Способ фотометрического определения висмута

 

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОе1СКОМУ СВИ ЕТИЗЬСТВУ о 880987 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5()м Кл 3 (22) ЗаЯвлеио 181079 (2! ) 2827998/23-26 с присоединением заявки М—

С 01 G 29/00

G 01 N 21/27

Государственный комитет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 15.11,81 бюллетень М 42

Дата опубликования описания 1511я1 (53) УДК 546.87:

:543 ° 42. .062(088.8) (72) Авторы (54) СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВИСМУТА

Изобретение относится к аналитической химии, а именно для отделения висмута ат сопутствующих элементов с последуккцим спектрофотометрическим определением его в различных сложных объектах.

Известен фотометирический способ определения висмута путем отделения его от меди и никеля с помощью смеси моно-2-этилгексилфосфорной и ди-2этилгексилфосфорной кислот (М2ЭГФК

И Д2ЭГФК) в бензоле. После отделения висмута его реэкстрагируют азотной кислотой и определяют фотометрически с помощью тиомочевины (11.

Однако этот метод является весьма трудоемким.

Известен cnocod фотометрического определения висмута с использованием в качестве органического реагента— сульфобензолаэопирогаллола. Реагент образует c Bi комплексное соединение красного цвета.при д = 460 нм. Максимальный выход комплекса наблюдается в 0,1 н. НС1, Н 504, НЗРО4, НМО .

Молярный Коэффициент погашения комплекса E = 5.104. Определению не мешают 1000 кратные количества Си, 300кратные Со (й), 200-кратные Zn (и) и т. д. Ь1.

Определению мешают Fe, Ы, Мо.

Недостатком способа является недостаточная чувствительность и селективность

Цель изобретения — повышение чувствительности и избирательности способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу фотометрического определения висмута, включаю.-, щему введение органического реагента и последующее измерение оптической плотности окрашенного комплекса, в качестве органического реагента ис-! пользуют 2,3,4-трнокси-4-иод-азобензол (ТИАБ).

Определение висмута проводят в органической фазе.

Синтез реагента. 10,95 r (0,05 моль) п-иоданилина ч.д.а. растворяют. в стакане в 15 мл концентрированной

HCl с добавлением 60 мл воды. Смесь охлаждают в ледяной бане. При 0 С по каплям вводят 3,4 г (0,05 моль) NaNO в 10 мл воды. В процессе диаэотирования раствор перемешивают 40-50 мин.

Конец диаэотирования контролируют по подкрахмальной бумаге, после добавпения всего раствора Йако

880987

Т а б л и ц а 1

Сопут элеме ое отношение

1:1000

1:10000 йа (1)

Са (ll )

Ва(И)

Sr(») 1:1000

1:10000

1 .10000

1:1000

1:1000

1:1000

1:10000

Ид(11 ) 1: 200

1:10000

V3S (ill)

Ni (ll)

Co(ll)

CU{I)

Cd (ll )

5п (11) 1:150

1:1000

1:100

1:7000

1:300

1:2000

1:1000

1:14000

1:60

1:1000

1:1000

Pb(Il ) 1:2

1:1000

Для проведения азосочетания 6,43 г (0,051 моль) пирогаллола растворяют в 60 мл воды и доводят рН раствора до 3 ° Перед азосочетанием удаляют избыток нитрита введением малыми порциями, при постоянном перемешивании,,сухой мочевины. Далее к раствору нирогаллола по каплям, при постоянном перемешивании при 0 С, 30-40 мин добавляют смесь после диазотирования.

Реакционную смесь перемешивают 1,52 ч и оставляют до утра, с добавлением 10 мл концентрированной НС1.

Выделившейся осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера. Осадок на фильтре отжимают, промывают холодной дистилированной водой, снимают с фильтра, перекристаллизовывают дважды иэ этанола и сушат в эксикаторе над

СаС1> .

Выход 77,8%, т. пл. 138 С с разложением.

Найдено, Ъ: С 40 00, Н 2 13, N 6,51.

Вычислено, Ъ: С 40,45, Н 2, 53, N 7,87.

Очищенный и высушенный продукт представляет собой порошок темно-коричневого цвета, хорошо растворимый в ацетоне, диоксане, диметилформамиде, диметилформоксиде, нитрометане, несколько хуже в спирте и хлороформе и практически не растворим в СС14, бензоле и воде. Чистоту реагента контролируют хроматографией на бумаге.

Реагент отличается чувствительностью и избирательностью и дает воэможность одновременного отделения и определения висмута в сплавах на медной основе в стандартных образцах

MH 16, Л 80, Л 85, Л 90, в металлической меди и смеси ионов меди с никелем.

2,3,4-Триокси-4-иод-аэобензол

I (ТИАБ) реагирует с висмутом н среде

15 04 íНС1 ÍNO >Н SOq Н РО> >НС104 к до рН 10. Максимум светопоглощения комплекса находится при 490 мм, а реагента при 400 нм. Молярный коэффициент погашения комплекса в 0,05 н. ННО>

Щ равен 71000. Определяемый интервал концентрации ионов В! 0,2-10 мкг/мл.

