Способ определения таллия в водных растворах методом хронопотенциометрии

Авторы патента:

G01N27/48 - использующие полярографию, т.е. измерение изменений тока при медленных изменениях напряжения

Владельцы патента RU 2495411:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для определения содержания в растворах различных концентраций ионов металлов. Способ определения таллия в водных растворах методом хронопотенциометрии заключается том, что таллий (I) переводят в растворе в гидроокисное соединение и проводят хронопотенциометрическое определение, при этом проводят определение ионов таллия (I) на импрегнированном графитовом электроде в перемешиваемом растворе при контролируемом потенциале плюс 0,8 B и регистрации отклика на фоновом электролите 0,1М NaOH относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей. Изобретение обеспечивает определение таллия в водных растворах методом хронопотенциометрии. 2 ил., 2 пр., 1 табл.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения содержания ионов металлов для определения в питьевых и природных водах, методом хронопотенциометрии (ХП).

Известен метод хронопотенциометрического определения таллия на графитовом электроде. В качестве фонового электролита использовали 1 М KNO₃. Определяемая концентрации ионов таллия (I) 0,016 г/дм³. Металл на электроде выделяли при предельном потенциале равном минус 1,2 В, время электролиза составляло 60-120 секунд. [Московских Л.А., Пнев В.В., Захаров М.С. «Хронопотенциометрия с накоплением. Электрорастворение металла на графитовых электродах.» // Журнал аналитической химии. - 1973. - Т.28. - вып.9. - С.1669 - 1672]. Недостатком метода является низкая чувствительность, определяемая концентрация составляет 0,016·г/дм³.

Известен метод хронопотенциометрического определения таллия на амальгамированных электродах. В качестве фонового электролита использовали 0,01-0,1М HCl или 0,5 М NaCl концентрация ионов таллия (I) составляла 1·10^-8-1·10^-7 М (2-20 мкг/дм³). Для повышения чувствительности определения проводят электролиз раствора в течении 4 минут при потенциале минус 1,25 В для накопления таллия на электроде. [Labar С, Lamberts L. «Potentiometric stripping analysis at a stationary electrode» // Analytica Chimica Acta. - 1981. - V.132. - P.23-33]. Недостатком метода является достаточно низкий потенциал электролиза минус 1,25 В и необходимость проводить продувку раствора азотом. Недостаток связан с использованием солей ртути для амальгамирования электрода.

Известен метод хронопотенциометрического определения таллия на ртутной капле являющейся катодом. Потенциал катода составлял минус 0,8 В. В качестве фонового электролита использовали 0,1 М KNO₃. Определяемая концентрация таллия составила 6,28×10^-3 М TlNO₃ (1,2 г/дм³). [Peters D.G., Burden S.L. «Derivative Chronopotentiometry. Reversible and Irreversible Processes at Mercury Pool Elektrodes.» // Analytical Chemistry. - 1966. - V.38. - №4. - P.530-536]. Недостатком метода является низкая чувствительность. Недостаток связан в использовании металлической ртути являющейся ядом первого класса.

Известен метод хронопотенциометрического определения таллия на ртутной капле. Анодом служила платиновая проволока толщиной 5 мм. В качестве фонового электролита использовали раствор 1 М Na₂SO₄. Потенциал электролиза составлял минус 1,0 В относительно хлоридсеребрянного электрода. [McKeon M.G. «Chronopotentiometric reduction of thallium (I) at a spherical mercury electrode» // Journal of Electroanalytical Chemistry. - 1962. - V.4. - P.93-95]. (прототип). Определение таллия (I) проводят по следующей методике. В качестве фонового электролита использовали раствор содержащий 1М Na2S04. Потенциал электролиза составлял минус 1,0 В, что соответствует процессу Tl⁺+1e^-→Tl. Электродом сравнения служил хлорид серебряный электрод. Для концентрации ионов таллия (I) 0,4 г/дм³ величина тока 21,8 мкА, ошибка измерения составила 7,0%. Недостатком метода является низкая чувствительность. Использование токсичной ртути.

В работе была поставлена задача снизить предел и нижнюю границу определяемых содержаний таллия (I) по пику электроокисления в режиме реального времени при контролируемом потенциале на импрегнированном графитовом электроде методом ХП.

