Способ выделения и определения осмия (viii) в газовой фазе


 


Владельцы патента RU 2592208:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к области аналитической химии элементов и может быть использовано для выделения и определения осмия в объектах различного вещественного состава. В способе определения осмия в газовой фазе, включающем его окисление и отгонку из раствора, улавливание сорбентом, восстановление осмия (VIII) до осмия (III), переведение его в комплексное соединение на поверхности сорбента, измерение коэффициента диффузного отражения поверхностного комплекса осмия и оценку содержания осмия по градуировочному графику, для выделения осмия из газовой фазы используют силикагель, химически модифицированный N-(1,3,4-тиодиазол-2-тиол)-N′-пропилмочевинными группами, а измерение коэффициента диффузного отражения поверхностного комплекса осмия (III) проводят при 430 нм. Достигается повышение чувствительности анализа. 3 пр.

 

Изобретение относится к области аналитической химии элементов, а именно к методам выделения и определения осмия, и может быть использовано для выделения и определения осмия в объектах различного вещественного состава.

Осмий является одним из немногих элементов, при окислении с достаточной легкостью переходящих в газовую фазу в виде тетраоксида. Это свойство широко используется при выделении данного металла из технологических растворов и отделении его от компонентов матрицы. Селективность окисления осмия и его отгонка в виде тетраоксида (OsO4) обеспечивается применением в качестве окислителя пероксида водорода. Из газовой фазы осмий поглощается растворами щелочей, серной кислоты, тиомочевины и т.д. Для последующего определения осмия наиболее часто используется фотометрический метод, характеризующийся простотой исполнения. В качестве реагента для спектрофотометрического определения чаще всего применяется тиомочевина, которая образует с осмием в хлороводородных и сернокислых растворах комплексное соединение [Os(NH2CSNH2)6]3+, окрашенное в красный цвет с максимумом светопоглощения при 480 нм. Данным способом можно определять от 0,1 до 100 мкг/мл осмия [Гинзбург С.И., Езерская Н.А., Прокофьева И.В. и др. Аналитическая химия платиновых металлов. - М.: Наука. 1972. 613 с.].

С целью снижения пределов обнаружения элементов широко используется комбинирование их предварительного сорбционного концентрирования с последующим фотометрическим определением элементов непосредственно в фазе сорбента.

Известен способ выделения и определения осмия (VIII) с помощью силикагеля, химически модифицированного N-аллил-N′-пропилтиомочевиной [Лосев В.Н., Бахтина М.П., Бахвалова И.П. и др. Журнал аналитической химии. 1998. Т. 53. №11. С. 1170-1173], который основан на окрашивании в розово-коричневый цвет поверхности сорбента в результате образования окрашенных поверхностных комплексов осмия (III) с функциональными группами сорбента.

Данный способ предусматривает выполнение следующих операций:

- помещение сернокислого раствора, содержащего осмий, в аппарат для дистилляции и улавливания осмия;

- окисление осмия, находящегося в растворе серной кислоты, перекисью водорода до OsO4;

- дистилляцию осмия при 100°C в течение 80 минут;

- улавливание осмия сорбентом - силикагелем, химически модифицированным N-аллил-N′-пропилтиомочевиной, находящимся в концентрирующем патроне, расположенном после реакционной колбы;

- перемешивание сорбента после окончания сорбции, перенесение его во фторопластовую кювету и измерение коэффициента диффузного отражения при 540 нм;

- оценку содержания осмия по градуировочному графику.

Способ позволяет определять 10-1500 мкг/0,1 г сорбента. Относительное стандартное отклонение при определении более 25 мкг/0,1 г сорбента осмия не превышает 0,1.

К недостаткам способа следует отнести высокий предел обнаружения осмия.

Наиболее близким к заявляемому результату по технической сущности и достигаемым результатам, выбранным в качестве прототипа, является способ выделения и определения осмия (VIII) в газовой фазе с помощью силикагеля, химически модифицированного меркаптогруппами [RU 2230316, G01N 31/22, G01N 21/78, опубл. 10.06.2004]. Способ основан на окрашивании в желто-коричневый цвет поверхности сорбента в результате образования окрашенных поверхностных комплексов осмия (III) с функциональными группами сорбента.

