Способ определения рения (vii) в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пику селективного электроокисления меди из интерметаллического соединения rexcuy



Способ определения рения (vii) в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пику селективного электроокисления меди из интерметаллического соединения rexcuy
Способ определения рения (vii) в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пику селективного электроокисления меди из интерметаллического соединения rexcuy
Способ определения рения (vii) в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пику селективного электроокисления меди из интерметаллического соединения rexcuy

 


Владельцы патента RU 2567096:

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

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для анализа вод различного происхождения: питьевые воды, геотермальные источники, смывы хвостов обогащения, а также технологические сливы. Способ определения рения (VII) в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пику селективного электроокисления меди из интерметаллического соединения RexCuy заключается в том, что рений осаждают на поверхности графитового электрода вместе с медью, образуя сплав, накопление ионов рения на графитовом электроде в перемешиваемом растворе в присутствии ионов меди (II) проводят в течение 120-180 секунд при потенциале электролиза минус 1,0 В из фонового электролита 1 М HCl с последующей регистрацией анодных пиков селективного электроокисления меди из сплава с рением при скорости развертки потенциала 10-20 мВ/с, концентрацию ионов рения определяют по току анодного пика селективного электроокисления меди в диапазоне потенциалов от -0,4 до -0,1 В отн. нас. х.с.э., используя метод добавок аттестованных смесей. Изобретение обеспечивает возможность количественно определять содержание ионов рения (VII) в интервале содержаний 0,01-1 мг/дм3 по пику селективного электроокисления меди из сплава с рением, полученного на стадии предварительного электроконцентрирования. 2 ил., 1 пр., 2 табл.

 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения содержания ионов металлов, и может быть использовано для анализа вод различного происхождения (питьевые воды, геотермальные источники, смывы хвостов обогащения), а также технологических сливов методом инверсионной вольтамперометрии (ИВ).

Известен метод полярографического определения рения (VII), впервые изученный в растворах кислот (HCl, H2SO4, H2SO4) и нейтральных растворах (KCl, фосфатном буфере). Определяемая концентрация рения (VII), использованная в исследованиях, составляла 1·10-3 M [Lingan J.J. / J. Am. Chem. Soc. 64, 1001 (1942); Lingan J.J. // J. Am. Chem. Soc. 64, 2182 (1942)]. Недостатком метода является низкая чувствительность и использование больших количеств металлической ртути в ходе полярографических определений рения (VII) в растворе.

Известна методика определения рения (VII) в сернокислых и гидроксонатриевых растворах. Показано, что число волн восстановления и их характер меняются в зависимости от концентрации H2SO4. Потенциал полуволны (E1/2) для рения (VII) в 3,5 M H2SO4 меняется от 0,2 до -0,45 В. В 2 M растворе щелочи E1/2 для рения (VII) равен -1,4 В. Определяемая концентрация рения составляет 1·10-4 M [Geyer R. // Ζ. anorg. u. allgem. Chem., 263, 47 (1950)]. Недостатком методики является низкая чувствительность определяемых содержаний рения; использование металлической ртути, пары которой являются токсичными. При определении рения данным методом мешают анионы Cl-, , , а также ионы металлов Mo, Fe и Ti.

Известен способ восстановления перренат-иона на ртутно-капельном катоде. Величина диффузионного тока в 4 M растворе HClO4 прямо пропорциональна концентрации в растворе в интервале от 1·10-4 до 1·10-3 М. В 2 M и 4,2 M растворах HCl E1/2 равны соответственно -0,45 В и -0,31 В (относительно н.к.э.). [Rulfs C.L., Elving P.J. // J. Am. Chem. Soc. 73, 3284 (1951)]. Недостатком способа является низкая чувствительность определяемых содержаний рения и использование металлической ртути, пары которой ядовиты.

