Инверсионный вольтамперометрический способ определения олова

 

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 , содержащий .(2-3) 10 М фенилфлуорона. Время электролиза 10-15 мин. По истечении времени электролиза регистрируют анодную вольтамперограмму в интервале потенциалов 0,4-1,4 В. Концентрацию олова определяют по высоте пика при потенциале 1,2 ±0.05 В. Определению не мешает присутствие избытка никеля, хрома, мышьяка и сурьмы 10 м/л или 0,01 мг/л. 1 ил., 4 табл. сл

1784094

3 4

Недостатком. данного способа является олова элементов и повышает селективность егб низкая селектйвность, так как в указан- определения олова. ной области потенциалов восстанавливают- Фенилфлуорон — органический реагент ся многие элементы, входящие в состав из класса триоксифлуоронов — образует с материалов черной металлургии. в частно- 5 оловом((Н) в кислой среде малорастворимое сти N((((), Сг(Ш). Определению олова в этих соединение, способное концентрироваться условиях мешают также соизмеримые коли- на поверхности г(графитового электрода. Для чества свинца и более чем десятикратный выбора оптимальных условий конентриропо отношению к олову избыток мышьяка. вания соединенияоловасфенилфлуороном . Низкая избирательность данного метода 10 на поверхности графитового электрода про приводит к необходимости отделения олова веден целый ряд исследований. При провеот основнйх компонентов исследуемых ма- дении экспериментов использован териалов дистилляцией олова в виде тетра- осциллографический полярограф ЦЛА-02А с бромида, что значительно увеличивает графитовым электродом, пропитанным продолжительность анализа. Общая схема 15 смесью парафина с полиэтиленполиамианализауказаннымспособомтакова; ном. В качестве электрода сравнения ис1) подготовка пробы (кислотное разло- пользован хлоридсеребряный электрод жение, выпаривание); типа ЭВЛ-1МЗ.

2) переведение пробы в дистилляцион- В электрохимическую ячейку с раствоный аппарат; 20 ром, содержащим олово и фенилфлуорон, . 3) восстановление сурьмы и мышьяка помещают графитовый электрод и электрод сернокисл"ым гидраэйном и дистилляция сравнения. Проводят полярйзацию графихлоридов сурьмы и мышьяка при 155 С; тового электрода при потенциале 0,3-0,4 В

4) дистилляция олова в виде тетрабро- С целью концентрирования соединения оломида при 155-165 С; 25 ва с фенилфлуороном íà поверхности элек5) выпаривание дистиллята; содержа- трода. Затем регистрируют анодню щего жоао, до паров серной кислоты для поляризационнуюкривуюприлинейномизразрушения избытка бромистоводородной менении потенциала в диапазоне от 0,4 до кислоты; 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 eio co8) концентрирование. олова на поверх- единения с оловом в растворах (ЕЭ=0,4 В; ности графитового электрода при потенци- 35 .тих=10 мин; Н=0,25 В/с): але -1,1 В; .:.... 0,015 М Hz$04+ 3,9 10 M ФФл (1), 9) растворение осадка с поверхности 0,015 М Н $04+3,9 106М ФФл+ электрода и регистрация анодной поляриза- + 4,2 ° 10 М $п ((Н) (2), ционной кривой при линейно изменяющем- Как видно из чертежа, реагент фенилфлуc$l потенциале в диапазоне от-1,1 до-0,4 В, 40 орон имеет максимум анодного тока при

В целом йа все операции затраМвается не потенциале 0,75 В, а соединение олова с менее 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- 45 циалов (0,2-0,4 В). Максимальное значение ления олова.. этой величины достигается при потенциаПоставлейная «цепль достигается тем, что лах 0,3-0,4 В. В дальнейшем установлен по"кайцентрироваиие 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- 50 0,01 0;02 М Н2$04. В дальнейшем использоние образовавшегося осадка — при анодной ваны 0,0125 М H2S04 растворы. При опреде йоляризации электрода в интервале от 0,4 лении олова в материалах черной до 1,4 В.. металлургии для нейтрализации избытка

Положительнйй эффект"достигается за "кислоты, используемой. дЫя "разложения счет использования органйчбсй гб Рва гента - 55 пробы, и создания оптимальной кислотности фенилфлуорона в процессе концентрирова- в электр.рохимическую ячейку вводят ацетат ния олова; а также проведения концентри- натрия. Количество этого реактива, необхорования в положительной области димоедля нейтрализации,установленоэкспотенциалов(0,3-0,4В),чтозначительносо- периментально. В табл. 1 приведены кращает число мешающих определению

1784094 результаты определения 1 мкг олова в 0,085

М сернокислом растворе в присутствии различных количеств 1М раствора ацетата натрия.