Данный способ предполагает выполнение следующих операций:

- помещение сернокислого раствора, содержащего осмий, в аппарат для дистилляции и улавливания осмия;

- окисление осмия, находящегося в растворе серной кислоты, перекисью водорода до OsO4;

- дистилляциию осмия при 100°C в течение 80 минут;

- улавливание осмия сорбентом - силикагелем, химически модифицированным меркаптогруппами, находящимся в концентрирующем патроне, расположенном после реакционной колбы;

- перемешивание сорбента после окончания сорбции и перенесение его во фторопластовую кювету;

- измерение коэффициента диффузного отражения при 440 нм;

- оценку содержания осмия по градуировочному графику.

Предел обнаружения осмия, рассчитанный по 3S-критерию, составляет 0,3 мкг/0,1 г сорбента. Линейность градуировочного графика сохраняется до 400 мкг осмия на 0,1 г сорбента. Относительное стандартное отклонение при определении более 7 мкг/0,1 г сорбента не превышает 0,06.

Недостатком способа является высокий предел обнаружения.

Техническим результатом является снижение предела обнаружения осмия.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе выделения и определения осмия (VIII) в газовой фазе, включающем окисление осмия и его отгонку из раствора, улавливание сорбентом, восстановление осмия (VIII) до осмия (III), переведение его в комплексное соединение на поверхности сорбента, измерение коэффициента диффузного отражения поверхностного комплекса осмия и оценку содержания осмия по градуировочному графику, новым является то, что для выделения осмия из газовой фазы используют силикагель, химически модифицированный N-(1,3,4-тиодиазол-2-тиол)-N′-пропилмочевинными группами, а измерение коэффициента диффузного отражения поверхностного комплекса осмия (III) проводят при 430 нм.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Сущность способа заключается в том, что находящийся в дистилляционной колбе осмий селективно окисляется до осмия (VIII), который в виде тетраоксида осмия переходит в газовую фазу и количественно (99,9%) улавливается силикагелем, химически модифицированным N-(1,3,4-тиодиазол-2-тиол)-N′-пропилмочевинными группами, помещенным в концентрирующий патрон, расположенный на выходе из реакционной колбы. На поверхности сорбента в процессе взаимодействия с функциональными группами происходит восстановление осмия (VIII) до осмия (III) с образованием поверхностных комплексов осмия (III), окрашенных в коричневый цвет. Интенсивность окраски сорбента прямо пропорциональна содержанию осмия на поверхности сорбента.

Способ осуществляют следующим образом.

В дистилляционную колбу вводят 100 мл анализируемого раствора, добавляют концентрированную серную кислоту до 1 М H2SO4, в разборный патрон помещают сорбент - силикагель, химически модифицированный N-(1,3,4-тиодиазол-2-тиол)-N′-пропилмочевинными группами, и собирают аппарат для дистилляции и улавливания осмия. Устанавливают скорость газового потока на уровне 0,5 л/мин, нагревают раствор в дистилляционной колбе до 100°C и с помощью капельной воронки через каждые 10 мин вводят по 1 мл 30%-ного раствора H2O2. Дистилляцию осмия проводят в течение 80 мин. После окончания отгонки сорбент вынимают из патрона, перемешивают, переносят во фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 430 нм. Содержание осмия определяют по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях.

Предел обнаружения осмия для навески сорбента 0,1 г составляет 0,1 мкг. Линейность градуировочного графика сохраняется до 150 мкг осмия на 0,1 г сорбента.

В предлагаемом способе содержание осмия в произвольном объеме раствора или навеске твердого вещества не должно быть менее 0,1 мкг. Данное количество осмия на 0,1 г сорбента является той минимальной концентрацией, которую удается зарегистрировать на существующих приборах относительно сигнала фона.

Относительный предел обнаружения осмия зависит от объема раствора, из которого осуществляется дистилляция и улавливание осмия. При использовании 100 мл раствора относительный предел обнаружения составляет 1·10-3 мкг/мл.