Поставленная задача достигается тем, что таллий (I) переводят в растворе в гидроокисное соединение и проводят хронопотенциометрическое определение. Таллий (I) переводят в растворе в гидроокисное соединение и проводят хронопотенциометрическое определение. Поводят определение ионов таллия (I) на импрегнированном графитовом электроде в перемешиваемом растворе при контролируемом потенциале плюс 0,8 В и регистрации отклика на фоновом электролите 0,1М NaOH относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей. Новым в способе является то, что для получения полезного сигнала, зависящего от концентрации таллия (I), регистрируют вольтамперные кривые в режиме реального времени при контролируемом потенциале.

В предлагаемом способе впервые установлена способность ионов таллия (I) электрохимически окисляться на поверхности импрегнированного графитового электрода (ИГЭ) до таллия (III). В качестве индикаторного применяли ИГЭ, (в прототипе применяли ртутную каплю). Использование таких электродов обусловлено высокой химической и электрохимической устойчивостью графита, широкой областью рабочих потенциалов, а также простотой механического обновления поверхности и требованиям техники безопасности. Нижняя граница определяемых содержаний по данному методу составила 1 мг/дм³ (в прототипе 0,4 г/дм³).

Результаты определения таллия на ИГЭ в фоновом электролите 0,1 NaOH и водопроводной воде приведены в таблице. Как видно из таблицы, максимальная погрешность измерений составляет порядка 20,0%. Расчет определяемых концентраций таллия проводится по методу «Введено-найдено».

Проводят определение ионов таллия (I) на поверхности импрегнированного графитового электрода в перемешиваемом растворе в режиме реального времени при контролируемом потенциале электролиза плюс 0,8 В. При потенциале плюс 0,8 В максимальный отклик сигнала достигает своего предельного значения. Дальнейшее увеличение потенциала электролиза вызывает неравномерный рост отклика сигнала на поверхности ИГЭ, что приводит к искажению результатов анализа, поэтому выбирался потенциал электролиза плюс 0,8 В. Измерения проводились на фоне 0,1 М NaOH, с последующей регистрацией хронопотенциограмм. Концентрацию ионов таллия (I) определяют по отклику сигнала относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода (нас.х.с). На фиг.1 представлены хронопотенциограммы, полученные на поверхности ИГЭ в фоновом электролите 0,1М NaOH. Отклик 1 - C_Tl(I) равна 0,5 мг/дм³, отклик 2 - C_Tl(I) равна 1,0 мг/дм³.

Таким образом, установленные условия впервые позволили количественно определять содержание ионов таллия (I) в интервале 1-10 мг/ дм³ (фиг.2).

Предлагаемый хронопотенциометрический способ позволил существенно улучшить метрологические характеристики анализа таллия (I); повысить чувствительность определения (1 мг/ дм³), что на два порядка ниже по сравнению с прототипом.

Примеры конкретного выполнения: Пример 1. (фиг.1). Измерения были проведены на искусственных смесях. 10 мл фонового электролита (0,1 М NaOH) помещают в кварцевый стаканчик. Снимают фон. Не прекращая перемешивания, проводят определение содержания ионов таллия (I), при Е_э=+0,8 В в режиме реального времени, снимают хронопотенциометрическую кривую. Вносят добавку стандартного образца таллия (I) 0,02 мл из 10 мг/дм³, регистрировали аналитический отклик при потенциале +0,8 В. Затем вносили еще одну добавку стандартного образца таллия (I) 0,02 мл из 10 мг/дм³ и регистрировали аналитический отклик при аналогичных условиях. По высоте отклика стандартной добавки вычисляли концентрацию таллия в растворе.

Пример 2. Измерения таллия (I) были проведены в водопроводной воде. 100 мл раствора, помещают в коническую колбу и выпаривают до минимального объема. Количественно переносят раствор в кварцевый стакан объемом 20 мл и добавляют 1 мл 1 М NaOH, чтобы в 10 мл водного раствора концентрация по гидрооксиду натрия составила 0,1 М.

Снимают фоновую кривую: 10 мл фонового электролита (0,1М NaOH) помещают в кварцевый стаканчик, не прекращая перемешивания, снимают хронопотенциограмму, при Е_э=+0,8 В. Прямой ход хронопотенциограммы говорит о чистоте фона.

Добавляют аликвотную часть 1 мл полученного раствора, не прекращая перемешивания, снимают хронопотенциограмму при потенциале +0,8 В до выхода отклика на предел. Затем вносили добавку стандартного образца таллия (I) 0,02 мл из 1 мг/дм³, не прекращая перемешивания, регистрировали отклик до его выхода на предел. По высоте отклика стандартной добавки вычисляли концентрацию таллия в растворе.

Таким образом, впервые установлена способность количественного анализа таллия по высоте отклика на хронопотенциограмме.

