Способ определения золота дифференциально-импульсным вольтамперометрическим методом в водных растворах


 


Владельцы патента RU 2554340:

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

Изобретение направлено на определение золота (III) в водных растворах методом дифференциально-импульсной вольтамперометрии и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. Способ определения золота дифференциально-импульсным вольтамперометрическим методом в водных растворах включает электрохимическое концентрирование ионов золота (III) на поверхности различных типов графитовых электродов в форме золота с последующим растворением и регистрацией катодных вольтамперных кривых, при этом проводят накопление ионов золота (III) на поверхности графитового электрода в перемешиваемом растворе в течение 60 с при потенциале электролиза минус 0,8 В, измерения проводят на фоне 0,1 M NaOH с последующей регистрацией катодных пиков и съемкой вольтамперных кривых в дифференциально-импульсном режиме при скорости развертки 80 мВ/с, концентрацию ионов золота (III) определяют по высоте катодного пика в диапазоне потенциалов от минус 0,2 до минус 0,5 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей. Изобретение дает возможность снизить предел и нижнюю границу определяемых содержаний золота (III) по катодному пику, полученному после электроокисления Au на графитовом электроде методом дифференциально-импульсной вольтамперометрии. 1 ил., 2 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к анализу растворов методом дифференциально-импульсной вольтамперометрии для определения ионов золота, и может быть использовано для его определения в объектах природного и техногенного происхождения.

Разработана методика определения золота с использованием фонового электролита (разбавленной царской водки): 0,1 M HCl + 0,32 M HNO3. Показана возможность определения золота вольтамперометрическим методом с пределом обнаружения и минимально определяемой концентрации соответственно 4,4×10-7 M (8,7×10-5 г/дм3) и 13,1×10-7 M (2,6×10-4 г/дм3) [А.М. Bond, S. Kratsis at all. Comparison of the gold reduction and stripping processes at platinum, rhodium, iridium, gold and glassy carbon micro- and macrodisk electrodes // Analyst, 1997, V.122, P.1147-1152; DOI: 10.1039/A702632C]. Недостатком данного метода является использование в качестве электрода платинового диска и высокая скорость сканирования 200 мВ/с.

Для вольтамперометрического определения золота в природных и промышленных объектах была разработана следующая методика [P. Tuzhi, Li Huiping and W. Shuwen. Selective extraction and voltammetric determination of gold at a chemically modified carbon paste electrode // Analyst, 1993, V.118, P.1321-1324 DOI: 10.1039/AN9931801321] (прототип). Определение золота проводят с использованием химической модификации для определения золота в вольтамперометрическом режиме. Чувствительный электрод изготавливали путем смешивания триизооктиламина с сажей и получением углеродной пасты. Получаемый электрод селективен к ионам золота, другие ионы металлов не мешают вольтамперометрическому определению золота. Калибровочные графики линейны в диапазоне концентраций 0,1-10 мкг/мл (0,1-10 мг/дм3), и предел обнаружения составил 0,03 мкг/мл (0,03 мг/дм3) после накопления в течение 15 мин.

В работе была поставлена задача снизить предел и нижнюю границу определяемых содержаний золота (III) по катодному пику, полученному после электроокисления Au на графитовом электроде (ГЭ) методом дифференциально-импульсной вольтамперометрии (ДИВА).

Поставленная задача достигается тем, что ионы золота (III) электрохимически концентрируют на поверхности различных типов графитовых электродов в форме золота с последующим растворением и регистрацией катодных вольтамперных кривых. Проводят накопление ионов золота (III) на поверхности графитового электрода в перемешиваемом растворе в течение 60 с при потенциале электролиза минус 0,8 В. Дальнейшее уменьшение потенциала электролиза вызывает уменьшение высоты пика золота на вольтамперной кривой, что снижает чувствительность определения. Измерения проводили на фоне 0,1 M NaOH, с последующей регистрацией катодных пиков и съемки вольтамперограмм в дифференциально-импульсном режиме при скорости развертки 80 мВ/с. Концентрацию ионов золота (III) определяют по высоте катодного пика в диапазоне потенциалов от минус 0,2 до минус 0,5 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода (нас.х.с). Новым в способе является то, что для получения полезного сигнала, зависящего от концентрации золота (III), используется фоновый раствор гидрооксида натрия и дифференциально-импульсный режим.

