Способ фотометрического определения железа в растворе

Способ фотометрического определения железа в растворе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<»>927755

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ТЕ ЛЬСТ8У (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено !4.04.80 (21) 2936475/23-26, с присоединением заявки М (23) ПриоритетОпубликовано 15. 05. 82. Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 15.05 .82 (51)М. Кп.

С 01 G 49/00

G 01 и 21/77

Говударстеенный квинтет

СССР кв делан иза4ретений н аткрытий . (53) УДК 543. 42. .062:546.72 (088.8) Е, М. ф

° Филиппов, А. Н Ионов А - Р . -.олубев! и Е. В. Сенин

3 (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЖЕЛЕЗА В РАСТВОРЕ

Изобретение относится к спектрофотометрическому (колориметрическому) анализу, а именно к определеник, концентрации железа в растворах комплексообразователей путем измерения оптической плотности раствора.

Известны способы количественного определения железа в растворах с роданидом, о-фенвнтролином, сульфосалициловой кислотой и другими реагентами путем.спектрофотометрического (колориметрического) анализа растворов. При количественном определении железа в растворах комплексообразователей известные способы часто не могут быть применены из-.за недостаточ ной избирательности.

Известный способ определения же" леза с ортофенантролином является одним из наиболее чувствительных. Однако и он не позволяет определять железо в растворах сильных комплексообразопателей. Установлено, что если в анализируемом растворе при2 сутствует до 1 г/л ОЭДФ и ДТПА, то розово-оранжевого цвета комплекса железа с ортофенантролином не наблюдается (концентрация железа в опытах 0,2 мг/л). Если в анализируемом растворе присутствует до 1 г/л

НТФ, НТА и ДТПА, окраска раствора наблюдается, но погрешность определения превышает 100ь (1) .

Известен способ количественного

-определения железа в растворах комплексообразователей, заключающийся в измерении ..оптической плотности раствора, содержащего комплекс, об15 разующийся при взаимодействии реагента тирона (пирокатехин-3,5-дисульфокислота) с железом. Определение проводят при рН. 7,0-8,5 в присутствии гидроокиси аммония и концентрации тирона в растворе (0,961,60) 10 моль/л. Максимум светопог-5 лощения, образующегося при этих условиях .комплексного соединения красного цвета, наблюдается при длине

927755

3 волны 485 нм, молярная экстинкция

5591 t23 .

Однако известный способ не позволяет получать надежные результаты при количественном определении железа в растворах таких сильных комплексообразователей как оксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ), нитрилтриметилфосфомовая кислота (НТФ), диэтилентриаминпентауксусная кисло- 10 та (ДТПА) и других. Кроме того, при концентрации выше 10 мг/л мешающее влияние оказывают катионы хрома (а).

Эти недостатки известíîro способа не позволяют применять его при опре-. делении концентрации железа в комплексонных растворах, используемых для удаления продуктов коррозии с поверхностей теплоэнергетического оборудова-20 ния и дезактивности оборудования ядерных реакторов.

Цель изобретения - повышение избирательности при количественном определении железа в растворах сильных комплексообразователей.

Поставленная цель достигается тем,. что спектрофотометрирование проводят после добавления в пробу анализируемого раствора оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОЭДФ) до концентрации

0,0005-0,05 моль/л и гидроокиси аммонин до рН=7-11. При этих условиях образуется комплексное соединение 2 M и 3-валентного железа с ОЭДФ, имеющее максимум светопоглощения в ближней ультрафиолетовой области при длине волны 285 нм (полуширина пика

50 нм).. В связи с тем, что образую- 40 щееся комплексное соединение отличается высокой прочностью, другие комплексообразователи не оказывают мешающего влияния на количественное определение железа, При этом опти-. 4s . ческие свойства раствора сохраняются неопределенно долго. Линейная зависимость между оптической плотностью и концентрацией железа в растворе наблюдается от 0 до 10 мг/л. Так 0 как хром и никель не образуют комплексных соединений с .ОЭДФ, поглощающих свет с .области 285+25 нм, присутствие йх в растворе до концентрации 10 мг/л не мешает определению железа. Способ определения железа при помощи ОЭДФ обладает большей чувствительностью по сравнению с из4 вестным способом. Молярная экстинкция 6292.

