Способ экстракционно-фотометрического определения кадмия

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61).Дополнительное к авт. свид-ву (5f) . Кл.2

С О1 а 11/00

G 01 N 21/24

В 01 D 11/04 (22) Заявлено 170376 (21) 2337268/23-26 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 25O58O Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 25.05.80 (53) УДК 5 4 6 . 4 8:

: 543. 432 (088. 8) (72) Авторы изобретения

П. П. Киш, Й, С. Балог, Ф, A. Михайленк о, О.В.Морейко, Е.Д.Сыч и T,Ë.Øèøêèíà

Ужгородский государственный университет и Институт орагнической химии AH Украинской CCP (71) Заявители (5 4) СПОСОБ ЭКСТРХКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО

ОПРЕДЕЛЕНИ Я КАДМИ Я

Изобретение относится к аналитической химии и может использоваться для определения кадмия экстракционНо-фотометрическим методом. 5

Для экстракционно-фотометрического определения кадмия применяются два типа соединений: внутрикомплексные соединения, образованные при взаимодействии кадмия с кислотными красителями, и ионные ассоциаты, образованные TISH взаимодействии кадмия с галогенид-ионами и основными красителями (основаииями), Экстракционно-фотометрические ме15 тоды определения кадмия при использовании ионных ассоциатов имеют более высокую чувствительность, чем методы с использованием кислотных Красителей, однако они имеют также малую 20 избирательность, Известен экстракционно-фотометрический метод определения кадмия с кристаллическим фиолетовым, основанный на образовании ионного ассоциата кадмия с иодид-ионами и катионом красителя (1), В кислой среде обраэуюшийся Ионный ассоциат при экстракции органическим растворителем (изопропиловым эфиром) флотиоуется на поверхности раздела фаэ который затем растноряют в ацетоне и определяют оптическую плотность раствора.

Количество кадмия находят по калибровочным графикам.

Окрашенные соединения подчиняются закону Вера в интервале концентрации кадмия 0,1-0,5 мкг/мл.

При рН 1,1 определению кадмия не мешают: цинк — при концентрации

15000 мкг/мл, железо (ХХ) -2500мкг/мл, железо (III) †. 2500 мкг/мл, алюминий500 мкг/мл, медь (II) — 15 мкг/мл.

Определению кадмия мешают висмут, олово, серебро, индий, свинец, ртуть, селен и некоторЫе другие элементы.

Метод применен для определения кадмия в алюминиевых сплавах. Мешаюшие элементы: медь, свинец, олово, висмут и другие отделяют электролизом; . Наиболее близок к предлагаемому изобретению по технйческой сушности и достигаемому результату экстракционно-фотометрический способ определения кадмия, состояший в переводе кадмия в координационно--OJIbBBTHpoванный комплекс (CdJ 2ТБФ) при взаимодействии кадмия с иодид-иона735569

50 ми и трибутилфосфатом (ТБФ), который затем в присутствии основного красителя и бромИд-ионов образует в органической фазе смешенный HoHHhIA ассоциат-иодобромокадминат основного красителя (2).

Использование такого гжинципиально нового приема взаимодействия между координационно сольватированным иодидным комплексом кадмия в органической фазе и основным красителем в присутствии галогенид-ионов дает <0 возможность избегать предварительных операций по отделению мешающих элементов, что значительно сокращает время проведения анализа и позволяет определять кадмий в присутствии лю- 15 бЫх элементов..

Этот способ опробован с применением различных основных красителей— виктории голубой 4Р, основного синего К, малахитового зеленого, кристаллического фиолетового, астраэонового розового 2С, родамина С, родамина СЖ, бутилродамина С и некоторых других.

Все они пригодны для селективнОго определения кадмия. В качестве лучшего реагента выбран родамин С, при использовании которого координационно сольватированный иодидный комплекс кадмия в присутствии бромид-ионов образует окрашенные ионные ассоциаты в широком интервале кислотности (1-7 н, Н $0 ), незначительно извлекается простая соль. красителя", .а молярный коэффициент погашения имеет высокое значение (E, =10,2 ° 10 ) в максимуме"поглощения при 575 нм. 35

Способ дает возможность проводить определение кадмия в присутствии любых элементов,что обусловлено тем, что часть элементов не образуют экстрагируемых иодидных комплексов 40 в оптимальных условиях образования координационно сольватированных комплексов кадмия, а другая часть элементов не образует бромидных.анионных комплексов в условиях образования смешанных иодобромидных комплек сов кадмия.

Для проведения анализа исследуемый раствор подшелачивают, добавляют иодид-ионы и проводят экстракцию кадмия органическим растворителем.

Органическую фазу определяют от водной фазы, создают кислую среду, добавляют раствор бромида и красителя и проводят вторичную экстракцию.

Выполнение указанных операций и 55 определен и я кадми я проходит з à 3035 мин.

Цель изобретения — сокращение про- должительноо сти анализ а и повышение чувствительйости определения.

Это достигается описываемым способбм экстракционно-фотометрического определения кадмия, включающим образование в щелочной среде окрашенного ассоциата кадмия с иодид-ионом и " основным красителем и экстрагирование его смесью бензола. с трибутилфосфатом.

Отличительным признаком предложенного способа является использование в качестве основного красителя стириловых красителей обшей формулы

R — СН = CH — R

f 2 где R„ — 1,3,3-триметилиндолий, 3,5-дифенилтиазолий;

R — 2-диметиламинотиенил, 2-диметиламинофурил, п-диметиламинофенил, 4-(N-метил-N-хлорэтил)аминофенил, В предложенном способе при использовании стириловых красителей можно работать .в щелочных средах и для осуществления селективного определения кадмия отпадает необходимость проводить предварительную экстракцию кадмия для отделения его от мешающих ионов. Для определения кадмия в исследуемом растворе с помощью ацетатноаммиачного буферного раствора создают рН 9, добавляют иодид — ; краситель и экстрагируют окрашенный ионный ассоциат органическим растворителем. Указанные операции и определение кадмия выполняют за 8-10 мин.