В предлагаемом способе установлена способность золота накапливаться и растворяться с поверхности различных типов графитовых электродов в фоновом электролите. В качестве индикаторного электрода применяли ГЭ, (в прототипе применяли модифицированный сажевый электрод). Использование таких электродов обусловлено высокой химической и электрохимической устойчивостью графита, широкой областью рабочих потенциалов, а также простотой механического обновления поверхности и требованиям техники безопасности - отсутствием токсичности. Нижняя граница определяемых содержаний золота (III) по данному методу составила 0,01 мг/дм3 (в прототипе 0,1 мг/дм3).

Результаты определения золота (III) на ГЭ в искусственных смесях приведены в таблице 1, и результаты определения золота (III) в технологических сливах приведены в таблице 2. Как видно из таблиц, максимальная погрешность измерений составляет порядка 26%, в технологическом растворе она составила 27%. Расчет определяемых концентраций золота (III) проводится по методу «Введено-найдено».

На фиг.1 представлены вольтамперные кривые восстановления золота, предварительно электрорастворенного с поверхности графитового электрода на фоне 0,1 M NaOH. 1 - фон 0,1 M NaOH; 2 - CAu(III)=0,2 мг/дм3; 3 - CAu(III)=0,4 мг/дм3.

Таким образом, установленные условия впервые позволили количественно определять содержание ионов золота (III) с использованием графитового электрода.

Предлагаемый вольтамперометрический способ позволил существенно улучшить метрологические характеристики анализа золота (III); повысить чувствительность определения (0,01 мг/дм3), что на порядок ниже по сравнению с прототипом.

Примеры конкретного выполнения:

Пример 1. Искусственная смесь. Измерения были проведены на искусственных смесях. 10 мл фонового электролита (0,1 M NaOH) помещают в кварцевый стаканчик. Не прекращая перемешивания, проводят электролиз раствора, при Еэ=-0,8 В и при τэ=60 с. Проводят задержку потенциала при Е=1,0 В и снимают катодную вольтамперную кривую при скорости развертки 80 мВ/с в дифференциально-импульсном режиме. Отсутствие пиков на вольтамперной кривой в интервале от минус 0,2 до минус 0,5 В свидетельствует о чистоте фона. Затем добавляют аликвотную часть 1-2 мл исследуемого раствора в фон, проводят электроконцентрирование при потенциале накопления -0,8 В и электроокисление золота. Потом проводят задержку потенциала и снимают катодную вольтамперную кривую при скорости развертки 80 мВ/с в дифференциально-импульсном режиме. Затем вносят добавку стандартного раствора золота (III) 0,02 мл из 0,1 мг/дм3 и снова регистрируют аналитический сигнал золота при аналогичных условиях (таблица 1). По разнице высот катодных пиков вычисляют концентрацию ионов золота (III) в растворе. Пик золота регистрируют в диапазоне потенциалов от -0,2 до -0,5 В (отн. нас.х.с.э.).

