Способ спектрофотометрического определения железа (ш)

Патент 710956

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советснив

Социвлистичесиик

Респубпин рц71О956

ИЗОЬРЕТБИ ЙЯ

-iA (6I ) Дополнительное х авт. свид-ву (22)Заявлено 2 «06.78(2«) 2634178/23-26 (51)M. Кд.

С 01 G 49/00 с присоединением заявки РЬ

G 0l 23./24 (23) Приоритет вв дщци IIggiipI,ygIIIIII, И DTKPbûWI«

Опубликовано 25.01.80. Бюллетень Рй 3

Дата опубликования описания 28,01 80 (53) УДК, 546. . 72. 543. 42. .062(088. 8) (72) Автори изобретения

Т. В. Чернышова, Г. И. Мигачев и E. Н. Зеленина (7l) Заявитель (54) СПОСОБ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

У :-Л ЕЗА (ц

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при спектрофотометрическом определении железа в различных сточных водах, рудах, солях, химических реактивах, в органических соединениях, полимерах.

Известен способ спектрофотометрического определения железа (% ) с использованием сульфосалициловой кислоты, которая образует с железом (Ю) внутрикомплексные соединения в аммиачной и кислой среде. Предел обнаружения составляет 1 мкг/ мл (1).

Недостаток способа вЂ” невысокая ивби IS рательность, мешают медь, кобальт, никель, для маскирования меди используют цианид.

Известен также способ с применением

Тирона, реагирующего с железом (CI ) как в слабокислой (рН 4-5), тдк и щелочной (рН 9,5-10,5) средах (2).

Недостаток способа неспецифичность реакции, мешают медь, кобальт, никель, алюминий и др., для маскирования неко торых катионов применяют цианиды.

Известен способ спектрофотометрического определения железа (ill ) с использованием алюмокрезона (хромоксан фиолетовый Р) взаимодейству-юшего с железом с достаточно высокой чувствительностью 0,025 мкг/мл в слабокислой среде (pH 4,5-5,0} «3).

Недостаток способа вЂ” в 3-х кратных . количествах мешают алюминий медь, галлий, скандий, штрконий, гафний, терий, ванадий.

Основным недостатком широко распространенных реагентов является невысокая избирательность определения железа, особенно, в отношении сопутствующих катионов, алюминия, кобальта, никеля, меди.

Известны реагенты, позволяющие в некоторой степени повысить избирательность определения железа по отношению к вышеназванным эл ем ен там.

9 )6 1 з 710

Так, применение ди-2-этилгексилметилфосфоната в присутствии роданид-;юнов позволяет проводить определение железа .в присутствии больших количеств кобальта, никеля, алюминия, хрома, Однако, медь мешает определению. Кроме того, применение экстракции значительно усложняет анализ. Продолжительность анали-, за 50-70 мин.

Высокоиэбирательным реагентом для определения железа является реагент

1-фенил-2-метил-3-окси-4-пиридин (4j

Определению не мешают 5000-кратные количества кобальта, цинка, алюминия, марганца, никеля, кальция, кадмия, хрома, магния, свинца, Однако, медь, уран, молибден тантал и некоторые анионь;

Ф мешают определению.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является способ с применением 2-окси-6-метил-пиридин-3-карбоновой кислоты в качестве реагента (5). Способ позволяет о ределять железо (111 ) в присутствии

40-кратных количеств меди, магния, кальция, стронция, бария, цинка, кадмия, фтора, алюминии, ацетатов, цитратов, тар-. тратов, фосфатов. Не мешают определению железа 100-кратные количества нитратов, хлоридов, бромидов, сульфатов; 60-кратные урана; 20- ратные церия, молибдена, иридия, 14кратные вольфрама „ =кратные оксапатов, комплексона 111.

Цепь изобретения - сокращение времени и увеличение избирательности определения железа одновременно ко всем основным согутствующим ионам меди, алюминию, никелю, кобальту.

Согласно предлагаемому способу в качестве органического реагента используют

5-окси-фенаитридон-1 карбоновую кислоту, содержащую новую функционально-аналитическую группировку на ионы железа(В), 5

Методгжа получения 5-окси-фенантридон-1-@сарбонавой кислоты состоит в сле дующем. К рраассттввоорруу, содержащему 10 r

6-нитродифенавой кислоты в 200 мл

60%-ного водно-етаиопьного раствора, добавляют 3 г хлористого аммония, нагревают до кипения и небольшими порциямп прибавляют 5 r порошка цинка, кипятят при интенсивном перемешивании

40 мин и фильтруют горячую реакционную массу. Из спиртового раствора выделяют 6, 1 г 5-окси-фенантридон-1-карбоновой кислоты..Температура плавления

285, 3 С (с разложением).

Цветная реакция с железом наблюдается T3 UGipoKoM интервале кислотностп рН 1,0-10,0 при этом в зависимости от концентрации железа бесцветный раствор реагента становится розовым. Оптимальная кислотность среды рН 0,1-0,01

1 н. НС8.

Для повышения устойчивости комплекса и чувствительности определения железа реакцию проводят в среде, содержащей ацетон, спирты (40-70% общего объема).

Максимум светопоглошения комплекса при 480 пм. Интервал определяемых концентрации 0,3-15 мкг железа в 5 мл раствора.

Предел обнаружения железа (Щ )

0,04 мкг/мл.

В целях концентрирования микропримеси железа можно проводить экстракщпо комплекса амиловым спиртом

В on" имальных условиях определению железа не мешают 40000-кратные количества никеля, 1000-кратные алюминия, вольфрама; 750-кратные кобальта, марганца; 50-кратные ванадия (У), молибдена °

При добавлении в раствор 1мл 10%-ного раствора тиомочевины возможно определение железа в присутствии более чем

1GG0-кратных количеств меди.

