Способ группового концентрированиямикропримесей тяжелых металлов

Способ группового концентрированиямикропримесей тяжелых металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Gaea Советских ) 828ОЮ

Социаоистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 10.08.78 (21) 2689547 28-26 (51),Ч Кл

6 Ol N 1/28

В 01 0 11i04 с присоединением заявки Л

Гоаударотеенный комитет

СССР оо делам изобретений и оТкрытий (23) (Iриоритет —(43) Опубликовано 07.05.81 Бюллетень М 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81. (53) УДК 543.42.062:

:66.061.52 (088.8) В, Ф. Торопова, А. Д. Белоглазова, М. Г. Зимин, P. М. Камалов, О. Ф. Зинковская и А. Н. Пудовик

Казанский ордена Трудового Красного Знамени

Государственный университет им. В. И. Ульянова-Ленина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ГРУП ПОВОГО

КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ МИКРОПРИМЕСЕЙ

ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к области аналитической химии — способу группового концентрирования микропримесей ионов тяжелых металлов при химико спектральном анализе, Предлагаемый способ может найти применение для группового концентрирования микропримесей тяжелых металлов при хны ико-спектральном определении микропримесей в минералах, сплавах, сточных и природных водах, солях щелочных и щелочноземельных металлов, щелочах, кислотах.

Известен способ группового концентрирования из подидносульфатных растворов смесью триоктиламина и метилизобутилкеТпп3. При этом количественно извлекаются

Сп, Ag, Ац, Zn, Cd., Нд, In, Т1, Sn, As, Sh, Bi, Те, Pb, т. е. 14 элементов (1).

Известна экстракционная система для группового концентрирования микроэлементов, основанная на использовании смеси купферона, диэтилдитиокарбомината натрия и окиси триоктилфосфина. Эта система предложена для определения примесей в галогенидах щелочных металлов 18 элементов (Pb, Sn, Cr, Nn, Fe, Sb, СО, Ag, Ni, Zn, Cu, Мо, Bi, Mg, Ca, Л1, Cdj j2).

Однако по известному способу концентрирование удается лишь с помощью трех реагентов.

Кроме того, по известному способу необходима предварительная очистка купфе5 рона, диэтилдитиокарбомината натрия, окиси триоктилфосфина и предварительная экстракция мешающих примесей хлорсформенным раствором окиси триоктилфосфина.

10 Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ концентрирования ионов тяжелых металлов с помощью диэтилдитиофосфорной кислоты 3). Этот способ является на15 пболее эффективным из тех, когда реагентом служит одно соединение, а не несколько.

Недостатком известного способа является то, ITQ диэтилдитиофосфорная кисло20 та не является универсальным реагентом при концентрировании ионов тяжелых металлов. Групповое концентрирование при одном значении pil невозможно. Для концентрирования необходима многократная последовательная экстракция ири различных рН, что удлиняет время анализа. Не могут быть выделены ионы Ni (П), Zn (П), Fe (П), Со (П). Кроме того, недостатком вышеуказанного реагента является малая

З0 устойчивость в водных средах, и также при

828010 (ранении, значительная токсичность и Hp., (рпятный запах, что затрудняет использо1>ание его в анализе.

Целью настоящего изобретения являет. ся упрощение способа группового концентрирования микропримесей ионов ряда тяжелых металлов при химико-спектральном анализе.

Поставленная цель достигается тем, что и методе экстракции в качестве реагентов используют N-фенил-N -диалкилтиофосфорплтиомочевины общей формулы

С6Н; — N — Н вЂ” С вЂ” NH P (OR) g, (I } и

S где R = СЗН7, С,Н, — изо с последующим спектральным анализом

I.(>1IöåHTðàTîâ.

Предложенный способ позволяет осуществить групповое концентрирование из одной пробы микропримесей (С 10 — 5—

10 моль/л) ионов Pb (П), Си (П), Со (П), Ni (П), Zn (П), Cd (П) при одном значении рН на 90 — 100%. Концентрированию ие мешает наличие в образцах ионов As (III), Pt (IV), Sn (II), Sb (Ш), Bi (Ш), Вследствие этого концентрирование можно (>существлять из объектов на осноье олова, мышьяка, сурьмы, висмута и одновременный анализ микропримесей из одной про()HI. Предложенный способ позволяет также повысить чувствительность определения, поскольку уменьшается вероятность занесения ионов за счет реактивов. Процесс экстракцпи проводят при одном значении рН.

Реагенты устойчивы, малотоксичны, легкодоступны, без запаха. Способ позволяет количественно экстрагировать при рН 7

18 элементов (Pb, Cd, Rh, Zn, Ni, Со, Си, Ag, Au, Тl, Pd, Ga, In, Аl, Fe, Hg, Pt, Ir).

Извлечению не мешает присутствие ионов

Bi (П1), As (Ш), Sn (II), Sb (Ш), Pt (IV), катионов щелочпых металлов и МН (N-фенил - N -диизопропилтиофосфорилгиомочевину получают из О, О-диизопропилового эфира изотиоцианатотиофосфорной кислоты и анилина. Для очистки фосфорилированные мочевины (I) растворяют в

1 н. iNаОН, затем раствор подкисляк)т l н.

НС1 до кислой реакции. Выпавшие кри. сталлы перекристаллизовывают из бензола, сушат над Р>05 в вакуум-эксикаторе. Тиомочевины (I) имеют следующие характеристики.

Х-фенил - N диизопропилтиофосфорилтиомочсвина: т. пл. 79,5 С, ᄠ— 54 м. д.

llай:(ено, /о: С 46,69; Н 6,21; N 8,19;

P 9,44; S 19,25.

С„ll,, ¹0 PS .