Пример 2. Реальная проба. Измерения были проведены на технологических сливах. 10 мл фонового электролита (0,1 M NaOH) помещают в кварцевый стаканчик. Не прекращая перемешивания, проводят электролиз раствора, при Еэ=-0,8 В и при τэ=60 с. Проводят задержку потенциала и снимают катодную вольтамперную кривую при скорости развертки 80 мВ/с в дифференциально-импульсном режиме. Отсутствие пиков на вольтамперной кривой в интервале от минус 0,2 до минус 0,5 В свидетельствует о чистоте фона. Затем добавляют аликвотную часть 1-2 мл исследуемого раствора, предварительно нейтрализованного до pH - 7 в фон, проводят электроконцентрирование при потенциале накопления -0,8 В и электроокисление золота. Далее проводят задержку потенциала и снимают катодную вольтамперную кривую при скорости развертки 80 мВ/с в дифференциально-импульсном режиме. Затем вносят добавку стандартного раствора золота (III) 0,05 мл из 0,1 мг/дм3 и снова регистрируют катодный пик золота при аналогичных условиях (таблица 2). По разнице высот катодных пиков вычисляют концентрацию золота (III) в растворе. Высоту пика золота регистрировали в диапазоне потенциалов от -0,2 до -0,5 В (отн. нас.х.с.э.).

Таким образом, впервые установлена способность количественного анализа золота по катодным пикам на поверхности графитового электрода в дифференциально-импульсном режиме. Предложенный способ прост и может быть применен в любой химической лаборатории, имеющей компьютеризированные анализаторы типа СТА, ТА или полярограф.

Предложенный способ может быть использован для определения золота в объектах природного и техногенного происхождения.

Таблица 1
Введено, CAu(III), мг/дм3 Найдено, CAu(III), мг/дм3 Sr, (t0,95)
n=10
0,02 0,019±0,005 0,002
0,2 0,18±0,03 0,013
Таблица 2
Объект исследования Введено, CAu(III), мг/дм3 Найдено, CAu(III), мг/дм3 Sr, (t0,95)
n=5
Вода речная 0,01 0,0090±0,0007 0,001
Технологические сливы - 0,081±0,022 0,010

Способ определения золота дифференциально-импульсным вольтамперометрическим методом в водных растворах, включающий электрохимическое концентрирование ионов золота (III) на поверхности различных типов графитовых электродов в форме золота, с последующим растворением и регистрацией катодных вольтамперных кривых, отличающийся тем, что проводят накопление ионов золота (III) на поверхности графитового электрода в перемешиваемом растворе в течение 60 с при потенциале электролиза минус 0,8 В, измерения проводят на фоне 0,1 M NaOH, с последующей регистрацией катодных пиков и съемкой вольтамперных кривых в дифференциально-импульсном режиме при скорости развертки 80 мВ/с, концентрацию ионов золота (III) определяют по высоте катодного пика в диапазоне потенциалов от минус 0,2 до минус 0,5 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей.



 

Похожие патенты:

Cпособ определения метионина в комбикормах методом катодной вольтамперометрии согласно изобретению включает следующие операции. Метионин переводят из комбикормового сырья в раствор.

Изобретение относится к технике измерения содержания растворенного газа в жидких и газовых средах, предназначено в основном для применения в океанографической аппаратуре и может быть использовано в горной, химической промышленности, в разных технологических и экологических системах измерения и контроля содержания растворенного газа в исследуемой среде. Технический результат - обеспечение основных метрологических характеристик устройства - чувствительность и долговременная стабильность.

Изобретение относится к медицине и описывает способ определения липоевой кислоты в биологически активных добавках методом катодной вольтамперометрии, включающий перевод вещества из пробы в раствор и вольтамперометрическое определение, при этом проводят катодную вольтамперометрию на ртутно-пленочном электроде при потенциале -0.373 В относительно насыщенного хлорид-серебряного электрода на фоне боратного буферного раствора pH 9,18 при постоянно токовой форме развертки потенциала со скоростью 0,06 В/с с областью определяемых содержаний липоевой кислоты от 4.5·106 до 1.1·10-3 моль/л.

Изобретения относятся к технике измерения содержания растворенного газа в жидких и газовых средах, предназначены в основном для применения в океанографической аппаратуре и могут быть использованы в горной, химической промышленности, в разных технологических и экологических системах измерения и контроля содержания растворенного газа в исследуемой среде. Технический результат - упрощение обеспечения основных метрологических характеристик устройства - чувствительности и показателя инерции.