Известна методика определения малых концентраций рения в нейтральных, щелочных и буферных растворах. На скорость каталитического выделения водорода существенное влияние оказывает pH раствора и буферная емкость раствора. В исследованиях использовался ртутно-капельный электрод, а вспомогательным и электродом сравнения служили насыщенные каломельные электроды. Предельный ток достигает максимального значения в интервале pH 7-9. Концентрация перренат-иона, использованная в исследованиях, составляла 8·10-5 моль/л [Рубинская Т.Я., Майрановский С.Г. О восстановлении перренат-иона на ртутном капельном электроде в щелочных и нейтральных средах // Электрохимия, 1971, Т. 7, №10, С. 1403-1408]. Недостатком методики является существенное влияние pH раствора и его буферная емкость. Низкая чувствительность, каталитические волны, пригодные для аналитических целей, находятся в сильно отрицательной области потенциалов -1,6 В, а также использование в анализе высокотоксичного ртутно-капающего электрода.

Известен метод определения рения на фоне раствора NaCl с Na2SO3 (pH=11,3-11,5) E1/2=-0,45 В. Открываемый минимум равен 1·10-5 М. Определение проводят также после подготовки пробы, в ходе которой рений отделяют от молибдена, вольфрама и других сопутствующих элементов [Duca A., Stanescu D., Puscasu M. Studii si cercetari chim. Acad. RPR Fil. Cluj, 6, 123 (1955); 13, 197 (1962)]. При растворении проб, содержащих рений, используется азотная кислота, а нитрат-ионы мешают определению, поэтому необходимо удалять оксиды азота.

Известна методика (прототип), где использовался ртутно-капающий электрод. В качестве фонового электролита использовали раствор, состоящий из 3 M по NH3, 3 M по KSCN, 3 M по ЭДТА и 0,16 M по Na2SO3. Предел обнаружения рения по данному методу составил 0,05 мг/л (2,5·10-7), что позволяет при навеске 2 г и конечном объеме 10 мл определять от 2·10-5% рения. Метод обладает высокой селективностью. Определению не мешает большинство элементов: Mo, W, Fe, Cd, Zn, Sb, Bi, Ag, Al. Полярографирование проводят от -1,0 до -1,5 В [Васильева Л.И., Семенова И.Α., Юстус З.Л. Полярографическое определение рения в сложных продуктах цветной металлургии // Журнал аналитической химии. 1986, т. 41, №2, с. 293-297] (прототип). Недостатком методики является использование ртути. В качестве фонового электролита используется сложный по составу фон, который готовится в день использования. Метод, обладая высокой селективность, однако, уступает в чувствительности определения рения другим методам.

Задача изобретения: разработать методику определения рения (VII) методом инверсионной вольтамперометрии, используя электроконцентрирование рения в сплавы с медью на поверхность графитового электрода с последующим селективным электроокислением меди из интерметаллического соединения с рением.

Электроконцентрирование рения и меди на поверхность графитового электрода проводят при потенциале минус 1 В из фонового электролита 1 M HCl в течение 120-180 секунд с последующей регистрацией анодных пиков электроокисления меди и селективного электроокисления меди из интерметаллического соединения с рением при скорости развертки потенциала 10-20 мВ/с. Концентрацию ионов рения (VII) определяют по току анодного пика селективного электроокисления меди из сплава с рением, наблюдаемого в области потенциалов от -0,4 до -0,1 В отн. нас. х.с.э.

Для количественной оценки содержания рения (VII) используют метод добавок аттестованных смесей. Новым в способе является то, что для получения полезного сигнала, зависящего от концентрации ионов рения (VII) в растворе, используется процесс селективного электроокисления меди из сплава с рением.

В предлагаемом способе впервые установлена способность меди селективно окисляться из сплава с рением при другом потенциале, чем чистая медь. В качестве индикаторного применяли ГЭ, модифицированный медью (в прототипе применяли ртутно-капающий 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. Нижняя граница определяемых содержаний по данному методу составила 0,01 мг/дм3.

