Полярографический способ определения хлоратионов

 

\.

ОПИСАНИ

Союз Советскик

Социалистических

Республик!

)767020

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВНДЕТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5!)М. Кл.з (22) Заявлено 221178 (2f) 2699570/23-26 с присоединением заявки ¹

С 01 В 11/14

С 01 И 27/48

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3Q098Q, Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 02. 10. 80(53) УДК 543,253т -546.135(088.8) (72) Авторы изобретения

С.Я. Машинская и Е.Г. Чикрыэова. (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт химии Н Молдавской ССР (54) ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

XJIOPAT-ИОНОВ

Изобретение относится к области аналитической химии, преимуществен- но к полярографнческим методам опре деления окислителей и может быть ис-,, пользовано при санитарном контроле 5 почв и природных вод на содержание остаточных количеств хлората магния

fMg(C103 )g 6Hg0) . Санитарный контроль на содержание малых количеств хлората магния в названных объектах М необходим иэ-за токсичности этого гербицида-дефолианта широко применяемого в сельском хозяйстве для обработки подсолнечника, винограда, хлопчатника и сахарной свеклы. 15

Известен способ полярографического определения иона С10 по каталити,ческому току в модельных растворах двухвалентного железа в присутствии кислорода. Чувствительность опреде- 20 ления 2 ° 10 Э М С10 . Возможно опре. 3 деление микропримесей C103 — ионов в солях йаС1 и NaCIO@ $1) .

Этот метод непригоден для опреде ления хлората в почвах, так как пос- 25 ледние сами содержат железо, что естественно исказит результаты анализов. Кроме того, железо ((6) легко окисляется и его стандартный раствор следует хранить в атмосфере азота. 3р

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ полярографического определения хлоратиона в модельных растворах (свободу ых от других веществ) по каталити ческому току С10> в растворе 10 М

Ti (1Ч), 0,02 М НАС 04, 0,4 М Нт 804, 0,01% желатина и 0,25 М Na

10 моль/л f2) .

Способ непригоден для определения хлорат-иона в почве и воде, поскольку нижний-предел обнаружения иона

Cl03 (10 моль/л, или 80 мг/л) значительно выше предельно допустимого количества (ПДК) хлората магния в почве, которое в пересчете на С)03 равно 5 мг/кг. Кроме того, данные о селективности восстановления иона

С10 в такой системе отсутствуют, поэтому неизвестно влияние других окислителей на определение.

Цель изобретения - повьваение чувст вительности и селективности определения хлорат-иона в почвах и природных водах.

Отношение

d,hIt Ф

"т;(ьч) Прирос катали тическ волны

/мк/, Концентрация Концентра- Высота

С10, моль/л ция Ti волны (tV), Ti(tV) моль/л fhTi(IV)) 24

18

14,5 3,5

33 6

68 7

Концентрация С1О, моль/л

Концентрация Ti (IЧ), моль/л

Концентрация

Н С 04, моль/л

Высота аталиичесой олны

"к) мм

10», 10

1О

0,2 58

0,4 66

0,8 66 (насыщенный раствор) Поставленная цель достигается полярографическим способом определения хлорат-"иона с использованием каталитической системы Тi (1Ч) - Hg С 04

Н S04 - С10 ри строго определен- ных концентрациях компонентов: катализатора - титана (IV) и органического лиганда — щавелевой кислоты, равных 10 Ь вЂ” 2 -10 Ъ моль/л и 0,30,5 моль/л соответственно.

Основное преимущество такой системы (10 - 2 10 моль/л Tt (IV) +

0,3-0,5 моль/л Н С 04 + 0,4 моль/л

H S04 ) состоит в том, что необходимый каталитический эффект наблюдает ся уже при весьма малом содержании в растворе иона С10, а именно при

2,5 ° 10 в моль/л.,qpyroe преимущество

\ состоит в том, что прямая пропорциональность между величиной каталитического тока и содержанием СIО в растворе наблюдается в более шйроком .пределе концентраций иона, а именно 2,5 ° 10 - 5 ° 10 4 моль/л С10, и этот предел более, чем на порядок, сдвинут в область малых концентраций определяемого иона. Более выоская чувствительность определения обеспечивает низкий предел обнаружения иона СIО,, достигающий 1 мг/кг в почве и 0,2 мг/л в воде.