Высокая избирательность определения железа с предложенным реагентом по отношению к никелю, вольфраму, кобальту, алюминию, марганцу и меди дают возможность экспрессно определять .железо беэ отделения сопутствующих элементов в различных объектах в течение 10-15 мин

Пример. 1 йля определения железа (111 ) в солях никеля, невеску соли никеля и 4 г, взвешенную с точностью до

G,GGG2 r, растворяют дистиллированной водой в мерной 50 мл колбе, доводят объем до метки и тщательно перемешивают. Аликвотную часть раствора 2,4мл помещают в пробирку емкостью 15 мл, цобавляют 0,1 мл 5 H. HCg,2 мл ацетона, 0,5 мл 0,2%- ного раствора реагента и доводят до метки водой. Раствор перемешивают и фотометрируют при 480 нм относительно холостого опыта, прошедшего через все стадии обработки испытуемого образца. Содержание железа находят по градуировочному графику., построенному в интервале концентраций 2-4-6-8-10 мкг железа в тех же условиях, что для испытуемого раствора. Оптическую плотность измеряют при 480 нм., относительно растО 56 6 пой тиомо- евины, 2 М ацетона, 0,5 M3I

0,25". -ного раствора реагента и доводят

; вЂ”.о меткк водой. Продолжительность анализа составляет 10 миц.

Объек

Nj(NO%)z

Сточные

5 10

2 10 0,005

2,95 гlл

2,379 г/л 15

Таким образом, метод с применением

5-юксифенантридон-1-карболовой кисло« ты характеризуется экспрессностью и высокой точностью в отличие от ранее применявшегося для данных анализов метода с применением сульфосалициловой кислоты, отличаюшегося значительной трудностью и длительностью, связанной с рядом операций по отделению от мешаюших элементов.

Время анализа с применением нового метода сокрашается в 5-7 раз.

Согласно предложенному способу можно определять примесь железа в органических соединениях, солях, мономерах, полиамидах, растворимых в воде и подходяших растворителях. Окрашенные и не- 5 растворимые органические соединения предварительно минерализуют.

Пример 3. С целью определения железа в органических соединениях моно40 мерах и полимерах, навеску анализируемого соединения орг. соли 5-10 г (в зависимости от предполагаемого содержания примеси железа) взвешивают с точностью до

0,0002 r в тигле. Осторожно сжигают 5 на плитке до полного обугливания. Затем тигель ставят в муфельную печь и прока. ливают при 600 С в течение 1 ч. В охлажденный тигель с золой приливают

0,5 мл концентрированной соляной кис50 лоты и 0,5 мл концентрированной азотной кислоты и выпаривают до сухих солей, Затем содержимое тигля количественно переносят с применением дистиллированной воды в мерную колбу вмести55 мостью 50 мл с целью концентрирования в 5,10,25 мл мерную колбу с притертой пробкой. Доводят объем раствора водой до метки и тшательно перемешива30

S 710 вора, не содержашего желе.ю. Продолжительность анализа составляет 15-20 мип.

П р и м с р 2. Для определения железа в сточных водах (после промывки котлов), исходный раствор сточной воды разбавлпот в 5 раз. Аликвотнуючастьраствора

0,5 мл помешают в 15 мл пробирку, добавляют 0,5 мл. 1 н. НС,1 мл 10%Результаты определения железа (П1 ) в реактивах и сточных водах приведены в таблице. ют. Отбирают пипеткой 2,4 мл исследуемого раствора, помещают в пробирку емкостью 15 мл, добавляют 0,5 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты, 2 мл RiEeTGHA, 0,5 мл 0,25 -ного раствора 5-окси-фенантридон-1-карбоновой кислоты. Тщательно перемешивают и фотометрируют при 480 нм относительно раствора холостого опыта, прошедшего через все стадии обработки испытуемого образца. По градуировочному графику находят содержание железа в растворе.

Содержание железа (х) в процентах вычисляют по формуле:

O QO

g вЂ” навеска анализируемого соедине-. ния, r.

Расхождения между параллельными определениями не превышает *10,0% относительных.

Способ определения эффективен, экономически выгоден. Новый реагент обладает высокой избирательностью в отношении основных сопутствующих элементов. Определению железа не мешают 40000-кратные количества никеля, 1000-кратные меди алюминия, вольфрама, 750-кратные кобальта, марганца 50-кратные ванадия (У), молибдена.

При добавлении в раствор 1 мл 10%ного раствора тиомочевины возможно определение железа в присутствии более

1000- кратных количеств меди. Применение нового реагента позволит исключить экстракцию, что значительно упростит проведение анализа, сократит время в 5-раз и улучшит условия труда.

710956

Реагент доступен, дешев, его получают из отходов переработки каменного углИ. которые сжигают ежегодно 16тыс.

TOHHý

Формула изобретения

Способ спектрофотометрического определения железа { В ) c использованием органического реагента, о т л и ч а юш и и с я тем, что с целью сокра иения времени анализа и увеличения селективности определения, в качестве реагента используют 5-окси-фенантридон-1-карбоновую кислоту, 8

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Шафран И. Г.,Мазо Л. Я, Хямические реактивы и препараты, М., ИРЕА, 1961, В. 24, с. 231.

2. Булгакова М. М., Хрианский А. К.

Химические реактивы и препараты. М., ИРЕА, 1961, В. 24, с, 183;

3. Журнал аналитической химии

1п 17.1О.52. 1962.

4. Химия", 1974, 20 Г, 80.

5* lee a Ruelwaha, R.p.si y .та са а

1973, 20, 43» ().

Составитель A. Жаворонкова

Редактор М. Недолуженко Техред 3. Фанта Корректор Я. Веселовская

Заказ 8583/11 Тираж 565 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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