Результаты определения рения из сплава с медью в фоновом электролите 1M HCl с добавкой рения (VII) приведены в таблице 1. Результаты определения рения (VII) в водопроводной воде приведены в таблице 2. Правильность определения рения (VII) оценивалась методом «введено-найдено».

Методика определения рения (VII) в водопроводной воде. Для удаления органических ионов проводят их разрушение путем облучения раствора УФ в течение 1 минуты в присутствии 1 М HCOOH. Электроконцентрирование сплава рения и меди на поверхность графитового электрода проводят в перемешиваемом растворе 1 M HCl, содержащем ионы рения (VII) и меди (VII) в течение 120-180 с при потенциале электролиза минус 1,0 В. Снимают вольт-амперную кривую электроокисления осадка при скорости развертки потенциала 10-20 мВ/с. Концентрацию ионов рения (VII) определяют по высоте анодного пика меди в диапазоне потенциалов от -0,4 до -0,1 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода (нас. х.с.э). На фиг. 1 представлены вольт-амперные кривые электроокисления меди из сплава с рением. Кривая 1 - фон 1М HCl+CCu(II)=0,2 мг/дм3 и CRe(VII)=0,02 мг/дм3, кривая 2 - фон 1М HCl+CCu(II)=0,2 мг/дм3 и CRe(VII)=0,04 мг/дм3, кривая 3 - фон 1М HCl+CCu(II)=0,2 мг/дм3 и CRe(VII)=0,06 мг/дм3.

Таким образом, установленные условия впервые позволили количественно определять содержание ионов рения (VII) в интервале содержаний 0,01-1 мг/дм3 по пику селективного электроокисления меди из сплава с рением, полученного на стадии предварительного электроконцентрирования (фиг. 2).

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1 (фиг. 1). Измерения были проведены на искусственных смесях. 10 мл фонового электролита (1 М HCl) помещают в кварцевый стаканчик. Не прекращая перемешивания, проводят электролиз раствора, при Eэ=-1,0 В и при τэ=120 с, снимают вольт-амперную кривую электроокисления при скорости развертки 20 мВ/с. Затем добавляют аттестованный раствор Cu (II) 0,02 мл из 100 мг/дм3 и проводят электрохимическое концентрирование осадка при аналогичных условиях. Вносят добавку стандартного образца рения 0,02 мл из 10 мг/дм3, регистрируют аналитический сигнал рения при потенциале накопления -1,0 В. Затем вносят еще одну добавку стандартного образца рения 0,02 мл из 10 мг/дм3 и регистрируют аналитический сигнал рения при аналогичных условиях. По разнице токов пиков меди вычисляют концентрацию рения в растворе. Пик тока меди регистрируют в диапазоне потенциалов от -0,4 до -0,1 В (нас. х.с.э.).

Пример 2. Измерения рения были проведены в водопроводной воде (таблица 2). 100 мл раствора помещают в коническую колбу и выпаривают до минимального объема. Количественно переносят раствор в кварцевый стакан объемом 20 мл и добавляют 37% HCl, чтобы в 10 мл водного раствора концентрация по соляной кислоте составила 1 М, для перевода солей рения в хлориды.

Снимают фоновую кривую: 10 мл фонового электролита (1 М HCl) помещают в кварцевый стаканчик, добавляют аттестованный раствор Cu (II) 0,02 мл из 100 мг/дм3, не прекращая перемешивания, проводят электролиз раствора, при Eэ=-1,0 В и при τэ=120 с, снимают вольт-амперную кривую электроокисления при скорости развертки 20 мВ/с.

Добавляют аликвотную часть 1-2 мл полученного раствора и снимают вольт-амперную кривую электроокисления при потенциале накопления -1,0 В. Затем вносят добавку стандартного образца рения 0,02 мл из 10 мг/дм3 и регистрируют аналитический сигнал при потенциале накопления -1,0 В. По разнице токов пиков меди вычисляют концентрацию рения в растворе. Пик тока меди регистрируют в диапазоне потенциалов от -0,4 до -0,1 В (нас. х.с.э.).

