Способ полярографического анализа

Способ полярографического анализа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

<1Ц 957090

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заяe «o 25. 07. 80 (21) 2963963/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) П риоритет— (51) М. Кд.

G 01 N 27/48

3ЬвударствеклыК комитет

СССР до делам лзабретекйй и открытей

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № 33 (53) УДК 543. 253 (088. 8) Дата опубликования описания 07.09.82 !

Г.М. Мокроусов, Э.А. Захарова, Т.Н. Клевцов .А.,Катаев .и S.Н. Волкова Ф -.4 (72) Авторы изобретения

\ государственйый

Томский ордена Трудового Красного Зна университет им. В. В. Куйбышева (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Изобретение относится к электрохимическому анализу и может быть использовано в разных вариантах полярографического и хроно-вольт-амперометрического методов анализа различных неорганических, органических и биологических объектов при контакте анализируемой пробы с воздушной средой .

1о

В полярографическом анализе необходимо устранить помеху — остаточный ток, состоящий из емкостного тока и фарадеевского. Главной составляющей

Фарадеевского тока является растворен 5 ный кислород воздуха. Повышение чувствительности методов полярографии решается двумя путями: увеличением сигнала и снижением помехи.

Известно несколько способов сни- о жения величины остаточного тока: пропусканием через раствор инертного гаэа, добавлением в раствор восстановителей, вакуумированием ячейки, применением разностных схем и компенсирующих устройств.

Указанные способы снижения остаточного тока либо не позволяют достичь полного удаления кислорода из.„ .аствора, либо сложны в конструктивном отношении.

Известен способ удаления кислорода из раствора путем барботажа через него инерного газа, предварительно очищенного от следов кислорода, .путем пропускания газа через печь с медной стружкой при 400-500оС или через мелкодисперсную медь, нанесенную на силикагель, а затем через раствор сульфата ванадия (1 .

Недостатками известного способа являются неполнота удаления кислорода, необходимость использования .баллонов со сжатым газом, сложность системы очистки инертного газа от следов кислорода и ее регенерации.

Наиболее близким техническим решением является способ полярографи0 4

В качестве фоновых электролитов используют вещества или растворы, способные подвергаться фотолизу с образованием активных частиц, взаимодействующих с растворенным кислородом с образованием продуктов, которые так же как и продукты фотолиза электрохимически не активны в области потенциалов, где происходит окисление или восстановление анализируемого вещества. При этом определяемые вещества в условиях облучения должны оставаться (или делаться). электроактивными.

Примерами фоновых электролитов являются карбоновые кислоты и их соли, оксикислоты и их соли, этиленгликоль.

Способ осуществляют следующим образом.

Анализируемый раствор облучают

УФ-светом Л = 200-300 нм в течение времени, необходимого для полного устранения мешающего влияния кисло40 рода, с последующим анализом раствора методами полярографии при непрерывном УФ-облучении. Нижняя граница длины волны (200 нм) обусловлена тем, что в вакуумной УФ-области свет сильно поглощается воздухом и материалом аппаратуры. При облучении исследуемого раствора светом А= 300 нм требуемый эффект не достигается. Для осуще- ствления способа после включения освещения следят за снижением остаточного тока .с помощью любого подходящего регистрирующего устройства до минимальной величины в зависимости от цели анализа (в пределе - до значения емкостного тока), после чего, не включая освещения, проводят полярографический анализ.

3 95709 ческого анализа, включающий предвари тельное удаление растворенного кислорода под действием УФ-облучения в присутствии вещества, связывающего кислород, и измерение зависимости ток-потенциал 1 27.

Однако из-за используемого восстановителя и попадания в ячейку кислорода в процессе измерения чувствительность способа не превышает 10

10 M.

Цель изобретения - повыШение чувствительности способа.

Эта цель достигается способом полярографического анализа, включаю- 15 щем предварительное удаление растворенного кислорода под действием Уф- . облучения в присутствии вещества, свя- зывающего кислород и снятие зависимоМ сти ток-потенциал, .снятие указанной 20 зависимости проводят в процессе облучения при температуре, соответствующей максимальному значению отнощения полезного сигнала к помехе. ,При этом s качестве вещества, свя- 23 зывающего кислород, используют, например,карбоновые кислоты и их соли, оксикислоты и их соли, этиленгликоль.

На фиг. 1 показаны анодные пики цинка, кадмия и меди на фоне аммиач- щ ного раствора,,этиленгликоля; на фиг..2 - влияние времени облучения на анодные пики на фоне 3Н муравьиной кислоты.

