Способ определения железа в растворе

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

r)OUgl) 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4770964/26 (22) 03.11.89 (46) 15.04.92.Бюл. N. 14 (71) Ростовский государственный универси-. тет (72) К.Н.Багдасаров, Ы,С,Черновьянц, О.И,Аскалепова, T.Ì.Черноиванова, Е.Г.Гаврилко и Е.Б.Пупак (53) 543.062 (088.8) (56) Mehllg R.P.; Hullett R.Н. Spektiophotometrik. determination of Iron wIth ophenanthroline апб with nitro-o-phenanthrollne. = Ind. Eng. Chem, Anal. Ed., 1942, ч, 14, р. 869.

Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. Под ред. Семенова А,Д., Ленинград, 1977, с. 215.

Черноиванова. T,M., Черновьянц М.С., Багдасаров K.Í. Изучение реакции комплексообразования Fe(ll) с производными цианоксимов бензимидазола. — ЖОХ, 1978, т.43, вып. 8, с. 1843-1845., Изобретение относится к анализу по-. верхностных вод, а именно к определению в них железа фотометрическим методом.

Известны способы фотометрического определения в природной воде, включающие применение 1,10-фенантролина, 2,2) дипиридила, батофенантролина, 2,2,2-трипиридила. Определение железа с данными реагентами основано на образовании ин.тенсивно окрашенных хелатных соединений с Fe (II). Фенантролин, дипиридил и их производные образуют хелаты состава 1:3, а трипиридил 1:2. Чувствительность реагентов достаточно высока 8000-22000.

„„Я2„„1727058 А1 (stjs G 01 N 31/22 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА В

РАСТВОРЕ (57) Изобретение относится к способам оп. ределения железа в растворе и позволяет

-упростить процесс при сохранении селективности анализа. Способ заключается в том, что в анализируемый раствор вводят тиомочевину (восстановитель), растворы органического реагента — 5-R-N-метил-2(а изонитроэо-а -циано) метилбензимидаэола в ацетоне и аммиака и измеряют оптическую плотность при рН 5,8 — 6,2 в присутствии ацетатного буфера, Способ позволяет исключить операцию экстракции и сохранить высокую селективность, Не мешают . определению Ва, Са; Mg, Mn (III), Zn, Al (III), Cd, Со (I I), W (Vl); Pb,.Cr (III) (в 400-кратном избытке), Bi (! И) (в 5-кратном), Nl (II). Mo (Vl), $п (! I) (в 100-кратном), тартраты, цитраты (в

500-кратном), Со (II) (в однократном) и не мешают определению также ионы 304, CI, N0. з и Р04 в. 175-кратном избытке. 2 табл.

К недостаткам этих способов относится недостаточная селективность. Оп2ределению железа мешают Со, Си, Nl Zn так что небольшое количество железа можно определить в присутствии указанных элементов, если к раствору добавить большой избыток реагента. Сильно мешают Cr, Mo, W и Cd, которые образуют с реагентом плохо растворимые соединения, а также Tl, Sn, Pb и Bi, которые при рН определения железа частично выпадают в осадок в виде гидро-. окисей. Для устранения мешающего влияния Cd, Сг, Bl u Zn необходимо использовать

ЭДТА. В то же время определение следов

1727058.железа при высокой концентрации посторонних солей не всегда приводит к удовлетворительным результатам. Длительность развития окраски при определении железа указанными реагентами от 10 до 40 мин для сильноминерализованных вод, - что значительно увеличивает продолжительность анализа, Известен способ, позволяющий проводить определение ионного суммарного содержания растворенного, валового и взвешенного железа. Способ включает восстановление железа гидроксиламином, добавление раствора о-фенантролина, концентрированного аммиака до рН 3, после 10 — 30 мин проводят измерение оптической плотности растворов, Однако данный способ имеет недоста.точную чувствительность, избирательность и продолжительность анализа довольно длительная.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения железа, включающий добавление к анализируемой пробе аскорбиновой кислоты для восстановления

Fe до Fe, тиомочевины.для связывания ионов меди (e случае проведения анализа медных сплавов), раствора N-метил-(а изонитрозо-а циано)метилбензимидазола в ацетоне, раствора аммиака до рН 9,4, Далее экстрагируют окрашенное соединение смесью толуол-изоамиловый спирт и экстракт фотометрируют.

Недостатком способа является сложность процесса из-за необходимости проведения операции экстракции органическими растворителями.

Целью изобретения является упрощение процесса при сохранении селективности анализа, Указанная цель достигается тем, что в способе определения железа в растворе, включающем введение в анализируемый .раствор восстановителя, растворов органического реагента, 5-R-N-метил-2(a -изонитрозо-а -циано)метилбензимидазола в ацетоне и аммиака, с последующим измерением оптической плотности раствора в качестве восстановителя используют тиомочевину, а измерение оптической плотности осуществляют при рН 5,8-6,2 в присутстаии ацетатногo буфера, Существенным отличием является измерение оптической плотности окрашенного соединения непосредственно после добавления буферного раствора без проведения дополнительной экстракции, что стало возможным из-эа обнаруженной для

N-метил-2-(а -иэонитрозо- а -циано)-ме50

Пример 3. Оценка воспроизводимости и точности способа.

