Способ определения палладия (ii)

Изобретение относится к анализу технологических растворов и техногенных вод. Способ включает приготовление сорбента и раствора палладия (II), извлечение палладия (II) из раствора сорбентом и переведение его в комплексное соединение на поверхности сорбента, измерение интенсивности окраски поверхностного комплекса палладия (II) и определение содержания палладия (II), причем в качестве сорбента используют кремнезем, последовательно модифицированный полигесаметиленгуанидином и нитрозо-Р-солью, а интенсивность окраски оценивают по величине коэффициента диффузного отражения при 510 нм. Достигается повышение чувствительности и ускорение анализа.

 

Изобретение относится к области аналитической химии элементов, а именно к методам определения палладия, и может быть использовано при его определении в технологических растворах и техногенных водах.

Для определения палладия в объектах различного вещественного состава широко используется сорбционно-фотометрический метод, характеризующийся низкими пределами обнаружения и высокой селективностью за счет сочетания предварительного сорбционного концентрирования и последующего фотометрического определения элементов непосредственно в фазе сорбента и его отделения от сопутствующих компонентов. Для реализации сорбционно-фотометрического определения палладия необходимо образование окрашенного соединения палладия с функциональными группами сорбента и наличие зависимости интенсивности окраски сорбента от концентрации палладия на его поверхности.

Известен способ сорбционно-фотометрического определения палладия (О.П.Швоева, С.Б.Савин, Л.М.Трутнева. Иммобилизованный 1-(2-пиридилазо)-2-нафтол и его аналитические свойства // Журнал аналитической химии. 1990. Т. 45. №3. С.476-479]. Способ основан на выделении палладия из растворов сорбентом - полиакрилвинильным волокном, наполненным катионообменником КУ-2 и иммобилизованным 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом, и регистрации спектров диффузного отражения.

Также известен способ сорбционно-фотометрического определения палладия с помощью n-нитрозодиэтиланилина, иммобилизованного на диски полиакринилнитрильного волокна, наполненного сильнокислотным катионообменником КУ-2 (О.П.Швоева, Л.М.Трутнева, Е.А.Лихонина, С.Б.Савин. Иммобилизованный n-нитрозодиэтиланилин как чувствительный элемент для определения палладия(II) // Журнал аналитической химии. 1991. Т.46. №7. С.1301-1306]. Способ включает в себя следующие операции:

- приготовление растворов палладия;

- приготовление 0,05%-ного раствора n-нитрозодиэтиланилина в 0,01 М НNО₃;

- иммобилизация n-нитрозодиэтиланилина в течение 5 мин на дисках;

-сорбция палладия в динамическом режиме;

- измерение диффузного отражения при 540 нм.

Градуировочный график линеен в интервале 0,4 - 4 мкг палладия на 0,1 г сорбента.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемым результатам является способ определения палладия с использованием кремнезема, химически модифицированного N-пропил-N'-[1-(2-тиобензтиазол)-2,2',2''-трихлорэтил] мочевинными группами (Дьяченко Н.А., Трофимчук А.К., Сухан В.В. Сорбционно-фотометрическое определение палладия с помощью кремнеземного сорбента с привитыми N-пропил-N'[1-(2-тиобензтиазол)-2,2',2''-трихлорэтил] мочевинными группами // Журнал аналитической химии. 1999. Т.54. №2. С.159-161, (прототип)], предусматривающий проведение следующих операций:

- приготовление раствора палладия в 1 М соляной кислоте;

- введение в раствор, содержащий палладий, 4-(2-пиридилазо) резорцина;

- добавление 0,2 г сорбента;

- сорбция в течение 15 мин;

- отделение, промывка и высушивание сорбента;

- измерение коэффициента диффузного отражения при 660 нм.

Градуировочный график линеен в интервале концентраций 1-25 мкг Pd на 0,2 г сорбента.

К недостаткам способа можно отнести высокий предел обнаружения -1 мкг палладия на 0,2 г сорбента, недоступность сорбента - кремнезема с привитыми N-пропил-N'-(1-(2-тиобензтиазол)-2,2',2''-трихлорэтил]мочевинными группами.

Техническим результатом является снижение предела обнаружения, сокращение времени проведения определения.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения палладия(II), включающем приготовление сорбента, раствора палладия(II), извлечение палладия(II) из раствора сорбентом и переведение его в комплексное соединение на поверхности сорбента, измерение интенсивности окраски поверхностного комплекса палладия(II) и определение содержания палладия(II), новым является то, что в качестве сорбента используют кремнезем, последовательно модифицированный полигексаметиленгуанидином и 1-нитрозо-2-нафтол-3,6-дисульфокислотой (нитрозо-Р-солью), а интенсивность окраски оценивают по величине коэффициента диффузного отражения при 510 нм.