Таким образом, впервые установлена способность количественного анализа рения по пикам селективного электроокисления меди из интерметаллического соединения RexCuy.

Предложенный способ может быть использован для определения рения в водных растворах.

Способ определения рения (VII) в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пику селективного электроокисления меди из интерметаллического соединения RexCuy, заключающийся в том, что рений осаждают на поверхности графитового электрода вместе с медью, образуя сплав, накопление ионов рения на графитовом электроде в перемешиваемом растворе в присутствии ионов меди (II) проводят в течение 120-180 секунд при потенциале электролиза минус 1,0 В из фонового электролита 1 М HCl с последующей регистрацией анодных пиков селективного электроокисления меди из сплава с рением при скорости развертки потенциала 10-20 мВ/с, концентрацию ионов рения определяют по току анодного пика селективного электроокисления меди в диапазоне потенциалов от -0,4 до -0,1 В отн. нас. х.с.э., используя метод добавок аттестованных смесей.



 

Похожие патенты:

Изобретение предназначено для определения чистоты нейтральных газов, используемых при производстве изделий электронной техники. Способ измерения концентрации примесей в нейтральных газах заключается в том, что анализируемый нейтральный газ подают в камеру, где находится чувствительный элемент, измеряют его электрическое сопротивление, по изменению величины которого судят о концентрации примеси, при этом в качестве чувствительного элемента используют деионизованную воду.

Использование: для определения электрической проводимости жидкостей. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит кондуктометрический датчик контактного типа, электрод 1 датчика состоит из нескольких сегментов 2, 3 и 4, а электрод 5 выполнен сплошным и является общим для сегментов 2, 3 и 4.

Изобретение относится к электроаналитической химии, направлено на определение глутатиона и может быть использовано в анализе модельных водных растворов методом циклической вольтамперометрии по высоте анодного максимума на анодной кривой.

Изобретение относится к области кондуктометрии и может быть использовано при физико-химических исследованиях растворов. Способ измерения электропроводности раствора электролита, размещенного в жидкостном контуре первого и второго первичных преобразователей с обмотками возбуждения, включенными в цепь генератора частоты, состоит в регистрации выходного сигнала напряжения каналов измерения в зависимости от концентрации раствора при условии, что измерение проводят в стабилизированном температурном поле, при этом согласно изобретению уровень чувствительности первого и второго первичных преобразователей определяется значением напряжения на выходном трансформаторе канала измерения в зависимости от концентрации раствора, размещенного в жидкостном контуре, его температуры, и находится в функциональной зависимости от напряжения и частоты источника питания обмотки возбуждения питающего трансформатора, причем измерение электропроводности раствора проводят с включением генератора на рабочую частоту, определяемую при экспериментальном исследовании растворов как оптимальную для исследуемого диапазона концентрации раствора; а регистрируют значение выходного сигнала напряжения каналов измерения, по значению которого и определяют электропроводность раствора.

Изобретение относится к области диагностики состава органических и неорганических жидкостей электрофизическими методами, в частности к оперативным методам контроля степени очистки растительных масел по стадиям процесса очистки (рафинации).

Изобретение относится к электроаналитической химии, направлено на определение глутатиона и может быть использовано в анализе в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии по высоте анодного максимума на анодной кривой.