2,5 10

2,5 ° 10в

2,5 ° 10

Выборой концентрации .органического лиганда НАС<04, лежащей в пределах 0,3-0,5 моль/л. При концентрациях Н Съ04 мЕньше 0,3 моля/л высота каталитической волны уменьшается (табл. 2) и определению мешают приСпособ отличается большой селективностью определения С10>, которому не мешают катионы и анионы, в -.ом числе и другие окислители, присутствующие в почвенных водных вытяжках и природных водах, представляющих собой сложные системы.

Необходимые чувствительность и селективность определения хлорат-иона достигается выбором концентрации катализатора Ti (IV), лежащей в преде ® лах 10 — 2 10 моль/л; при меньшей концентрации катализатора чувствительность определения С10 уменьшается в результате малого прироста каталитической волны (й Ьк);.Увеличе15 ние концентрации Ti (IV) больше

2 ° 10 моль/л в растворе с малым содержанием Сlо" приводит к уменьшени.о отношения прироста каталитической волны к высоте диффузионной волны

20 (ьЪк т (IV) i Т 1Ч) %.,i .(табл 1);

Ti (w) 25 большие высоты диффузионной волны

Ti (IЧ) требуют проводить измерения при пониженных чувствительностях прибора, при которых измерение h h попадает в границы ошибки опыта.

Таблица 1 сутствующие в почвенной вытяжке (природной воде) посторонние катионы и анионы (Форма волны искажается).

4 увеличение концентрации Н С О выше 0,4 моль/л не вызывает дальйейшего роста каталитической волны (табл. 2).

Таблица 2

767020

Пример . К 100 r почвы, содержащей CIO>, добавляют 500 мл дистиллированной воды, встряхивают 3 мин и фильтруют через двойной складчатый .бумажный фильтр (водная почвенная вытяжка). Эамеряют объем фильтрата (для дальнейшего пересчета полученных результатов на 500 мл). Фильтрат выпаривают досуха в фарфоровой чашке на водяной бане. Сухой остаток обрабатывают 2-3 раза 30%-ной Н О для разрушения органического вещества почвы и снова выпаривают досуха на водяной бане. К плотному остатку добавляют 10 мл 0,5 М Н С 04, 2 мл 4 М

Н 504 и нагревают на водяной бане

1-2 мин для разрушения карбонатов.

Содержимое чашки после охлаждения переносят в мерную колбу на 25 мл, в которую предварительно вносят 1 мл стандартного раствора Тi (1Ч) c copepmasyest 2,5.10 моль/л титана.

Фарфоровую чащку 2 раза обмывают порциями по 5 мл раствора 0,5 M щавелевой кислоты, добавляя его затем к раствору в мерной колбе на 25 мл. Доводят объем раствора до метки водой, переносят в полярографическую ячейку, продувают водород 15 мин и снимают полярограмму при чувствительности прибора 20 и скорости изменения потенциала Ч = 400 мВ/мин с начального напряжения E = +0,05 В. Период капания капилляра 2,5 с при высоте ртутного столба 60 мм и E = -0,60В. Высоту полученной волны пересчитывают на объем 500 мл. Содержание CIO определяют по калибровочному графйку, который строят следующим образом.

В мерные колбы на 25 мл помещают

1 мл стандартного раствора TI (IV) и в первые две колбы вносят соответственно 1 и 2 мл стандартного раствора

КС!0 с содержанием 0,.1 мг/мл С!0, а в следующие соответственно 0,4;

0,6 и 0,8 мл стандартного раствора

KCI0@, содержащего 1 мг/мл С10>.

