Способ инверсионно-вольтамперометрического определения палладия в нитритной среде
Владельцы патента RU 2455632:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Способ инверсионно-вольтамперометрического определения палладия в нитритной среде относится к аналитической химии платиновых металлов. Определение палалдия (II) из анализируемого раствора нитритного комплекса включает его электрохимическое восстановление до металла на углеродсодержащем электроде и последующее электрохимическое растворение восстановленного палладия с регистрацией вольтамперной кривой. Концентрацию палладия (II) в нитритном растворе определяют по величине анодного пика электрохимического растворения предварительно восстановленного палладия. В качестве фонового электролита используют нитрат калия. Электрохимическое растворение восстановленного палладия проводят при изменении потенциала рабочего углеродсодержащего электрода со скоростью 40 мВ/с и регистрируют вольтамперную кривую. Для углеродсодержащего электрода диапазон определяемых концентраций палладия (II) составляет 0.05-3.00 мг/л. Аналитическим сигналом палладия является высота анодного пика электрохимического растворения Pd(0) на вольтамперной кривой в области потенциалов от 0,4 до 1,2 В. Техническим результатом предлагаемого способа является инверсионно-вольтамперометрическое определение палладия (II) непосредственно в растворе, его нитритного комплекса без предварительной подготовки, обеспечивающее сокращение продолжительности анализа, сохранение чувствительности, увеличение диапазона определяемых концентраций и уменьшение погрешности определения. 1 табл.
Настоящее изобретение относится к аналитической химии платиновых металлов, в частности к способу инверсионно-вольтамперометрического определения палладия (II), например, в технологических растворах аффинажного производства.
В настоящее время известен способ определения палладия методом инверсионной вольтамперометрии [Колпакова Н.А. Определение платиновых металлов и золота методом инверсионной вольтамперометрии. / Н.А.Колпакова, Б.С.Шифрис, Л.А.Швец, С.В.Кропоткина. // Журн. аналит.химии. - 1991, т.46, №10. - с.1910].
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения палладия в золоторудном сырье методом инверсионной вольтамперометрии, где предложены методики определения хлоридных комплексов палладия в присутствии золота [Колпакова Н.А. Определение палладия в золоторудном сырье методом инверсионной вольтамперометрии. / Н.А.Колпакова, Э.В.Горчаков, Д.М.Карачаков. // Журн. аналит.химии. - 2009, т.64, №1. - с.52].
Методом инверсионной вольтамперометрии с использованием импрегнированного полиэтиленом графитового индикаторного электрода и насыщенного хлоридсеребряного электрода в качестве электрода сравнения на фоне 0,1 М НСl проводят определение палладия после предварительного концентрирования при потенциале - 0,9 В. При этом чувствительность определения палладия составляет 0,100 мг/л.
В случае вольтамперометрического определения палладия (II) в растворе его нитритного комплекса, используемого в аффинаже и анализе платиновых металлов, определению палладия должна предшествовать стадия пробоподготовки: переведение нитритного комплекса в хлоридный.
Недостатками данного способа являются длительность и трудоемкость.
Техническим результатом предлагаемого способа является инверсионно-вольтамперометрическое определение палладия (II) непосредственно в растворе его нитритного комплекса без предварительной подготовки, обеспечивающее сокращение продолжительности анализа, сохранение чувствительности, увеличение диапазона определяемых концентраций и уменьшение погрешности определения.
Технический результат достигается тем, что в способе инверсионно-вольтамперометрического определения палладия в нитритной среде, включающем приготовление раствора палладия (II) и определение его концентрации, новым является то, что определение палладия (II) проводят непосредственно из раствора его нитритного комплекса и концентрацию определяют по величине анодного пика электрохимического растворения палладия в присутствии фонового электролита нитрата калия при развертке потенциала углеродсодержащего электрода от 0.4 до 1.2 В.
Используемая система дает аналитический сигнал комплексного иона-тетраниропалладата без переведения его в хлоридный ион, а результирующая полярографическая кривая имеет вид пика, положение которого (потенциал) характеризует природу вещества, а его высота - концентрацию палладия в растворе нитритного комплекса.