Способ контроля качества (безопасности) растительных масел и расплавленных жиров, который заключается в том, что измеряют удельную активную электропроводность растительного масла или расплавленного жира при различных частотах электромагнитных колебаний и разных температурах, при этом для контроля качества (безопасности) отбирают пробу исследуемого растительного масла или жира, делят пробу на две части, одну из которых подвергают окислению на воздухе при температурах 100…110°C до перекисного числа 10-12 мэкв/кг активного кислорода, перекисное число масла или жира определяют стандартными методами, затем готовят калибровочный образец растительного масла или расплавленного жира с максимально допустимым для пищевого масла или жира содержанием перекисных соединений (10 мэкв активного кислорода/кг), смешивая в определенных соотношениях по массе исходный и окисленный образец масла или жира, измеряют в полученном калибровочном образце в диапазоне частот от 1 до 200 кГц зависимость удельной активной электропроводности от частоты при двух температурах измерения, по пересечению указанных зависимостей находят характеристическую частоту электромагнитного поля, при которой характеристическая удельная активная электропроводность не зависит от температуры измерения, считают полученные значения характеристической частоты и характеристической удельной активной электропроводности максимально допустимыми нормативными значениями характеристической частоты и характеристической удельной активной электропроводности для данного пищевого масла или жира.

Настоящее изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения меди (II) в технических объектах. Способ определения меди заключается в прямом потенциометрическом титровании комплексоном (III) при рН от 4,1-9,0 с индикаторным электродом из металлического висмута в ацетатном буферном растворе.

Настоящее изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения свинца(II) в технических объектах. Способ определения свинца заключается в потенциометрическом титровании пробы комплексоном(III) с индикаторным электродом из металлического висмута с буферным раствором при рН 3,5-9,0.

Изобретение может быть использовано в качестве рабочего и эталонного средства измерений. Компаратор согласно изобретению содержит первичный преобразователь температуры и индуктивный первичный преобразователь электрической проводимости с входным и выходным тороидальными трансформаторами, питающий генератор синусоидального напряжения, трансформаторный делитель напряжения, цифровой и аналоговый компенсаторы тока с двухцикловым режимом уравновешивания, электронный блок, сопряженный с компьютером, термостат электронного блока, при этом индуктивная ячейка помещена в активный водяной термостат с фиксированной температурой, выполнена проточной, во внутренней полости которой размещены первичные преобразователи температуры и электрической проводимости.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к приборам и устройствам для исследования электрофизических свойств жидкометаллических растворов. Прибор для измерения электросопротивления щелочных металлов и их сплавов в полном концентрационном интервале составов состоит из двух основных узлов - отсеков, первый из которых предназначен для приготовления и гомогенизации сплавов, а второй измерительный отсек - для формирования исследуемых образцов и определения их электрического сопротивления. Первый узел предназначен для подготовки сплавов и состоит из резервуаров для размещения в них компонентов A и B исследуемой бинарной системы, затворов с капельницами, откалиброванных дозировочных капилляров и мерных отростков. Измерительный отсек представляет собой две тщательно откалиброванные по внутренним диаметрам капиллярные трубки для формирования жидких образцов в виде тонких цилиндрических проволок. Техническим результатом является повышение надежности и относительной точности измерений электрического сопротивления металлических растворов. 2 ил.