Предложенный способ прост и может быть применен в любой химической лаборатории, имеющей компьютеризированные анализаторы, работающие в хронопотенциометрическом режиме.

Предложенный способ может быть использован для определения таллия (I) в водных растворах.

Таблица
Способ определения таллия в водных растворах методом хронопотенциометрии
Введено C_Tl, мг/дм³	Найдено C_Tl, мг/дм³	n	Sr, (t_0,95)	ε, %
2,0	1,78±0,35	5	0,01	19,7
0,5 (водопроводная вода)	0,4±0,08	5	0,01	20,0

Способ определения таллия в водных растворах методом хронопотенциометрии, заключающийся в том, что таллий (I) переводят в растворе в гидроокисное соединение и проводят хронопотенциометрическое определение, отличающийся тем, что проводят определение ионов таллия (I) на импрегнированном графитовом электроде в перемешиваемом растворе при контролируемом потенциале плюс 0,8 B и регистрацию отклика на фоновом электролите 0,1 М NaOH относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в различных геологических изысканиях в случае анализа вод различного происхождения (родники, геотермальные источники, смывы хвостов обогащения), а также технологических сливов концентраций ионов таллия методом инверсионной вольтамперометрии (ИВ).

Способ определения платины в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пику селективного электроокисления ptxpby // 2491539

Способ определения рения кинетическим инверсионно-вольтамперометрическим методом в водных растворах природного и техногенного происхождения // 2490625

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в гидрогеологии, изысканиях в случае анализа вод различного происхождения. .

Способ определения осмия инверсионно-вольтамперометрическим методом в природном и техногенном сырье на графитовом электроде, модифицированном золотом // 2490624

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к анализу объектов природного и техногенного происхождения методом инверсионной вольтамперометрии для определения ионов осмия на графитовом электроде, модифицированном золотом.

Способ удаления кислорода из фоновых растворов для вольтамперометрического анализа // 2490621

Изобретение относится к вольтамперометрическому анализу, а именно к способу удаления кислорода из фоновых растворов для вольтамперометрического анализа. .

Способ определения осмия инверсионно-вольтамперометрическим методом в природном и техногенном сырье // 2486500

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к анализу объектов природного и техногенного происхождения методом инверсионной вольтамперометрии для определения ионов осмия, и может быть использовано для его определения в присутствии растворенного кислорода в объектах природного и техногенного происхождения.

Способ инверсионно-вольтамперометрического определения платины в нитритной среде // 2484455

Изобретение относится к аналитической химии платиновых металлов. .

Способ определения платины в рудах и рудных концентратах методом инверсионной вольтамперометрии по пикам селективного электроокисления висмута из интерметаллического соединения ptxbiy // 2479837

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения содержания ионов металлов, и может быть использовано в гидрометаллургии, в различных геологических разработках при поиске и разведке в случае анализа руд и рудных концентратов методом инверсионной вольтамперометрии (ИВ).

Способ определения висмута в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пикам селективного электроокисления висмута из интерметаллического соединения au2bi // 2478944

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения содержания ионов металлов для определения в питьевых и природных водах, технических сливах методом инверсионной вольтамперометрии (ИВА).

Способ количественного определения водорастворимых витаминов в1 и в2 методом вольтамперометрии на органо-модифицированных электродах // 2477465

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в фармакокинетических исследованиях, для контроля биологически активных добавок, в пищевой промышленности для определения фальсификации.

Способ определения платины в рудах по пику селективного электроокисления сu из интерметаллического соединения ptxcuy методом инверсионной вольтамперометрии // 2498289

Изобретение может быть использовано в различных геологических разработках при поиске и разведке в случае анализа руд, рудных концентратов и пород. Способ определения платины в рудах по пику селективного электроокисления Cu из интерметаллического соединения PtxCuy методом инверсионной вольтамперометрии заключается в том, что платину (IV или II) переводят из пробы в раствор, проводят накопление платины на сажевом или углеситалловом электроде в перемешиваемом растворе в присутствии ионов меди (II) в течение 50-100 с при потенциалах электролиза - 0,62 B с последующей регистрацией пиков селективного электроокисления меди из интерметаллического соединения PtxCuy при скорости развертки потенциала 50-150 мВ/с на фоновом электролите 0,1-1 М HCl, концентрацию ионов платины определяют по высоте пика меди на вольтамперной кривой в диапазоне потенциалов от -0,3 до -0,1 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей. Изобретение обеспечивает возможность снижения предела и нижней границы определяемых содержаний платины (IV). 2 пр., 2 табл., 2 ил.