Пример 1 (прототип)

В реакционный сосуд помещают 200 мл раствора, содержащего 1,0 мкг осмия в 2 М серной кислоте, окисляют осмий перекисью водорода до образования тетраоксида осмия, который отгоняют, пропуская через концентрирующий патрон, содержащий 0,1 г сорбента - силикагеля, химически модифицированного меркаптогруппами. После отгонки сорбент вынимают из концентрирующего патрона, переносят в кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 440 нм. Количество осмия находят по градуировочному графику. Найдено 0,96±0,08 мкг.

Пример 2 (прототип)

В реакционный сосуд помещают 200 мл раствора, содержащего 150 мкг осмия в 2 М серной кислоте, окисляют осмий перекисью водорода до образования тетраоксида осмия, который отгоняют, пропуская через концентрирующий патрон, содержащий 0,1 г сорбента - силикагеля, химически модифицированного меркаптогруппами. После отгонки сорбент вынимают из концентрирующего патрона, переносят в кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 440 нм. Количество осмия находят по градуировочному графику. Найдено 146±5 мкг.

Пример 3 (предлагаемый способ)

В реакционный сосуд помещают 200 мл раствора, содержащего 100 мкг осмия в 1 М серной кислоте, окисляют осмий перекисью водорода до образования тетраоксида осмия, который отгоняют, пропуская через концентрирующий патрон, содержащий 0,1 г сорбента - силикагеля, химически модифицированного N-(1,3,4-тиодиазол-2-тиол)-N′-пропилмочевинными группами. После отгонки сорбент вынимают из концентрирующего патрона, переносят в кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 430 нм. Количество осмия находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 100±3 мкг.

Способ характеризуется высокой чувствительностью, простотой выполнения, широким диапазоном определяемых концентраций, низким пределом обнаружения, не требует использования дорогостоящего оборудования и вредных веществ. Использование силикагеля, химически модифицированного N-(1,3,4-тиодиазол-2-тиол)-N′-пропилмочевинными группами, позволяет в 3 раза снизить предел обнаружения осмия по сравнению с прототипом. Предлагаемый способ позволяет определять осмий в количестве 0,1-150 мкг при использовании 0,1 г сорбента. Предел обнаружения по предлагаемому способу в три раза меньше, чем в прототипе. Получаемые сорбенты длительное время устойчивы без изменения их спектроскопических характеристик.

Способ выделения и определения осмия (VIII) в газовой фазе, включающий окисление осмия и его отгонку из раствора, улавливание сорбентом, восстановление осмия (VIII) до осмия (III), переведение его в комплексное соединение на поверхности сорбента, измерение коэффициента диффузного отражения поверхностного комплекса осмия и оценку содержания осмия по градуировочному графику, отличающийся тем, что для выделения осмия из газовой фазы используют силикагель, химически модифицированный N-(1,3,4-тиодиазол-2-тиол)-N′-пропилмочевинными группами, а измерение коэффициента диффузного отражения поверхностного комплекса осмия (III) проводят при 430 нм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фармацевтическому анализу. Способ осуществляют путем растворения анализируемой пробы, обработки раствора химическим реактивом с последующим фотоэлектроколориметрированием - измерением оптической плотности окрашенных растворов, причем растворение проводят в воде очищенной, выдерживают на нагретой водяной бане до полного растворения при перемешивании, охлаждают и в дальнейшем аликвотную часть приготовленного раствора объемом от 1,0 до 5,0 мл последовательно обрабатывают при перемешивании каплями 3,5 мл 0,1 Н спиртового раствора KОН, выдерживают и перемешивают 5 минут, далее обрабатывают каплями 2,5 мл 0,5% раствора вератрового альдегида в серной кислоте и 1,5 мл 0,1 Н раствора серной кислоты, выдерживают еще 3 минуты и после этого фотоэлектроколориметрируют окрашенные растворы.

Изобретение относится к фармацевтическому анализу. Способ характеризуется растворением анализируемой пробы, обработкой раствора химическим реактивом с последующим фотоэлектроколориметрированием окрашенных растворов, при этом растворение проводят в воде очищенной, выдерживают на нагретой водяной бане до полного растворения, охлаждают и разбавляют тем же растворителем до 100 мл; аликвотную часть приготовленного раствора объемом от 1,0 до 5 мл последовательно обрабатывают 2,0-2,3 мл щелочного 1% раствора нитропруссида натрия и 0,1 мл 3% раствора водорода перекиси, выдерживают в течение 1 мин, после чего прибавляют 0,1 М раствор калия гидроксида до рН 10 и фотоэлектроколориметрируют окрашенные растворы.
Группа изобретений относится к аналитической химии, а именно к области химических методов контроля стерилизации, и описывает способ изготовления химического индикатора контроля озоновой стерилизации, а также химический индикатор контроля озоновой стерилизации.

