Способ экстракционно-фотометрического определения перхлорат- ионов

 

(» 71О9)7

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) ЗаЯвлено 20.03.78 (21) 2591293л3 6 с присоединением заявки М (23) Приоритет

2 (5)) М. Кл.

С 01 В 11/18

G 01 N 21/24

В 01 D 11/04

6юударствеавы((квмвтет

СССР

No делам ввебретвний н атврмткл

Опубликовано 25.01.80 Бюллетень,% 3 (53 у Уд К546.137:543..42.062:66.061.53 (088.81

Дата опубликования описания 30.01,80 (72) Авторы изобретения

Н. С. Фрумина, С. П. Муштакова и Н. H. Гусакова

Научно-исследовательский институт химии Саратовского ордена Трудового Красного Знамени государственного университета им. Н. Г. Чернышевского (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННΠ— ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРХЛОРАТ вЂ” ИОНОВ

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам определения перхлорат-ионов.

Известны способы определения прехлоратионов, основанные. на экстракции органическими растворителями ионных ассоциатов с бриллиантовым зеленым, малахитовым зеленым кристаллическим фиолетовым, нейтральным красным. В качестве органических экстрагентов используются бензол, толуол, м-ксилол, хлороформ (1) .

Недостатками определения перхлорат-ионов с перечиоленными реагентами являются невысокая чувствительность, малая контрастность реакции и широкий круг мешающих ионов, в первую очередь кислородсодержащих анионов брома, иода и хлора.

Известен также ряд косвенных методов экстракционно-фотометрического определения перхлорат-ионов с тетрабутилфосфонием (2) .

Недостаток этих мет одов — мешаюшее влияние нитрат-, нитрит-, хлорит-, хлорати других ионов и в ряде случаев — увеличение времени анализа.

Наиболее близким по технической:ущности и достигаемому результаэу является способ определения перхлорат-ионов с метиленовым голубым заключаюшийся в том, что малорастворимый комплекс реагента с перхлорат-ионами экстрагируется хлороформом или 1,2-дихлорэтаном. Оптимальной для анализа является среда с рН 6 — 7. Светопоглощение хлороформного экстракта ионного ассоциата перхлората с метиленовым голубым соответс:вует закону

Ьугера-Ламберта Бера при содержании до 5 мкг перхлораIB в 10 мл. Оптическую плотность экстрактов измеряют при 7 = eSS нм. Определению указанных ионов с метиловым голубым мешают нитраты, иодиды, периодаты, перренаты, хлорат-ионы. Последние предлагается восстанавливать до хлоридов (3).

Недостатками указанного способа являются узкий интервал рН растворов, в которых ведется определение перхлорат-ионов, невысокая специфичность реагента, многократная экстракция, черезвычайная чувствительность реагента к любым колебаниям температуры в частности, отклонение на —. С ведет к

10!>17 4

55 з 7 ошибке 8 — 10ь, значительная продолжитель.ность анализа — на одно определение 1ратится 4 час.

Цель изобретения — повышение чувствительности и избирательности метода определения перхлорат-ионов, нечувствительного к колебаниям температуры, а также сокращение времени анализа.

Поставленная цель достигается тем, что при определении перхлорат-ионов используют выпускаемый отечественной промьшатенностью реагент. 4- метокси-4-аминодифениламин (вариаминовый синий), а экстракцию проводят нитробензолом из водных растворов с рН 2,0 — 4,5.

Вариаминовый синий хорошо растворим в воде и 0,1 н. растворе соляной кислоты.

Способ экстракционно-фотометрического определения перхлорат-ионов основан на экстракции нитробензолом ассоциатов перхлоратионов с "ониевыми" катионами вариаминового синего.

Для окисления вариаминового синего используется персульфат аммония, как лучший окислитель в среде с рН 10.

Для экстракции испытывают органические растворители — бензол, хлорбензол, нитробензол, толуол, ксилол, нзоамиловый спирт, метилизобутилкетон., диме|илсульфоксид, бутилацетат, четыреххлористый углерод, хлороформ, циклогексан, диэтиловый эфир. Наиболее эффективным является нитробензол. После экстракщги нитробензолом система в делнтельной воронке разделяется на 2 слоя — водный, краснофиолетового цвета (совпадает с окраской раствора окисленной формы вариаминавого синего) и органический — сине-зеленый. Спектр поглощения экстракта ассоциатов перхлорат-ионов с катионами вариаминового синего, снятый относительно экстракта холостого раствора, представлен в интервале длинн волн 400—

750 нм одной полосой с 1 - = 610 нм.

Спектр поглощения экстракта окисленной формы вариаминового синего. (холостой раствор) относительно нитробензола представлен в том же интервале длинн волн одной полосой

В с - = 510 нм. Контрастность реакции составляет 100 нм, что в 10 раз превышает ранее описанную. Исследуют зависимость светопоглощения экстрак ов ассоциатов перхлорат-ионов с катионами вариаминового синего от концентрации ионов водорода в системе. На основании полученных данных установлено, что ,оптимальной для определения является среда ацетатно-аммиачных буферных растворов с рН

2,0-4;5.