Примером определяемых веществ ионы металлов, которые восстанавливаются на ртутном электроде.

Пример.. Проводят анализ методом инверсионной вольт-амперометрии растворов 3Н муравьиной кислоты +

+ аммиак (рН 2) и аммиачного раствора этилегликоля (рН 9). В кварцевый стаканчик объемом 100 мл вводят 1020 мл исследуемого раствора, опускают рабочий электрод в виде пленки ртути на серебряной подложке (S

= 0,11 см, длина электрода 4,5 мм) и электрод сравнения (Ag/AgCI в KC I) через мостик с KI40 в агар-агаре.

Запись полярограмм проводят на полярографе LP-7, с рабочими диапазонами чувствительности 7 х 10 " — 2 х х 10 А/мм. Ячейку устанавливают на магнитную мешалку в вытяжном шкафу за бумажным экраном.. На расстоянии

10"15 см от ячейки устанавливают источник Уф-.излучения типа POLAND RF

250 Ч. Через определенные промежутки времени после включения лампы в процессе облучения снимают полярограммы раствора от 0 до -1,0 В и измеряют величину остаточного тока при -0,5 В.

Величину емкостного тока при Ч =

= -0,5 В рассчитывают по формуле

1Вщк = SCd ° W =0,11 х 29 х 10 х

-6 х6,7x10З =1,5х10 А, где Cd 20 х 10 Ф;

W = 6,7 х 10 3 В/C.

Степень очистки раствора от кислорода P оценивают отношением остаточного-тока к емкостному. Влияние времени УФ-облучения на величину P приведено в таблице.

9.57090

Этиленгликоль (pH 9) Муравьиная кислота

Время, мин

305

273

198

165

30

40

45

1 7

1,0

80

0,8

1,0

Формула. изобретения

5 ° 10

Как видно из таблицы, остаточный ток падает до емкостного в муравьиной кислоте за 40-45 мин, а в этиленгликоле - за 80 мин.

Чувствительность (фиг. 1) определения цинка, кадмия и меди на фоне ,аммиачного раствора этиленгликоля (рН 9) в условиях:

Потенциал предварительного электролиза, В 1,4

Время электролиза, мин 3

Чувствительность прибора,А/мм 1,8 х 10

С и м/л 5-10 ),Ф м/л 1.+

С< м/л

5 ° 10 при Уф-облучении (Ь) выше, чем после удаления кислорода азотом (0).

Влияние времени облучения на анодные пики (фиг. 2) на фоне 3 Н НСООН (pH 2),полученные в условиях:

Потенциал предварительного электро лиза, В 0,9

Время электролиза мин

3 Чувствительность прибора cL, А/мм

a) 3,7х10

5) 7,4 х 10 "О

С м/л 1,0 х 10 "

Время облучения, мин 1

3 30

4 45

Через 35 мин после начала облучения появляется возможность определения микроконцентраций Pb в указанных экспериментальных условиях. . Экспериментом установлено, что с увеличением температуры анодные пики возрастают. Однако при некотором зна10 чении температуры происходит резкое увеличение остаточного тока, поэтому для каждого фонового раствора следует выбирать оптимальную температуру.

При отключении освещения в негермеi5 тичной ячейке наблюдается возрастание остаточного тока, но сохраняется воэможность определения вещества е концентрациях порядка 10 м/л и выше.

Использование предлагаемого спосо2в ба полярографического анализа повыша-т ет чувствительность анализа до 10

-10 М, упрощает аппаратурное его оформление. Способ может найти широкое использование в химической, ме251 таллургической и других областях тех-" ники, связанными с определением микроколичеств веществ.

1. Способ полярографического анализа, включающий предварительное удаление растворенного кислорода под действием УФ-облучения в присутствии вещества, связывающего кислород, и

35 снятие зависимости ток-потенциал, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности анализа, снятие указанной зависимости проводят в процессе облучения при температуре, соответствующей максимальному значению отжшения полезно-. го сигнала к помехе.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве вещества, связывающего кислород, используют, например карбоновые кислоты и их соли, оксикислоты и их соли, этиленгликоль.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кольтгоф М. М., Лингейн Дж. Дж.

Полярография. Л., Госхимиэдат, 1948, 55, с. 241.

2. Авторское свидетельство CCCP

N 150696, кл. G 01 N 27/48, 1962.

957090

Заказ 6589/32

Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель И. Клешнина

Редактор Н. Рогулич Техред М. Надь Корректор М.Коста