Изобретение относится к области стерилизации, а именно к дезинфекции офтальмологической линзы. Для количественного определения дезинфицирующих доз ультрафиолетового излучения (УФ-излучения), достаточных для стерилизации офтальмологической линзы при помощи одного или более дополнительных индикаторов, осуществляют добавление одного или более красителей FD&C (химических индикаторов, основанных на разрушении пищи, лекарств и косметики), способных взаимодействовать до разрушения одного или более индикаторов, определяемого легко заметным изменением цвета и/или флуоресценции при УФ-облучении, в водный раствор; применение дозы УФ-излучения в течение контролируемого отрезка времени и с контролируемой интенсивностью; и получение обратной связи за счет разрушения одного или более индикаторов.

Изобретение относится к области дезинфекции, дезактивации поверхностей объектов и обнаружения следов взрывчатых веществ на основе полинитроароматических соединений типа тетранитротолуола.

Изобретение относится к поглощающему изделию, выполненному с возможностью определения ионной силы мочи. Изделие включает непроницаемый для жидкости слой; проницаемый для жидкости слой; поглощающий внутренний слой, расположенный между непроницаемым для жидкости слоем и проницаемым для жидкости слоем; устройство с латеральным потоком, интегрированное в изделие и расположенное таким образом, что оно находится в жидкостном соединении с потоком мочи, выделяемой пользователем изделия.

Группа изобретений относится к медицине и описывает композицию реактивов для измерения количества лития в биологических образцах, отличающуюся тем, что указанная композиция реактивов для измерения количества лития представляет собой водный раствор, содержащий соединение, которое имеет структуру, представленную формулой (I), смешиваемый с водой органический растворитель, выбранный из диметилсульфоксида (DMSO), диметилформамида (DMF) и диметилацетамида (DMA), и модификатор pH для доведения pH до значения в диапазоне от pH 5 до pH 12, концентрация соединения формулы (I) составляет от 0,1 до 1,0 г/л.

Изобретение относится к химической промышленности и представляет собой многофункциональный состав для обработки жилых помещений после совершения террористических актов, содержащий клатрат дидецилдиметиламмония бромида, алкилдиметиламин, алкилбензолсульфонат, формальдегид, этиленгликоль, неионогенное поверхностно-активное вещество ОП-10, лимонную кислоту, ортофосфорную кислоту, дитизон и воду, причем компоненты в составе находятся в определенном соотношении, в мас.%.

Группа изобретений относится к области анализа органических веществ, в частности к отрасли общественного питания применительно к оценке качества обезжиривания столовой посуды в лечебно-профилактических учреждениях разного профиля.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к индикаторным составам для экспресс-обнаружения наличия окислителей путем индикации на поверхностях.

Изобретение относится к области аналитической химии элементов, а именно к методам определения платины, и может быть использовано при ее определении в геологических и промышленных материалах, технологических и техногенных водах. Способ включает приготовление раствора платины (IV) в хлороводородной кислоте, извлечение платины (IV) из раствора сорбентом, в качестве которого используют силикагель, химически модифицированный меркаптогруппами, переведение ее в комплексное соединение на поверхности сорбента, отделение сорбента от раствора декантацией, измерение коэффициента диффузного отражения поверхностного комплекса платины и оценку содержания платины по градуировочному графику, причем при переведении платины (IV) в комплексное соединение на поверхности сорбента происходит ее восстановление до платины (II) в результате взаимодействия с меркаптогруппами, после отделения сорбента от раствора осуществляют обработку сорбента 1·10-5 - 1·10-4 М раствором тиокетона Михлера в 50%-ном растворе этилового спирта в воде, а измерение коэффициента диффузного отражения поверхностного комплекса платины (II) осуществляют при 540 нм. Достигается повышение чувствительности и информативности анализа. 4 пр., 1 табл.
Наверх