Изобретение может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для определения содержания в растворах различных концентраций ионов металлов. Способ определения родия в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пику селективного электроокисления индия из интерметаллического соединения RhxIny 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 индия (III) проводят в течение 60-120 секунд с последующей регистрацией анодных пиков селективного электроокисления индия из интерметаллического соединения RhxIny при скорости развертки потенциала 60-100 мВ/с при потенциалах электролиза минус 1,2 В на фоновом электролите 1 М HCl, концентрацию ионов родия определяют по высоте анодного пика индия на вольтамперной кривой в диапазоне потенциалов от минус 0,2 до плюс 0,1 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей.
Изобретение относится к электроаналитической химии и может быть использовано для анализа питьевой, поверхностной воды и других водных объектов. Способ вольтамперометрического определения фенола в воде и водных объектах с помощью трехэлектродной системы, включающий предварительную модифицирующую электрохимическую обработку стеклоуглеродного индикаторного электрода системы, проведение измерений концентрации фенола в воде, включающих электрохимическое осаждение фенола на модифицированную поверхность индикаторного электрода из анализируемой воды, последующее электроокисление фенола при изменении потенциала индикаторного электрода, регистрацию на вольтамперной кривой аналитического сигнала, идентификацию пика фенола на вольтамперной кривой и определение концентрации фенола по величине пика фенола, характеризующийся тем, что предварительную модифицирующую электрохимическую обработку индикаторного электрода проводят в водном растворе 0,2 М сульфата аммония с добавлением ацетона в соотношении объемных частей 19:1, соответственно.

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

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.

Изобретение относится к области аналитической химии. Способ определения молибдена включает в себя определение комплексного соединения молибдена с диэтилдитиокарбаминатом катодной вольтамперометрией.

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.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в исследовательской и производственной практике. Согласно изобретению предлагается определять флуоресцеин натрия вольтамперометрически на стационарном электроде из стеклоуглерода по волне восстановления указанного соединения в кислой среде на фоне 0,1 н. раствора серной кислоты в классическом режиме. Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность упрощения способа количественного определения флуоресцеина натрия в субстанции и лекарственном препарате на ее основе по сравнению с известными методами и реализации его в производственных условиях. 2 ил.

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в фармакокинетических исследованиях, для контроля продуктов сельскохозяйственного производства растительного происхождения. Согласно изобретению Т-2 токсин переводят из пробы в раствор и проводят вольтамперометрическое накопление микотоксина в перемешиваемом растворе в течение 30 с при потенциале электролиза (-0,5±0,05) В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода на фоне нитрата калия (KNO3), рН 4,0÷5,0, с последующей регистрацией катодных пиков при скорости развертки 30 мВ/с. Концентрацию Т-2 токсина определяли по высоте пика в диапазоне Еn=(-1,25±0,35) В методом добавок аттестованных смесей. Изобретение обеспечивает расширение диапазона определяемых концентраций Т-2 токсина и разработки экспресс-технологии оценки Т-2 токсина в течение 30-40 мин и возможность использования электродов из нетоксичного материала. 1 ил., 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к области аналитической химии. Согласно изобретению предложен способ определения серебра катодной вольтамперометрией из фонового раствора, содержащего 4,5 мл 1 М KNO3 и 0,5 мл 0,1 М этилендиаминтетраацетата натрия (ЭДТА), из образующегося комплексного соединения на стеклоуглеродном электроде. При этом на индикаторный электрод подают потенциал предварительного электролиза (+0,5 В), при котором регистрируется максимальное значение тока пика, и в течение времени накопления от 10 с до 20 с проводят электроконцентрирование определяемого вещества на электроде, регистрируют ток пика при потенциале от +0,04 В до +0,07 В и скорости развертки потенциала 100 мВ/с. Изобретение позволяет на 2-3 порядка снизить нижнюю границу определяемых содержаний до 2,8·10-8 М (Sr=0,20), а также поскольку измерение аналитического сигнала проходит в одну стадию, то это ускоряет процесс определения концентрации серебра. 4 ил, 3 табл.

Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для решения технологических задач и задач экологического контроля. Концентрацию аммиака в анализируемом газе определяют по зависимости изменения величины одной из электрических характеристик электрохимической ячейки от количества аммиака, окисленного на поверхности внутренних электродов электрохимической ячейки, выполненных из электродного материала. Для этого в поток анализируемого газа помещают электрохимическую ячейку с полостью, образованной двумя дисками из кислородпроводящего твердого электролита, на противоположных поверхностях дисков расположены по паре электродов, к электродам дисков подают напряжение постоянного тока в пределах 400-500 мВ с подачей положительного полюса на внутренние электроды, посредством которого осуществляют электролиз паров воды, находящихся в анализируемом газе, и накачку полученного в результате электролиза кислорода из потока анализируемого газа в полость ячейки по электрохимической цепи: наружные электроды - твердые электролиты - внутренние электроды, в процессе достижения стационарного состояния, когда диффузионный поток продуктов окисления аммиака из полости ячейки станет равным поступающему потоку анализируемого газа, поступающего в нее, измеряют протекающий через ячейку предельный ток и по величине предельного тока, соответствующего содержанию кислорода, потраченного на окисление аммиака, определяют концентрацию аммиака в азоте. Изобретение обеспечивает возможность просто и надежно измерять содержание аммиака в азоте. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к аналитической химии. Способ определения метионина в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота, включает модифицирование графитовых электродов коллоидными частицами золота из золя золота в течение 300 с при потенциале накопления -1,0 В с последующей регистрацией обратных пиков электроокисления метионина на катодной кривой при скорости развертки потенциала 100 мВ/с на фоне 0,1 M раствора NaOH в диапазоне потенциалов от -1,0 до 1,0 В, и определение концентрации метионина осуществляют 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. Изобретение обеспечивает более чувствительный способ определения метионина в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии. 2 ил., 1 табл., 2 пр.

Изобретение направлено на определение палладия в руде методом инверсионной вольтамперометрии и может быть использовано в гидрометаллургии, в различных геологических разработках при поиске и разведке в случае анализа руд, рудных концентратах и породах концентраций ионов палладия. Способ определения палладия в руде методом инверсионной вольтамперометрии заключается в том, что палладий (II) переводят в раствор и проводят вольтамперометрическое определение концентрации палладия (II), при этом палладий переводят в растворе в хлоридный комплекс и проводят определение концентрации ионов палладия (II) на графитовом электроде в перемешиваемом растворе, при контролируемом потенциале минус 0,8 В и регистрацией сигнала на фоновом электролите 0,1 М HCl, относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей. Изобретение обеспечивает снижение предела и нижней границы определяемых содержаний палладия (II). 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для анализа пищевых продуктов, кормов и кормовых добавок, сельскохозяйственной продукции растительного происхождения, а также в медицине. Способ одновременного количественного определения смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 методом инверсионной вольтамперометрии включает перевод афлатоксинов из пробы в раствор, использование анодной инверсионной вольтамперометрии в дифференциальном режиме и стеклоуглеродного электрода в качестве индикаторного. Накопление смеси афлатоксинов в перемешиваемом растворе проводят в течение от 30 до 40 с при потенциале электролиза Еэ=(0,0±0,05) В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода на фоне 0,1 M сульфата аммония в диапазоне рН от 4 до 5 с последующей регистрацией анодных пиков в дифференциальном режиме съемки вольтамперограмм при скорости развертки потенциала от 20 до 30 мВ/с. Концентрацию смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 определяют по высоте пиков в диапазоне потенциалов Εп(G1)=(+0,252±0,001) В, Εп(Β1)=(+0,505±0,002) В, Еп(В2)=(+0,675±0,007) В, Eп(G2)=(+0,902±0,001) В методом добавок аттестованных смесей. Технический результат - одновременное определение смеси афлатоксинов В1, В2, Gl, G2. 4 ил., 3 табл.
Наверх