Вычислено, о: С 46,96; Н 6,32; N 8,43;

Р 9,33; S 19,27.

N-фенил - Х -дипропилтиофосфорилтиом()чсвниа: т. пл. 67,5 — 68,5 С, 6p — 58м. д, 4

Найдено, С 47,14; Н 6,37; N 9,01, Р 8,98; $19,56.

СИНИХ 02РЯ2

Вычислено, (>j(> С 46,99; Н 6,33; Х 8,43;

5 Р 9,34; S 19,28.

Для исследования используют растворы

Х -фенил - N -диалкилтиофосфорилтиомочевины в этаноле или хлороформе. Используют стандартные растворы солей Sb (11), Io Cd (lI), Zn (II), А1 (Ш), Cu (II) Nl (11), As (III), В1 (111) Со (II), Pb (II) Sn (II), полученные обычным путем нз мегаллов (ос. ч.) и кислот или по навеске, соответствующих нитратов (ос, ч.), в случае

ы As (III) из арсеннта натрия. Концентрация металлов составляет 2 ° 10-"" — 3 ° 10 мол/л.

Для снятия спектров применяли спектрограф ИСП-28.

П ример 1. В три делительные ворон20 ки объемом по 100 мл приливают в каждую растворы 1 мл хлорида или нитрата кадмия, содержащего 5 ° 10- мол/л. Cd (I l ), 2 мл хлорида цинка, содержащего

3 ° 10- мол/л Zn (II), 1 мл нитрата никеля, 25 содержащего 5 ° 10- мол/л Ni (Il), 1 мл нитрата кобальта, содержащего 5 ° 10 " мол/л Co (II), 1 мл хлорида олова, содержащего 2,4 ° 10- мол/л Sn (II), 1 мл сульфата меди, содержащего 2,5 ° 10 - мол/л зс С„(П).

Объем доводят до 50 м т водой. Задают рН 7 кислотами или аммиаком по универсальной индикаторной бумаге. В каждую воронку добавляют по 10 мл 0,017 М спиртового раствора N-фенил-N -диизопропилтиофосфорилтиомочевины п 5 мл хлороформа. Содержимое воронок встряхиваю г

2 — 3 мин, органический слой отделяют, в водный слой добавляют 5 мл хлорофор4О ма и вторично встряхивают. Объединенные хлороформенные экстракты сливают в фарфоровые тигли, упаривают и анализируют.

При этом олово полностью остается в растворе. Никель извлекается на 96 о, цинк

4s на 96 /о, кадмий на 91 /о, медь и кобальт на

1000/О

Пример 2. В делительную воронку объемом на 100 мл приливают растворы

1 мл хлорида кадмия, содержащего

2 10- мол/л Cd (II), 2 мл хлорида цинка. содержащего 3 ° 10- мол/л Zn (II), 1 мл нитрата никеля, содержащего 5 10 мол/л

Ni (II), 1 мл нитрата кобальта, содержащего 5 ° 10 — мол л Со (II), 1 мл сульфата

55 меди, содержащего 2,5 ° 10- мол/л Сп (П), 1 мл нитрата свинца, содержащего 2 10 " мол/л Pb (I I), 1 мл нитрата висмута, со держащего 3 10 " мол/л Bi (II), 1 мл хлорида олова, содержащего 2,4 10- мол/л

60 Sn (II), 1 мл нитрата сурьмы, содержащего 2. 10-" мол л Sb (III) 20 мл

20 lo-ного раствора мышьяковистокислого натрия (ос. ч.) . .Объем доводят до

50 мл водой. По универсальной индика65 торной бумаге задают рН 7 при по828010

Составитель А. Жаворонкова

Редактор Н. Потапова Техред И, Заболотнова Корректоры: P. Беркович и А. Степанова

Заказ 3140

Тираж 915 Изд. М 296

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлнсполкома

5 мощи НС1 и аммиака. В воронку добавляют 10 мл 0,17 М хлороформенного раствора, N-фенил-N -дипропилтиофосфорилтиомочевины. Содержимое воронки встряхивают 3 — 5 мин, органический слой отделяют, помещают в фарфоровый тигель, упаривают и анализируют. При этом олово, мышьяк, висмут, сурьма практически не извлекаются. Никель извлекается на 95io, цинк иа 967о, кадмий на 90О/о, медь, кобальт и свинец на 100 /о.

Подобным образом найдено, что при рН

7 — 9 Pt (II), Ir (II), Rh (II) извлекаются на 98 — 100%.

Таким образом, изучена экстракция

23 элементов раствором N-фенил-N -диалкилтиофосфорилтиомочевины. При рН 7 количественно экстрагируются 18 элементов (Pb, Cd, Zn, Ni, Со, Cu, Ag, Au, Те, Pd, Са, In, А1, Fe, Hg, Pt, Ir, Rh), которые могут быть сконцентрированы и определены спектральными методами. Извлечению

6 не мешает присутствие ионов Bi (Ш), As (III), Sn (II), Sb (1II), Pt (IV).

Формула изобретения

5 Способ группового концентрирования микропримесей тяжелых металлов, включающий экстракцию органическим растворителем, преимущественно хлороформом, в присутствии органического реагента с по10 следующим спектральным анализом полученного концентрата, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса в качестве органического реагента используег

N - фенил - N - диалкилтиофосфорилтиомо15 чевину

Источники информации, принятые во внимание при экепертизе

1. Спиваков Б. Я. и др. «Журнал аналитической химии», 31, № 4, 757, 1976.

20 2. Павленко Л. И. и др. «Журнал аналитической химии», 29, № 5, 933, 1974.

3, Бусев А. И. и др. «Журнал аналитической химии», 13, 18, 1958 (прототип).