В этой среде определению висмута не мешаюТ Сы, Иi Со, Zn Pb и др. Сравнительные.данные в сплавах СОМН16 по избирательности реакций висмута с предложенным реагентом и известным представлены в табл. 1 (n =8, P = 0,95т). льфобензол-азо-пирогалол

880987

Продолжение табл. 1

Допустимое весовое отношение

Сопутствующий элемент

)с редложенный реагент J Сульфобензол-азо-пирогалол

zn (!! ) 1:200

1:1000

А! (III) 1:320

1:300

1:60

1:300

1:200

1:10

1:5

1:500

1:10

1:5

1:5

Предложенный реагент обеспечивает достаточно высокую специфичность определения висмута, кроме того, этот 30 реагент позволяет проводить цветную реакцию в кислой среде, что наряду с повышением избирательности реакции исключает помехи, связанные с гидролизом катионов висмута, и резко уско- 35 ряет ход анализа.

Комплекс висмута с ТИАБ хорошо экстрагируется в смеси хлороформ н. бутиловый и изо-бутиловый спирт (3:2) и смеси СС1, н. бутиловый, изобути- 40 ловый спирты (3:2) соответственно.

Полученные экстракты прозрачные и устойчивы более суток. Таким образом, реагент позволяет отделить висмут от других элементов и одновременно, не реэкстрагируя, определить в органической фазе. Кроме того, идет одновременное концентрирование висмута с ТИАБ, так как висмут определяется с одинаковой точностью из 15 и 50 мл раствора водной фазы. Таким образом, ТИАБ может применяться для определения микрограммовых количеств висмута в сильно разбавленных растворах с предварительным койцентрированием и последующим экстракционнофотометри- 55 ческим определением.

43.1

0,0008

2,2 85+5, О

1 6 310111 О

О, 074

0,046

О, 00085

0,0031

0i003

412

С г (11l)

Н 9 (1 )

F е (!!!)

Fe(H ) т! (1Ч ) ц(в )

Ho(v! ) Пример 1. Отделение и определение висмута в сплавах Браж СО

МН16.

Ход определения. Растворяют при нагревании 5 г пробы с содержанием

0,005-0,008% Вi в 30 мл 1:1 HNG (пл. 1,40) в стакане 250 мл, накрытом часовым стеклом. Раствор упаривают до 10-15 мл, по охлаждении разбавляют водой до метки в колбе на

50 мл. Из полученного раствора отбирают 2-6 мл в делительную воронку, прибавляют несколько капель 1:1 раствора аммиака для нейтрализации раствора, 2 мл 0,1 M раствора аскорбиновой кислоты для восстановления Ге (к ), затем 2 мл 1.10 М ацетонового раствора TWAS и 20 мл 0,05 í. HNOg.Экстрагируют смесью хлороформ-изобутиловый спирт (3:2). Измеряют оптическую плотность комплекса на ФЭК-56 (светофильтр 9 5) в кювете В = 2 см, или

СФ-4А при А = 490 нм в кювете Г = 1 см на фоне реагента. Результаты определения висмута (!H ) в стандартных образцах (в сплавах СОМИ16) представлены в табл. 2 (n = 5, P = 0,95).

Метод является экспрессным. Время определения, исключая разложение пробы, не превышает 10 мин.

Таблица 2

880987

Продолжение табл. 2

1 t (б

413

0,004

0,00408 0,029

414

О, 002

0,00203

0,00155

0,0035

0,030

О, 031

О, 053

415

0,0015

0,003

416 творяют по такой же схеме как в примере 1. Разбавляют водой в колбе емкостью 100 мл. Экспериментальные данные определения висмута в смеси меди и никеля представлены в табл. 3 °

Таблица 3

Sx — 100% х

Найдено Вi мкг/25 мл

Аликвот, мл

10,50+0,003

0,5

21,07+0,003

41,44 0,004

63,86 0,003

1,0

2,0

0,9

1,9

3,0

1,6

83,87+0,004

4,0

103,70J0,002

0,2

5,0

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что определение висмута проводят в органической фазе.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Левин И.A., Шаталова А.А.

"Журнал аналитической химии", 9 21, 1966, вып. 7, с. 876.

2. Авторское свидетельство СССР

В 572677, кл. 6 01 М 21/27, 1974 °

Составитель A.Жаворонкова..

Редактор П.Коссей Техред С.Мигунова Корректор Ю.Макаренко

Заказ 9851/36 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r..Óæãîðîä, ул. Проектная, 4

Пример 2. Определение вис- 13 мута в смеси меди и никеля.

Ход определения. Полученную смесь, гг Сы 2,5, Ni 1,45 в 0,002 r Bi pac1. Способ фотометрического определения висмута, включающий введение органического реагента с последующим измерением оптической плотности акра- 45 шенного комплекса, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности, в.качестве органического реагента используют .2,3,4-триокси-4-иод-азобензол.

0i0113

0,0114

0,0087

0,0187

0,0165

0,0022

1,3 408<12,0

1,2 20315,0

1,1 155g19,0

2,1 350+16,0