Способ определения палладия

 

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при анализе растворов, содержащих хлорокомплексы палладия. Сущность изобретения: способ основан на сорбции его хлорокомплексов из растворов с кислотностью от 4 М по HCl до pH = 4 в динамическом со скоростью пропускания раствора 1-5 мл/мин или статическом режимах при времени контакта 5-10 мин. В качестве сорбента используют силикагель, модифицированный производными тиомочевины. Предлагаемый способ позволяет эффективно извлекать палладий из разбавленных растворов в диапазоне содержаний 1-1000 мкг в расчете на 0,1 г сорбента. В качестве аналитического сигнала используют отражение окрашенных сорбентов. 2 табл.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при анализе растворов, содержащих хлорокомплексы палладия (II).

Известен способ определения палладия [1] включающий следующие стадии: введение в солянокислый раствор этилендиаминтетраацетата натрия с целью маскирования мешающего влияния железа; добавление HCl до pH 3; нагревание до 85-95^oC; пропускание раствора через термостатированную при 85-95^oC колонку со фторопластом-4 с нанесенным 2-пиридилазо-2-нафтолом в изоамиловом спирте; элюирование палладия смесью CHCl₃-изопропанол; фотометрирование экстракта.

Среди недостатков способа можно назвать необходимость использования органических растворителей, которые являются токсичными, горючими, легколетучими и неприятно пахнущими веществами, а также его сложность и длительность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ, предусматривающий выполнение следующих операций [2] подготовку фотометрического реагента путем смешения сульфированного сополимера стирола с дивинилбензолом и полиакрилонитрила в соотношении (0,82-1,22):1 в диметилформамиде; приготовление суспензии; прессование и получение пластины волокнистого материала;
вырезание дисков;
промывание дисков HCl со скоростью 10 мл/мин;
погружение диска в стакан с 0,03%-ным раствором 4-нитродиэтиланилина на 5 мин;
промывание диска 0,1н HCl;
подкисление анализируемого раствора до pH 3;
пропускание раствора объемом 100 мл со скоростью 5 мл/мин через диск полимерной матрицы;
измерение отражения диска.

К недостаткам способа следует отнести его длительность, обусловленную многосекционностью, возможность анализа только микроколичеств (0,001-0,1 мкг/мл) палладия, использование токсичных органических растворителей.

Данный способ выбран в качестве прототипа.

Цель изобретения расширение диапазона определяемых содержаний, упрощение, снижение токсичности и длительности процесса. Поставленная цель достигается тем, что в анализируемый раствор с кислотностью от 4 моль/л по HCl до pH 4 вводят сорбент кремнезем, к поверхности которого привиты производные тиомочевины, например, аллилтиомочевина (АТМ), фенилтиомочевина (ФТМ), бензоилтиомочевина (БТМ). Сосуд встряхивают в течение 5-10 мин при комнатной температуре, раствор смывают и измеряют отражение воздушно-сухого сорбента при 460 нм. Предлагаемый процесс может быть осуществлен и в динамическом режиме, когда анализируемый раствор после установления необходимой кислотности пропускают через колонку, заполненную сорбентом, со скоростью 1-5 мл/мин.

Сущность изобретения состоит в том, что в найденных оптимальных условиях палладий, находящийся в растворе в виде хлорокомплексов, количественно сорбируется привитыми производными тиомочевины с образованием на поверхности сорбентов окрашенных соединений. Величина отражения образцов служит в предлагаемом способе аналитическим сигналом.

Для обеспечения существенности заявленных признаков и сравнения предлагаемого способа с прототипом предлагаются следующие примеры, а также табл. 1 и 2.

Пример 1 (прототип). Для приготовления фотометрического реагента смешивали 1 г сульфированного сополимера стирола и дивинилбензола с 1 г полиакрилонитрила в 5 мг ДМФА. Готовили суспензию и из нее пластину. Вырезали диск диаметром 2 см и массой 10 мг. Диск промывали, пропуская через него 50 мл 0,1 М HCl со скоростью 10 мл/мин. Получение полимерной матрицы осуществляли погружением диска в стакан с 10 мл 0,03%-ного раствора 4-нитродиизодиэтиланилина на 5 мин. Диск вынимали, промывали 0,1 М HCl и пропускали через него 100 мл анализируемого раствора, содержащего 0,0010 мкг/мл палладия и предварительно подкисленного до pH 3, со скоростью 5 мл/мин. Измеряли отражение диска при 540 нм. Найдено по градуировочному графику 0,090±0,015 мкг палладия. Время анализа 90 мин.

Пример 2 (предлагаемый способ). 100 мл анализируемого раствора, содержащего 0,0010 мкг Pd/мл, подкисляли HCl до содержания 2 моль/л и пропускали через колонку, заполненную 0,1 г кремнезема, модифицированного аллилтиомочевиной, со скоростью 2 мл/мин. Сорбент промывали дистиллированной H₂O и измеряли отражение воздушно-сухого сорбента при 460 нм. Найдено по градуировочному графику 0,092±11 мкг палладия. Время анализа 25 мин.

Из приведенных в табл. 1 данных видно, что кислотность раствора и время встряхивания являются значительными факторами, влияющими на правильность определения палладия предлагаемым методом. Снижение времени сорбции до 3 мин приводит к появлению систематической ошибки определения сорбции до 3 мин приводит к появлению систематической ошибки определения и занижению результатов. Увеличение времени сорбции до 12 и более минут не влияет на результаты определения, а лишь увеличивает время анализа. Увеличение содержания HCl выше 4 моль/л приводит к завышенным результатам определения, а повышение pH выше 4 влечет за собой отрицательную ошибку определения вследствие гидролиза [PdCl₄]^2-.

Из представленных в табл. 2 результатов видно, что оптимальный интервал скорости пропускания анализируемого раствора 1-5 мл/мин. При увеличении скорости наблюдается снижение чувствительности определения, при снижении - резко возрастает время проведения анализа при обеспечении практически той же чувствительности. Наибольшая величина аналитического сигнала и лучшая точность и правильность определения получены при анализе растворов с содержанием палладия 1-1000 мкг на 0,1 г сорбента. Применение динамического режима сорбции снижает предел обнаружения до 0,02 мкг при объеме анализируемой пробы 500 мл.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет выполнить определение совершенно без токсичных органических реагентов, существенно расширить диапазон определяемых содержаний палладия в сторону концентраций, упростить и ускорить процесс, проводя фотометрирование непосредственно следом за созданием необходимой кислотности и сорбции. Длительность анализа сокращается от 90 до 25-30 мин.

Формула изобретения

Способ определения палладия, включающий создание определенной кислотности раствора, приведение раствора в контакт с сорбентом на основе кремнезема, регистрацию аналитического сигнала на поверхности сорбента, отличающийся тем, что сорбцию проводят при кислотности от 4 моль/л по HCl до рН 4, приведение в контакт с сорбентом осуществляют путем пропускания через него раствора со скоростью 1 5 мл/мин или встряхиванием раствора с сорбентом в течение 5 10 мин, в качестве сорбента используют силикагель, модифицированный производными тиомочевины, регистрацию аналитического сигнала осуществляют фотометрированием.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3