Использование стириловых красителей позволяет повысить чувствительность фотометрического определения кадмия, Молярные коэффициенты погашения окрашенных экстрактов ионных ассоциатов иодидных комплексов кадмия со стириловыми красителями имеют более высокое значение, чем в случае других известных основных красителей, Молярные коэффициенты погашения экстрактов ионных ассоциатов кадмия со стириловыми красителями имеют значение C,=(9-13) ° 10", в то время как известных ионных ассоциатов, образованных трифенилметановыми, триарилметановыми, родаминовыми, тиазиновыми, оксазиновыми и азокрасителями молярный коэффициент погашения составляет Я =(2-10) ° 10

Так, например, молочный коэффициент погашения ионного ассоциата кадмия с стириловым красителем 2-(и-диметиламиностирил)-1,3,3-триметил-ЗИ-индолинием при максимуме поглощения Я. =572 имеет значение

=12,5 ° 10, Стириловые красители образуют с иодокадмиатом более устойчивые во времени окрашенные ассоциаты, чем известные трифенил- и триарилметановые, а также родаминовые красители. Это повышает точность и воспроизводимость определения кадмия.

Способ позволяет Определять

0,05 мкг кадмия в 1 мл анализируемого раствора. Равновесие экстракции трехкомпонентного комплекса кадмия устанавливается за 1 мин.

735569

Формула изобретения

Составитель В.Абрамова

Редактор Л, Гребенникова Техред О.Андрейко Корректор М.лароши

Заказ 2348/17 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4,Светопоглощение экстрактов подчиняется закону Вера в интеРвале концентрации кадмия О, 05-5 мкг/мл.

Определение кадмия осуществляется следующим образом. Анализируемый раствор переносят в -делительную воронку и добавляют 0,5 мл 1 М KJ, 1 мл 10 М раствора одного из красителей стирилов, например, 2-(1-/5-димителаминотиенил-2/винил-2) -1, 3, 3-триметил-(ЗИ) индолия (ДТТИ), добавлением ацетатно-аммиачного буферного раствора с рН 9, доводят объем до 5 или 10 мл, добавляют 5 мл смеси (4:1, бензола с трибутилфосфатом и встряхивают 1 мин. Экстракт отделяют, центрифугируют и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при

580 нм или на фотоэлектроколориметре

ФЭК вЂ” 56 со светофильтром Р б в О, Зсм кюветах относительно экстракта холостого опыта. Количество кадмия находят по калибровочному графику, построенному аналогично, Пример 1. Определение кадмия в окиси и карбонате магния, 0,5-1,25 г пробы растворяют при нагревании в 10 мл Н SO (1:1) с добавлением нескольких кайель HNO u

8 полученный раствор упаривают до выделения белых паров SO . Остаток .

Растворяют в 3-5 мл 1 й, Н ЯО» . Добавлением 4 н. NaOH устанавливают рН 7-8, добавляют 0,5 мл 1М KJ и 1 мл

10 М ДТТИ и добавлением ацетатно- . амиачного буферного раствора с рН 9 доводят объем до 10 мл. Далее определение кадмия проводят как описановыше.

Пример 2, Определение кадмия в полупроводниковых пленках Zn-Ая-Cd-Se. Подложку с нанесенной на нее пленкой помещают на дно стакана объ- . емом 100 мл, добавляют 5 мл Н SO (1:1), 3-5 капель раствора Н ОО (253) и при нагревании растворяют йленку.

Затем тефлоновыми щипчиками вынимают подложку и споласкивают ее в 5.мл"- --—

H SOq (1:5) .

Вес растворенной пленки вычисляют по разности весов с подложкой до и после растворения. Раствор нагревают до выделения белых паров и после охлаждения нейтрализуют 2 н. раствором NaOH до рН 7. Переносят раствор в мерную колбу на 50 мл и доводят до метки бидйстиллятом,, Отбирают аликвотную часть раствора, содержащую 510 мкг Cd, переносят в делительную воронку и далее определение проводят как описано выше.

Пример 3. Определение кадмия в цинке ° Навеску 0,2-0,5 r металлического цинка растворяют в 10 мл

2 н, H SO» и полученный раствор упа-. ривают до влажных солей. Остаток растворяют в 3-5 мл 0,5 н. Н БО» и добавлением 4 н. NaOH устанавливают рН 7-8. Далее, для определения кад мия поступают как описано выше для . соединений магния.

Способ экстракционно-фотометрического определения кадмия, включаю25 щий образование в щелочной среде окрашенного ассоциата кадмия с -иодид-ионом и основным красителем и экстрагирование era смесью бензола с трибутилфосфатом, о т л и ч а ю щ и и

3Q с я тем, что, с целью повышения экспрессности и чувствительности определения, в качестве основного красителя используют стириловые красители общей формулы

R — СН = СН вЂ” В где R — 1,3,3-триметилиндолий, 3,5-дифенилтиазолий;

R — 2-диметиламинотиенил, . 2-диметиламинофурил, 40 п-диметиламинофенил.

4-(N-метил-N-хлорэтил)аминофенил.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Вц11, Бо1 . Chim. France. 10, 45 1942, 1961.

2. Авторское свидетельствО СССР по заявке 9 2328663/23-26, кл. С 01 Й 11/00, 26.02,76 (прототиг.).