Установлено, что для работы в оптимальном ..нтервале оптической плотности следует приливать в колбу вместимостью 25 мм 4 мл 10 М раствора вариаминового синего и 2 мл 10 М

29

ЗО

45 раствора персульфата аммония, порядок сливания компонентов роли не играе1.

Установлено, чlo одкокра1ная экстракция водного слоя 10 мл нитробензола достаточно полная. При повторной лсстракции водного слоя новой порцией ни1робензола (10 мл) оптическая плотность экстракта относи ельно холостого раствора не превышает 0,005. Изучают скорость развития окраски в слое нитрбензола о носи|ельно времени контакта водной н органической фаз при встряхивании. Полное развитие Окраски в органической фазе достигается за оО с, увеличение времени встряхивания до

5 мин не приводит к изменению резул татов.

Изучают устойчивость окраски экстракта.

По истечении 1 час после экстракции величина абсорбции уменьшается на 10k. Предлагаемый способ не чувствителен к колебаниям температуры.

Пос1 роение калибровочного графика.

В 5 мерных колб вместимостью 25 мл вносят 4 мл 10 М раствора варнаминового .-з синего, 2 мл 10 М раствора персульфата аммания, добавляют 0,2 — 1 мл стандартного оаствора хлорнокислого натрия (100 мкг/мл

С О.;) и доводят содержимое до метки ацетатно-аммиачным буферным раствором с рН З,О.

Экстракцию проводят порцией нитробензола

F 10 мл. Оптическую плотность экстрактов измеряют относительно холостого раствора на спектрофотометре СФ вЂ” 16 при = 610 нм в кюветах с толщиной поглощающего сло"

1= 1 см.

График зависимости очтической плотности экстрактов ассоциатов пер: чорат-ионов с каионами вариаминового синего от содержания гархлорат-ионов представляет прямую в интервале Π— 4 мкг/мл С!04. Закон мерз выполняется в интервале концентраций 4 ° 10 М вЂ” 5 ° 10 М

С1С4.. Чувствительность реак,ии 0,3.":-:.гкг .- гл

С©Оф ыю = 78000 фоведению определения псрхлор;;:-попов с вариаминовым синим не оказывают мешающего действия сульфат-, ;нграт-,;:-летят-., фосфат-, цитрат-, борат-, тартрат-, карбснат-, иодат-, хлорат-, хлорид- анионы. Мешают циаяид-, роданид-, нитрит, води, „ -, перренат- ионы.

Исследуют возможность определения перхлорат-ионов с окисленной формой вариаминового синего в присутствии болыдих количеств хлорат- ионов, В качестве объекта используют, хлопат калия, П р и м е p.. Определение примеси перхлорат ионов в бертолетовой соли. Точные навески хлората калил растворяют в дистиллированной воде. A$1HKBu,ы полученных растворов помещают в мерные колбы вместимостью 25 мл и прибавляют все компоненты, указанные при построении калибровочного

;:0917

Формула изобретения

Составитель A. Жаворонкова

Редактор 8. Зарвачская Техред З.Фанта Корректор M. нигула

Заказ 8580/9 Тираж 565

ЦНЛИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4

° Ф графика в 1аких же количествах. Экстракцию водных растворов проводят порциями нитробензола по 10 мл.

Для определения содержания примеси перхлсрат-ионов в хлорате калия используют метод добавок, Содержание перхлорат-ионов рассчитывают по формуле где Са — концентрация добавки в мкг;

Ах — абсорбция раствора с неизвестным количество,; перхлорат-ионов;

Ах+а — абсорбция раствора, содержащего известное количество перхлоратионов с добавкой, Предлагаемый способ определения перхлорат-ионов с окисленной формой вариамииового синего отличается большей чувствительностью, контрастностью и избирательностью, частности возможностью определять перхлорат-ион в нрисут- „ ствии больших количеств хлсрат-ионов. Способ отличается также хорошей воспроизводимостью и точностью получаемых результатов, нечувствителен к колебаниям температуры. Использование вариаминового синего позволяет сскра- 3Q тить продолжительность анализа одной пробы в 15 раз (продолжительность анализа. одной пробы предлагаемым способом 10 — 15 мин).

Способ определения перхлорат-ионов с вариаминовым синим может быть использован для анализа различных объектов, примесей в бертолетовой соли, а также сточных вод производства последней.

1. Способ экстракционно-фотометрического определения перхлорат-ионов в растворах, включаюпгий образование ионного ассоциата перхлорат-ионов с органическим реагентом, экстракцию образовавшегося комплекса органическим растворителем с последующим измереи ем светогоглощення экстракта,о т л ич а ю Uö и Й с я тем, что с целью повышения чувствительности и избирательности, а также сокра:цения времени анализа, в качестве реагента используют окисленную форму вариаминового синего, и экстракцию проводят из водных растворов с рН 2,0 — 4,5.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве экстрагента применяют нитробензсл.

Источники информации, принятые во вниьние при экспертизе

1. "Аналитическая химия", 19Ü2, 17, 878.

2.Fritz Z.S.,ÀÛíèà У.Е.,СагпрЬеИ Р А

" 111гп. g q ",yq л .1дб. .

3. "Журнал русского физико-химического общества", Хим. часть, 1927, 59, 509 (прототип) .