Способ определения родия в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пику селективного электроокисления меди из rhxcuy // 2498290

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения содержания ионов металлов для определения в питьевых и природных водах методом инверсионной вольтамперометрии (ИВ). Способ определения родия в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пику селективного электроокисления меди из RhxCuy согласно изобретению заключается в том, что родий (III) в растворе переводят в хлоридный комплекс и проводят вольтамперометрическое определение, при этом накопление ионов родия на сажевом электроде в перемешиваемом растворе в присутствии ионов меди (II) проводят в течение 60-120 секунд с последующей регистрацией анодных пиков селективного электроокисления меди из интерметаллического соединения RhxCuy при скорости развертки потенциала 60-100 мВ/с при потенциалах электролиза минус 0,8 В на фоновом электролите 1 М HCl, а концентрацию ионов родия определяют по высоте анодного пика меди на вольтамперной кривой в диапазоне потенциалов от 0,1 до 0,2 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей. Изобретение обеспечивает возможность снизить предел и нижнюю границу определяемых содержаний родия (III) по пику электроокисления меди из интерметаллического соединения RhxCuy. 2 ил., 2 пр.

Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота // 2506579

Изобретение относится к электроаналитической химии. В способе определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде согласно изобретению проводят модифицирование графитовых электродов коллоидными частицами золота из золя золота в течение 300 с при потенциале электронакопления -1,0 В с последующей регистрацией обратных максимумов электроокисления глутатиона на катодной кривой при скорости развертки потенциала 100 мВ/с на фоне 0,1 М раствора NaOH в диапазоне потенциалов от -1,0 до 1,0 В, концентрацию глутатиона определяют по величине обратных максимумов вольтамперных кривых в диапазоне потенциалов от минус 0,20 до плюс 0,10 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей. Техническим результатом изобретения является разработка более чувствительного способа определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии. 2 пр., 2 табл., 2 ил.

Способ определения рения кинетическим инверсионно-вольтамперометрическим методом в породах и рудах // 2506580

Изобретение направлено на определение рения в породах и рудах кинетическим инверсионно-вольтамперометрическим методом и может быть использовано в различных производственных отраслях для определения содержания в растворах концентраций различных ионов металлов. Способ согласно изобретению включает определение рения на фоне 0,1 М H2SO4 с добавлением 0,03 мл 30% H2O2 методом кинетической инверсионной вольтамперометрии, при котором производится электроконцентрирование рения на ртутно-пленочном электроде с последующей регистрацией катодных пиков, съемки вольтамперограмм при скорости развертки потенциала 100 мВ/с, при этом концентрацию определяют по высоте катодного пика в диапазоне потенциалов от 0,0 до 0,20 В методом добавок аттестованных смесей. Изобретение позволяет исключить использование сильно токсичных материалов при определении ионов рения (VII), а также обеспечивает повышенную точность, разрешающую способность и экспрессность определения. 1 пр., 2 табл., 2 ил.

Способ вольтамперометрического определения наночастиц fe2o3 на угольно-пастовом электроде // 2508538

Изобретение относится к области аналитической химии. Способ вольтамперометрического определения наночастиц Fe2O3 на угольно-пастовом электроде согласно изобретению включает электрохимическое превращение наночастиц Fe2O3 на угольно-пастовом электроде в фоновом электролите - 0,02 моль/дм3 раствор трилон Б (рН 3 - 4) при потенциале электролиза (-0,12±0,01)В, относительно хлоридсеребряного электрода, с последующей регистрацией анодного пика в постояннотоковом режиме регистрации вольтамперограмм при скорости развертки потенциала 80 - 90 мВ/с, при этом концентрацию Fe2O3 определяют по высоте анодного пика в диапазоне потенциалов (-0,12±0,01)В. Изобретение обеспечивает возможность получения аналитического сигнала электропревращений наночастиц Fe2O3, позволяющего в свою очередь проводить идентификацию и количественное определение наночастиц Fe2O3 на угольно-пастовом электроде методом вольтамперометрии. 3 ил., 1 пр., 1 табл.