В химические стаканы на 50 мл наливают 1,5 мл рабочего раствора железа, добавляют 0,5 мл конц. НС(, доводят общий объем до 25 мл дистиллированной водой, кипятят

10-15 мин, охлаждают и количественно переносят в мерную колбу на 50 мл, добавляют

1 мл 5 -ного раствора тиомочевины, 8 мл ацетонового раствора реагента (3 10 M), 3 мл 5 -ного раствора аммиака и ацетатн ым буфером (p H 5,8 — 6,2) доводят до метки. тилбензимидазола и 5-R-й-метил-2(а -изонитрозо-а -циано)метилбензимидазола и их комплексов C Fe (II) растворимости в водноацетоновой среде (10:1), другие N-алкил, аралкил производные не растворяются в воде и водно-ацетоновых средах.

Способ заключается в том, что к анализируемой пробе добавляют тиомочевину

1 мл 5 -ного водного раствора, 8 мл аце10 тонового раствора реагента (3 10 M), по каплям 3 мл 5 -ного раствора NH4OH и буферным раствором доводят до 50 мл (в мерной колбе), через 2 — 3 мин фотометрируют окрашенный раствор в кювете с толщи15 ной поглощающего слоя 5 см на светофильтре М 6 (зеленый) по отношению к дистиллированной воде.

Пример 1. Построение калибровочной кривой. В химические стаканы на 50 мл на20 ливают 0,5; 1,0.; 1,5; 2,0; 2,5 мл рабочего раствора железа, содержащего Fe 10мг/л, добавляют по 0,5 мл конц. HCI и доводят общий объем раствора до 25 мл дистиллированной водой. Растворы кипятят 10 — 15

25 мин, охлаждают и количественно переносят в мерные колбы на 50 мл, приливают 1 мл 5 -ного раствора тиомочевины, 8 мл ацетонового раствора реагента (3 10 М) по каплям 3 мл 5 -ного раствора NH4OH и

30 ацетатным буферным раствором (рН 5,8—

6,2) доводят до метки, Через 2-3 мин измеряют оптическую плотность раствора (в=5 см, св. N 6) по отношению к дистиллированной воде. Закон Бера соблюдается в интер35 вале концентраций 0,01 — 0,60 мг/л Fe.

Пример 2. Изучение мешающего влияния посторонних ионов и соединений. Влия ние различн ых ионов и. соеди не ний на реакцию комплексообраэования Fe (II) с 540 R-N-метил-2(a -изонитрозо-а -циано)метил бензимидазолом исследовано аналогично примеру 1, Допустимыми молярными сооТношениями. определяемого иона и постороннего полагались такие, при которых

45 ошибка определения не превышала 3 — 5 .

Результаты представлены в табл. 1.

1727058 аликвоту брали 5 мл, добавляли 20 мл подкисленной воды и далее как описано. В природной воде определено (3,72+0,17) мг/л

Fe. Вероятная относительная погрешность

4,6 .

Таблица t

Таблица 2

Оценка воспроизводимости результатов

Составитель К, Багдасаров

Техред M.Mîðråíòàë Корректор Т. Малец

Редактор Ю. Середа

Заказ 1276 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Фотометрируют через 2-3 мин. Определение повторяют 7 раз. Проводят статистическую обработку результатов (табл, 2);

Пример 4, Определение суммарного содержания железа в природной воде. 25 мл 5 предварительно подкисленной пробы воды, содержащей не более 0,5 мг/л Fe(2 мл конц, HCl на 100 мл пробы), кипятят в течение

10-15 мин до перехода всех соединений железа в ионное состояние. Раствор (10- 10

15 мл) охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу на 50 мл, приливают 1 мл раствора тиомочевины, 8 мл ацетонового раствора реагента, по каплям 3 мл S -ного аммиака и ацетатным бу- 15 ферным раствором (рН 5,8-6,2) доводят до метки (5-10 мл). Через 2-3 мин измеряют оптическую плотность раствора (в=5 см, св. N. 6). .В анализируемой воде по предварительному анализу было определено со- 20 держание железа более 0,5 мг/л и поэтому

Формула изобретения

Способ определения железа в растворе, включающий введение в анализируемый раствор восстановителя, растворов органического реагента — 5-R-М-метил-2(а -изонитрозо-а -циано) метилбензимида.зола в ацетоне и аммиака с последующим измерением оптической плотности раствора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса при сохранении селективности анализа, в качестве восстановителя используют тиомочевину, измерение оптической плотности осуществляют при рН 5.8 — 6.2 в присутствии ацетатного буфера.