Методом изомолярных серий установлено, что в присутствии аммонийных ионов железо образует комплексное соединение с соотношением

Fe:0ÝÄÔ=1:1. Исследования показывают, что для получения устойчивых результатов необходимо, чтобы содержание ОЭДФ в 10 раз превышало стехиометрическое количество. Из практики спектрофотометрии известно, что минимальная погрешность измерений наблюдается при величине оптичес-. кой плотности около 0,4, т.е. при концентрации железа 5,10 М. Следовательно минимальная. концентрация

ОЭДФ должна составлять 5 10 Ъ . В том. случае, если а анализируемой пробе присутствуют мешающие добавки, концентрация ОЭДФ должна быть увеличена. Исследования показывают, что мешающее влияние рассмотренных в описании изобретения добавок устраняются при концентрации ОЭДФ 0,05 М.

В связи с этим в формуле изобретения указаны пределы концентрации

ОЭДФ 0,0005-0,05. М, Коэффициент экстинкции зависит от кислотности раствора. Исследования показывают, что при рН выше 7 он становится максимальным: 6292.

Увеличение рН более 11 нецелесообразно из-за опасности выпадения гидроокисей металлов (в первую очередь железа) и образования взвесей в анализируемом растворе.

Пример.Количественное опредепение железа в растворах, содержащих комплексообразователи, а также в растворах, содержащих катионы нике,ля (П) и хрома .(Ш) известным и предлагаемым способом. Измерение оптической плотности растворов .выполняют на спектрофонометре СФ-4А (кварцевые кюветы, )=1 см). Концентрацию железа определяют по калибровочным графикам, построенным до концентрации железа Ь мг/л. !

Методика определения состоит в следующем. Пробу раствора, содержащую не более 200 мкг железа помещают в мерную колбу на 50 мл. Туда же добавляют 2 мл 0,05 M раствора

ОЗДФ и 1 мл 254-раствора йН ОН, после чего объем раствора в колбе доводят до 50 мл дистиллированной водой. Измеряют оптическую плотность

927755

Концентрация мешающего реагвнта, г/л известный предлагаемый

Раствор

Опреде- Погрешление, ность, мг/л преде- Погрешение, ность, r/ë 3

Щавелевая кис50

13 5 лота

Лимонная кис8,9 19,1

100 лота

Шрилон Б

1,8

7,7 11,2

Нитрилтриметилфосфоновая кислота

100 10,7

6,4 (НТф) 50

Нитрилтриуксусная кислота

4,5

2,7 11,5

Диэтилентриаминпентауксусная кисло та

0,9

27,0 11,1 (ДТП А) 50 э раствора при длине волнй 285 нм, от. носительно холостого раствора, содержащего все те же компоненты, кроме анализируемой пробы.

Результаты анализа растворов, со. держащих железо, приведены в таблице (проба 1 мл).

Из таблицы видно, что известный способ не позволяет определять железо в растворах лимонной кислоты и нитрилтриметилфосфоновой кислоты.

Использование предлагаемого способа количественного определения железа в растворах сильных комплекообразователей повышает избирательность определения и уменьшает погрешность определения.

Применяемая в предлагаемом способе оксиэтилидендифосфоновая кислота

5 является недорогим легкодоступным реагентом. Kak и в известном способе, так и по предлагаемому способу измерение оптической плотности. раст" воров может производиться на фотока-. лориметре типа ФЭК-56 M (светофильтр

1, ртутная лампа), который широко применяется для оснащения любых (в том числе заводских) химлабораторий. В связи с этим внедрение пред лагаемого способа не связано с трудностями.

3,8 14,7 33,6

927755

- Продолжение таблицы

Способ

Концентрация мешающего реагента, г/л предлагаемый

Раствор

Опреде llorpem Опреде- Погрешление, ность, ление, ность, мг/л 4 мг/л 4

Оксиэтилидендифосфоновая кис50 лота (ОЭДФ) 34 6 11 0 0

100 11 2 : 1 8

8,5

Хром (11!) 0,5

Никель

23,5 (П) 23,1 10,8 1,8

0,5

Истинное содержание железа, мг/л

11,0

13,0

П р и м е ч а н и е. Экспериментально установлено, что величина случайной погрешности в опытах не превышает 23 при степени надежности 953.

Составитель A. Жаворонкова

Техред,И. Гергель Корректор М. немчик

)Редактор М. Бандура

Заказ 3153/31 Тираж 514

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула . изобретения зю

1. Способ фотометрического определения железа в растворе с использованием органического реагента и с последующим измерением оптической плотности раствора в щелочной среде в присутствии гидровкиси аммония, отличающийся тем, что, с целью повышения избирательности в растворах сильных комплексообразователей, в качестве реагента используют оксиэтилидендифосфоновую кислоту в.количестве 0,0005-0,05 моль/л.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и и с.я тем, что измерение оптической плотности проводят при длине волны 285+25 нм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 676067, кл, G 01 М 21/24, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

У 39782 1, кл. С 0 1 G 49/00, 1973 (прототип).