Сопоставление с прототипом показывает: заявляемый способ отличается тем, что для вольтамперометрического определения палладия (II) пригодна форма его нахождения в нитритном растворе [Pd(NO2)4]2-, что позволило установить соответствие его критерию «новизна».
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что нет методики вольтамперометрического определения палладия (II) непосредственно в растворе его нитритного комплекса. Признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, соответствуют критерию «изобретательский уровень».
Сущность способа заключается в использовании варианта инверсионной вольтамперометрии, включающего стадию предварительного накопления палладия на поверхности электрода и проведение аналитического определения на анализаторе вольтамперометрическом ТА-4 ООО «НПП Томьаналит» с применением трехэлектродной ячейки: рабочий электрод - углеродсодержащий; вспомогательный и электрод сравнения - хлорсеребряные. Анализатор позволяет определять концентрацию палладия (II) непосредственно в нитритной среде, характерной для растворов аффинажного производства, без предварительной подготовки пробы.
Предлагаемый способ инверсионно-вольтамперометрического определения палладия (II) в нитритной среде реализован следующим образом.
Исходный раствор палладия с концентрацией 200 мг/л последовательно разбавляют. Аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 0.05-3.00 мг/л палладия (II) в виде нитритного комплекса, помещают в электрохимическую ячейку прибора, содержащую 0,6 мл 1 М нитрата калия в 10 мл бидистиллированной воды, и погружают электроды. В качестве индикаторного электрода используют углеродсодержащий; в качестве вспомогательного и электрода сравнения - хлорсеребряные. В начале в течение 60-300 с проводят накопление палладия на индикаторном электроде при потенциале - 0.6 В. Время накопления палладия меняют в зависимости от концентрации определяемого элемента. При концентрации палладия 0,050-0,40 мг/л - 250-300 с; 0,400-1,000 мг/л - 200-250 с; 1,000-1,500 мг/л - 150-200 с; 1,500-2,500 мг/л - 100-150 с; 3 мг/л - 60-80 с. Затем при линейно-увеличивающемся потенциале от 0.4 до 1.2 В выделившийся палладий анодно окисляют. Скорость развертки потенциала 40 мВ/с. Регистрацию вольтамперных кривых проводят одновременно в трех параллелях. Завершается анализ компьютерной обработкой результатов. По высоте пика вольтамперограммы анодного окисления палладия, выделившегося на катоде непосредственно из анализируемого нитритного раствора, судят о содержании в нем палладия (II).
Предлагаемый способ пригоден для определения остаточной концентрации [Pd(NO2)4]2- в производственных растворах аффинажного производства.
Данные вольтамперометрического определения палладия в стандартном растворе [Pd(NO2)4]2- различной концентрации приведены в таблице.
| Результаты вольтамперометрического определения микроколичеств палладия (II) в растворе его нитритного комплекса (n=3, Р=0.95, параметры развертки 0,4-1,2 В, скорость развертки 40 мВ/с) | ||
| Введено Pd(II), мг/л | Найдено Pd(III), мг/л | Δ, % |
| 0.050 | 0.048 | 4 |
| 0.200 | 0.187 | 6.5 |
| 0.400 | 0.412 | 3 |
| 0.800 | 0.805 | 0.6 |
| 1.000 | 1.032 | 3.2 |
| 1.500 | 1.478 | 1.5 |
| 2.000 | 1.971 | 1.5 |
| 2.500 | 2.521 | 0.8 |
| 3.000 | 3.015 | 0.5 |
Приведенные примеры подтверждают пригодность предлагаемого способа определения палладия (II) из раствора его нитритного комплекса в интервале концентраций 0.05-3.0 мг/л.
В результате проведенных исследований установлено, что в нитритных средах диапазон анализируемых содержаний палладия расширяется в области высоких содержаний при сохранении чувствительности.
Способ инверсионно-вольтамперометрического определения палладия в нитритной среде, включающий приготовление раствора палладия (II) и определение его концентрации, отличающийся тем, что определение палладия (II) проводят из раствора его нитритного комплекса и концентрацию определяют по величине анодного пика электрохимического растворения палладия в присутствии фонового электролита нитрата калия при развертке потенциала углеродсодержащего электрода от 0,4 до 1,2 В.