Способ определения аскорбата кальция в биологически активных добавках методом вольтамперометрии // 2510017

Изобретение относится к области количественного определения аскорбата кальция в БАД с целью контроля качества выпускаемых на рынок биологически активных добавок. Способ определения аскорбата кальция в биологически активных добавках включает стадию пробоподготовки и вольтамперометрическое определение. Согласно изобретению проводят анодную вольтамперометрию на индикаторном стеклоуглеродном электроде при потенциале +0,32 В относительно насыщенного хлорид-серебряного электрода на фоне хлористого калия 0,1 моль/дм3 при постояннотоковой форме развертки потенциала со скоростью 30 мВ/с с областью определяемых содержаний аскорбата кальция от 1,5·10-5 до 6,7·10-4 моль/дм3. Изобретение обеспечивает возможность эффективного чувствительного и экспрессностного определения аскорбата кальция в БАД методом вольтамперометрии. 1 табл., 2 ил., 1 пр.

Способ определения аскорбата лития в лекарственной форме методом вольтамперометрии // 2510018

Изобретение относится к области количественного определения аскорбата лития в лекарственной форме с целью контроля качества выпускаемых на рынок препаратов на основе аскорбата лития. Способ определения аскорбата лития в лекарственной форме включает стадию пробоподготовки и вольтамперометическое определение. Согласно изобретению проводят анодную вольтамперометрию на индикаторном стеклоуглеродном электроде при потенциале +0,24 В относительно насыщенного хлорид-серебряного электрода на фоне хлористого калия 0,1 моль/дм3 при постояннотоковой форме развертки потенциала со скоростью 30 мВ/с с областью определяемых содержаний аскорбата лития от 2,1·10-4 до 17·10-6 моль/дм3. Изобретение обеспечивает способ эффективного чувствительного и экспрессностного определения аскорбата лития в лекарственной форме методом вольтамперометрии. 1 пр., 1 табл., 2 ил.

Способ количественного определения молочной кислоты методом вольтамперометрии на стеклоуглеродном электроде // 2526821

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к вольтамперометрическому способу определения молочной кислоты, используемой во многих областях пищевой промышленности, ветеринарии, косметологии и играющей огромную роль в физиологическом процессе человека. Задачей заявляемого изобретения является определение концентрации молочной кислоты методом вольтамперометрии. Молочную кислоту переводят из пробы в раствор и проводят вольтамперометрическое накопление молочной кислоты в перемешиваемом растворе при барботировании инертным газом в течение 30 с при потенциале электронакопления 1,2÷1,4 В, относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода на фоновом электролите - 0,1 М Na2HPO4 с последующей регистрацией катодных пиков в дифференциальном режиме съемки вольтамперограмм при скорости развертки потенциала 30÷40 мВ/с, концентрацию молочной кислоты определяют по высоте пика в диапазоне потенциалов 0,25÷0,40 В методом добавок аттестованных смесей. Предложенный способ прост, не требует большого количества реактивов и трудозатрат. 2 пр., 1 табл.

Способ определения молибдена катодной вольтамперометрией // 2533333

Изобретение относится к области аналитической химии. Способ определения молибдена включает в себя определение комплексного соединения молибдена с диэтилдитиокарбаминатом катодной вольтамперометрией. Согласно изобретению в универсальный буферный раствор вносят 0,02 мл 1·10-4 М диэтилдитиокарбамината натрия, затем вводят пробу, содержащую молибден, перемешивают раствор в течение 10-30 с, подают потенциал электролиза +0,4 В в течение 180 с на стеклоуглеродный электрод и регистрируют ток пика молибдена при скорости развертки потенциала 100 мВ/с. Сигнал молибдена регистрируют и оценивают методом добавок аттестованных растворов относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода. Изобретение позволяет снизить нижнюю границу определяемых содержаний молибдена на 2-3 порядка. 2 ил., 1 табл.

Способ определения ртути катодно-анодной вольтамперометрией // 2533337

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения микроконцентраций ртути в водных растворах. Способ определения ртути катодно-анодной вольтамперометрией с использованием электрода и фоновых растворов включает в себя следующую последовательность действий. Вначале выдерживают стеклоуглеродный электрод в фоновом растворе при потенциале от -0,4 до -0,7 В в течение 120 с, затем переключают на потенциал от +0.4 до +0,5 В и выдерживают в течение 10 с с последующей регистрацией вольтамперограммы с линейной разверткой потенциала от 0,4 В при 100 мВ/с и пиком восстановления ртути, наблюдаемым при потенциале в пределах (-0,05-0,05) В и линейно зависящим от концентрации ртути в водных растворах. Сигнал ртути регистрируют и оценивают методом добавок аттестованных растворов относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода. Изобретение обеспечивает возможность определения малого количества ртути в водных растворах методом катодно-анодной вольтамперометрии. 2 табл.