Как видно из табл. 1, оптимальное количество 1М раствора ацетата натрия 3 5-4,0 см .

Максимальное значение аналитического сигнала олова достигается при концентрации фенилфлуорона (2,0-3,0) 10 M.

Оптимальным следует считать 5-7-кратный по отношению к олову избыток реагента.

Продолжительность концентрирования не превышает 10-15 мин.

На основании вышеизложенного oniNмальными условиями определения олова заявляемым способом следует считать. потенциал электрода в стадии концент. рирования 0,3-0,4 В; кислотность раствора 0,01-0,92 М

Н2304, 5-7-кратный по отношению к олову избыток реагента фенилфлуорона, продолжительность концентрирования 10-15 мин.

В указанных условиях зависимость величины аналитического сигнала олова от его р концентрации в.растворе линейна в интервале концентраций 1 ° 10" М вЂ” 1. ° 10 б М . . Нижним пределом определения олова является концентрация 1 10 М, или 0,01 мкг

$п/см .

В табл. 2 приведены результаты определения 1 мкг олова в присутствии различных элементов.

Оценка влияния мешающих проведена с использованием статистики Стьюдента .

Как видно из табл.2, определению олова заявляемым способом не мешают 200000кратные количества никеля, 5000-кратные количества хрома, 30-кратные количества мышьяка 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 в никеле 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 в мерную колбу и аликвотирование раствора;

3) концентрирование олова на поверхности графитового электрода при потенциале 0,4 В в виде его соединения с фенилфлуороном;

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.

Пример 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 HzS04 (1:1) и выпаривают раствор до появления паров серной кислоты. Раствор охлаждают, споласкивают стенки стакана водой и вновь выпаривают до появления

15 ла электрода со скоростью 0,25 В/с в интервале потенциалов от 0,4 до 1,4 В, Максимум анодноготока наблюдается при потенциале

1,2 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 оло45 ва

Пример 2. Определение олова в храме металлическом (с.о, Ф8).

Навеску образца 0,2 r, к которой добавлено 0,020% олова, растворяют в 20 см

Нг$0л (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 сте ки ста50

55 кана водой и вновь выпаривают до появления паров серной кислоты. Раствор охлаждают, прибавляют 30-40 см воды и з 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 и нагревают до э растворения солей. После охлаждения переводят раствор в мерную колбу вместимо20 стью 50 см, доводят до метки водой и перемешивают. Аликвоту раствора 2 см поз мещают в электрохимическую ячейку, вводят 3,5-4.0 см 1М раствора ацетата натрия, 0,5 см 7,8 10 5М раствора фенилфлуорона

25 в уксусной кислоте, доводят до 20 см водой, э включают перемешивание и проводят концентрирование соединения олова с фенилфлуороном на поверхности графитового электрода при потенциале 0,4 В относитель30 но хлоридсеребряного электрода в течение

10 мин. Выключают перемешивание, дают раствору успокоиться и регистрируют дифференциальную анодную поляризационну1а кривую при линейном иэмечении потенциа1784094

Таблица 1

Таблица 2

* Для п = 3, P = 0,95 табличное значение t = 4, 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. Ф8) приведены в табл,4.

Способ позволяет определять олово от

0,00015 $ и выше в никеле металлическом и от 0,02 Д и выше в храме металлическом без отделения сопутствующих компонентов.

Формула изобретения

Инверсионный вольтамйеро ме рический способ определения олова, включающий концентрирование олова в кислой среде на поверхности графитового электрода с последующей регистрацией анодной вольтамперограммы, отличающийся 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 HzSOq, содержащего (2,0-3,0) 10 6

М фенилфлуорона, в течение 10-15 мин, за10 тем регистрируют анодную вольтамперограмму в интервале потенциалов от 0,4 до 1,4

В, а концентрацию олова определяют по высоте анодноt o пика при потенциале

12 й005 Â

1784094

Таблица 3, Р = 0,95 ттабл. 2.78; д = 1тлбл. — ®r = и

Таблица 4 (С Фд)*

Най ено олова. всего

0,052

0 0201 й0 0008

0,0200

0,0042

0,0243

*Для и, P -0

5 ттлбл. 2

Составитель H.Toáîëêèíà

Техред М,Моргентал Корректор Е.Папп

Редактор Г,Бельская

Заказ 4529 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Введено оло- Аттестованва, ное содержаwe олова, добавка .

0,0201