5 до 10 мВ/с, что обеспечивает получение симметричных вольтамперограмм с площадями, выраженными в кулонах, соответствующими количествам восстанавливаемых галогенов. Концентрация серной кислоты, используемой в качестве фона, влияет на результаты определений, поэтому были найдены оптимальные ее значения в каждом конкретном случае: для хлорид-ионов — 5-6 М/л, для бромид- и иодид-ионов — 1-2 M.

Указанные условия позволили оп ределять хлорид-ионы в интервале

-3 f концентраций от 2х10 до 2х10 М, бром-ионы — в интервале от 1х10 4

-T до 4х10 М, иодид-ионы — в интервале от 5х10 до 10 Х.

Кулонометрический способ (вольтамперометрия в тонком слое) определения галогенид-ионов позволяет существенно сократить время анализа, потому что отпадает необходимость в построении калибровочного графика.

Электрод из углеродного моноволокна не нуждается в дополнительной подготовке, что также сокращает время анализа.

Способ осуществляется следующим

5 образом.

Определения проведены на искусственных растворах с известной концентрацией, которые вводили в термостатированную электрохимическую ячейку

1р (25+0, 1 С). Электродом сравнения служил хлорсеребряный, вспомогательным — стеклоуглеродньЯ. Индикаторный электрод из углеродного моноволокна диаметром 30 мкм помещали в капилляр

15 с внутренним диаметром 60-90 мкм объемом 1,4х10 см, в котором проводили сначала электрохимическое окисление, а затем восстановление галогенид-ионов. Растворенный кислород

2р удаляли пропусканием через раствор электролитического водорода. Регистрировали по пять вольтамперограмм для каждой концентрации галогенидионов на универсальном полярографе

ПУ-1 в постояннотоковом 3-х электродном режиме непосредственно после стадии электроокисления. Количество . галогенид-ионов определяли по площади вольтамперограммы, полученной

3р при катодной развертке потенциала.

Результаты определений (число определений и -30} приведены в таблице.

Использование предлагаемого способа определения галогенид-ионов обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества.: расширение диапазона определяемых концентраций 5х10 -4x10 М, возмож4р сокращение времени анализа из-за отсутствия необходимости построения калибровочного графика.

1096558

Продолжение таблицы

Введено Концентрация мг фона, М

Время окисле

Потенциал окисления, В

Определяемый анион

Потенциал восстановления, В ния, с

5 10

2x10 . 1

Г

1х10 1 2

15 0,6

0,45

30 0,7 0,44

60 0,8

0,43

Продолжение таблицы, Определяемый анион

Скорость Диаметр развертки капилляра мВ/с мкм

Найдено, мг

Стандратпое отклонение

90х10-Ь

О, 95x i 0

0,022

0,040

70

1,90x10 0,030

10

Вг

10

10

Корректор М. Шароши

Заказ 3817/32 Тираж 823

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Рогаль

Редактор Г. Волкова Техред Т.Фанта

О, 96х10

О, 97х10

3,80х10

5,07х10

1, 94х10

1,05x10

0,061

0,023

О, 016

0,031

О, 025

0,053