Изобретение относится к инструментальным физико-химическим методам исследования спиртосодержащих жидкостей, преимущественно спиртных напитков и предназначено для установления различия между подлинной, фальсифицированной и контрафактной алкогольной продукцией. Способ предусматривает измерение удельной электропроводности идентифицируемой и эталонной проб и проведение предварительной проверки идентифицируемой пробы на подлинность путем сопоставления этих показателей для обеих проб с использованием неравенства: ( 1 − 0,05 E ) ⋅ S i ≤ S x ≤ ( 1 + 0,05 E ) ⋅ S i , где Si - величина удельной электропроводности эталонной пробы, мкСм/см; Sx - величина удельной электропроводности идентифицируемой пробы, мкСм/см; E - допустимая величина погрешности измерения удельной электропроводности, %. при соблюдении данного неравенства регистрируют ультрафиолетовые спектры поглощения идентифицируемой и эталонной проб спиртного напитка, строят в одной системе координат графические спектральные кривые указанных проб и кривую их вычитания в информативной области спектра, которая для окрашенных спиртных напитков составляет 230-400 нм, а для неокрашенных - 200-230 нм, по матрице дискретных значений кривой вычитания рассчитывают фактические значения критериев идентификации А и В, после чего подлинной признают такую идентифицируемую продукцию, для которой кривая вычитания в границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб соответствует указанным критериям, определяемым из следующих выражений: A = | ∑ i = 1 n ( ( λ i − λ ¯ ) ⋅ ( Δ D i − Δ D ¯ ) ) ∑ i = 1 n ( λ i − λ ¯ ) 2 ⋅ ∑ i = 1 n ( Δ D i − Δ D ¯ ) 2 |          ( 1 ) B = | ∑ i = 1 n ( Δ D i − Δ D ¯ ) 2 ( n ⋅ Δ D ¯ ) | ,        ( 2 ) где λi…λn - дискретные значения длин волн излучения в границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, нм; λ ¯ - среднее арифметическое из дискретных значений длин волн в границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, нм; ΔDi…ΔDn - дискретные значения оптической плотности кривой вычитания в информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, е.о.п.; Δ D ¯ - среднее арифметическое из дискретных значений оптической плотности кривой вычитания в информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, е.о.п.; n - число дискретных значений длин волн λi…λn, оптической плотности ΔDi…ΔDn кривой вычитания в информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, и принимающим расчетные значения для окрашенных спиртных напитков A≥0,95, B≤1,0; для бесцветных спиртных напитков B≤0,10. Достигается повышение достоверности и надежности, а также - высокая точность идентификации. 4 ил., 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано для измерения электропроводности жидких сред. Устройство для измерения электропроводности жидкости содержит генератор синусоидальных сигналов, управляемый делитель частоты, питающий трансформатор с обмоткой возбуждения, измерительный трансформатор с измерительной обмоткой, замкнутый виток из электропроводящей исследуемой жидкости, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), виток, охватывающий трансформатор возбуждения, виток, охватывающий измерительный трансформатор, ключ, образцовую проводимость известной величины, схему управления, вычислительное устройство. Изобретение позволяет повысить точность измерений электропроводности жидких сред за счет устранения влияния погрешностей, связанных с нестабильностью напряжения и частоты источника питания, магнитной проницаемости сердечников трансформаторов, а также позволяет исключить помеху, которая может представлять собой наводку в сердечниках трансформаторов. 4 ил.

Использование: для определения свойств многокомпонентных сложнолегированных жаропрочных расплавов, основанного на изучении крутильных колебаний цилиндрического тигля с расплавом. Сущность изобретения заключается в том, что определяют температурные зависимости свойств образца расплава с получением значений в виде электрических сигналов, значения температурных зависимостей подают на вход первого дифференцирующего устройства, с его выхода снимают продифференцированные сигналы, затем продифференцированные сигналы подают на один из входов блока сравнения, отличается тем, что используют второе дифференцирующее устройство, один из входов которого обладает функцией регулировки порога сигнала, выходной сигнал этого дифференцирующего устройства в виде второй производной преобразуют в однополярные сигналы, передним фронтом первого включают счет импульсов, а задним фронтом последнего выключают счет импульсов в диапазоне температур между температурой гистерезиса tг и аномальной tан, фиксируют количество импульсов, которое соответствует значению изменения измеряемого свойства, в вышеуказанном диапазоне температур Δt, определяют максимум сигналов первого дифференцирующего устройства (Δρ/Δt)max посредством их пикового детектирования с последующим запоминанием максимальной величины, после выключения счета продолжают увеличивать температуру нагрева образца при возрастающих значениях температуры и определяют величины измеряемого свойства расплава вплоть до значения критической температуры tкр затем начинают охлаждение образца, продолжают исследовать свойства вплоть до кристаллизации, после чего значение запомненного ранее максимального отношения (Δρ/Δt)max=Кипс в виде коэффициента структурной перестройки Кипс расплава фиксируют как характеристику расплава. Технический результат: обеспечение возможности получения дополнительной информации о расплаве, получения количественного параметра интенсивности структурной перестройки жаропрочных расплавов. 4 ил.
Наверх