Сущность способа заключается в том, что находящийся в растворе в диапазоне рН 2-5 палладий количественно (степень извлечения составляет 99%) извлекается сорбентом - кремнеземом, последовательно модифицированным полигексаметиленгуанидином и нитрозо-Р-солью.

Обработка кремнезема водным раствором полигексаметиленгуанидина позволяет прочно закрепить его на поверхности кремнезема за счет образования водородных связей между аминогруппами подигексаметиленгуанидина и поверхностными гидроксилъными группами. Последующая обработка водным раствором нитрозо-Р-соли позволяет прочно закрепить ее на поверхности модифицированного полигуанидином кремнезема за счет электростатического взаимодействия сульфогрупп реагента с протонированными аминогруппами полигексаметиленгуанидина, не участвующими в образовании водородных связей с поверхностными силанольными группами кремнезема.

В процессе сорбции палладия на поверхности сорбента образуется окрашенный в красно-коричневый цвет комплекс палладия (II) с нитрозо-Р-солью. Сорбция в статическом режиме протекает быстро - время установления сорбционного равновесия не превышает 5 мин.

К навеске 10 г кремнезема добавляют 100 мл 1%-ного раствора полигексаметиленгуанидина, перемешивают в течение 5 мин, кремнезем отделяют от раствора декантацией и промывают дистиллированной водой. Затем кремнезем, обработанный полигексаметиленгуанидином, обрабатывают 0,001%-ным раствором нитрозо-Р-соли в воде, интенсивно перемешивают в течение 5 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией, промывают дистиллированной водой, сушат на воздухе.

В исследуемый раствор с кислотностью в диапазоне рН 2-5, содержащий палладий, вносят сорбент - кремнезем, модифицированный полигексаметиленгуанидином и нитрозо-Р-солью, интенсивно перемешивают в течение 5 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией, помещают во фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 510 нм. Содержание палладия находят по градуировочному графику, построенному в условиях определения. Предел обнаружения палладия равен 0,2 мкг на 0,1 г сорбента. Линейность градуировочного графика сохраняется до 16 мкг на 0,1 г сорбента.

Пример 1 (прототип). В раствор, содержащий 10 мкг палладия, приливают 4 мл 5 М Н₂SO₄ и 0,5 мл 2·10^-3 раствора 4-(2-пиридилазо) резорцина, через 15 мин раствор разбавляют H₂SO₄ до 1М, вносят 0,2 г сорбента - кремнезем, химически модифицированный N-пропил-N'-[1-(2-тиобензтиазол)-2,2',2''-трихлорэтил] мочевинными группами, интенсивно перемешивают 15 мин. Сорбент отделяют от раствора декантацией, переносят во фторопластовую кювету, высушивают до воздушно-сухого состояния и измеряют коэффициент диффузного отражения при 660 им. Содержание палладия находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 9,8±0,7 мкг.

Пример 2 (предлагаемый способ). К 10 мл раствора с кислотностью в диапазоне рН 2-5, содержащего 1,0 мкг палладия, вносят сорбент - кремнезем, последовательно модифицированный полигексаметиленгуанидином и нитрозо-Р-солью, интенсивно перемешивают в течение 5 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией, помещают во фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 510 нм.

Количество палладия находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 0,98±0,04 мкг.

Пример 3 (предлагаемый способ). К 10 мл раствора с кислотностью в диапазоне рН 2-5, содержащего 10,0 мкг палладия, вносят сорбент - кремнезем, модифицированный полигексаметилен гуанидином и нитрозо-Р-солью, интенсивно перемешивают в течение 5 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией, помещают во фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 510 нм.

Количество палладия находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 9,97±0,05 мкг.

Способ характеризуется высокой чувствительностью, простотой выполнения и не требует использования дорогостоящего оборудования и вредных веществ. Использование силикагеля, последовательно модифицированного полигексаметиленгуанидином и нитрозо-Р-солью, позволяет в четыре раза сократить время выполнения анализа, расширить диапазон определяемых концентраций и в 5 раз снизить предел обнаружения палладия в фазе сорбента по сравнению с прототипом.

Способ определения палладия (II), включающий приготовление сорбента и раствора палладия (II), извлечение палладия (II) из раствора сорбентом и переведение его в комплексное соединение на поверхности сорбента, измерение интенсивности окраски поверхностного комплекса палладия (II) и определение содержания палладия (II), отличающийся тем, что в качестве сорбента используют кремнезем, последовательно модифицированный полигесаметиленгуанидином и нитрозо-Р-солью, а интенсивность окраски оценивают по величине коэффициента диффузного отражения при 510 нм.