Данные количества соответствуют 0,1; 4

0,2; 0,4; 0,6 и 0,8 мг С!0 в 100 г е почвы. Добавляют 20 мл 0,5 M Hg Cg 04, 2 мл 4 M H SO@ и доводят объем до метки водой. Раствор йереносят в полярографическую ячейку, продувают водородам 15 мин и снимают полярограмму, как описано выше. Строят зависимость высоты волны (h) от концентрации CIO> (Сс 0- ).

Определение хлорат-иона в природных водах аналогично его определению в водной почвенной вытяжке. Для анализа берут пробу воды в количестве

500 мл.

Пример расчета содержания хлоратиона в почве, относящийся к таблице 3.

Из 100 г почвы после фильтрования

500 мл водной вытяжки (V ) получено

420 мл (Ч ) вытяжки. После ее выпаривайия досуха, обработки перекисью водорода, вторичного выпаривания досуха и растворения осадка в 10 мл

20 0,5 М Н С<04 и 2 мл 4 М H

30 волны равна Ь, = +- 70,8 мм. По калибровочному графику высота волны

70,8 мм соответствует содержанию CIO

0,38 мг во всей пробе, т.е.

0,38 мг/100 г или 3,8 мг/кг почвы. С учетом коэффициента пересчета на

Hg (С !06 ) ° 6H <О, равного 1, 792, содержание хлората магния в почве составляет 3,8 ° 1,792 = 6,8 мг/кг.

Работа выполнена на полярографе

40 .LP — 7 (Чехословакия) в полярографической ячейке с выносным насыщенным каломельным электродом сравнения и индикаторным ртутным капающим электродом. Стандартные растворы титана и хлората калия готовили из соответст- вующих солей х.ч. таблица 3

Результаты определения хлорат-иона в почвах

Ъ»!

0> мг/100 г почв

Стандартное отклонение

S тноси- Доверительельное ный интер-. ткло- вал Д ненне

Sr несено Получено

+n

t число определений среднее значение определений критерий Стьюдента

Д х- у

1 -1

t. 5

9=X+

4 б 0,20 0,220 0,02324 0,106 0,220-0,020

7 0,40, 0,406 0,03406 0,084 0,406 0,032 б 0,60 0,570 0,02000 0,035 0,570-0,023

767020

Составитель A.Жаворонкова

Редактор Н.Шильникова Техред Рейвес И, Корректор Ь.Билак

Заказ 6966/8 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

bio делам изобретений и открытий,113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

М» Ю ° Ю ФВ филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Дайные математической обработки показывают достаточную правильность и хорошую воспроизводимость реэультатов анализа., Йспользование предлагаемого способа для определения хлората магния обеспечивает возможность простой, чувствительной и селективной количественной оценки остаточного содержания этого деФолианта в почвах и природных водах. В отличие от известных способов определения хлората магния в других объектах (растениях и продуктах их переработки — масле, жмыхе и т.п.) предлагаемый является единственным, который основан на количественном определении непосредственно иона CIО, способного каталитически восстанавливаться на ртутном кайающем электроде в присутствии Ti (IV).

Формула изобретения

Полярографический способ определения хлорат-ионов в растворах, включающих использование каталитической системы T i (I V) - H >C 04 - H>504

CI0 с последующим определением величины каталитического тока, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности анализа хлорат-ионов в почвах и прйродных водах,полярографирование осуществляют при концентрации компонентов каталитической системы: катализатора — титана (!Ч) и органического лиганда — щавелевой кислоты, равной 10 — 2.10 моль/л и 0,3 — 0,5 моль/л соответственно.

Источники инФормации, принятые во- внймание при экспертизе

15 1. Рувинский O.E. и др. Определение хлорат-ионов по полярографическому току железа (ri) в присутствии кислорода, "ЖАХ", 1975, 30, в 3, .624-626.

2.Ког а !.,Òe ô — "СоИ, С еД

Chen.Can,: 1954, \/. 19, р. 839-84i (прототип).