Индикаторная смесь для комплексонометрического определения переходных металлов

 

ИНДИКАТОРНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ :КОМПЛЕКСОВОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающая; органический краситель, отличающаяся тем, что, с целью повьшения точности анализа, в качестве красителя используют ализариновый красный С и смесь дополнительно содержит борную кислоту и буру при следуйэщем соотношении компонентов, мас.%: Ализариновый красный С 0,1-1,0 Борная кислота60-90 БураОстальное

СОЮЗ СОЙЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) 01) Э1511 G 01 N 31/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ,/ -,.- .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ "

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3503359/23-26 (22) 14. 10. 82 (46) 23. 11.84. Бюл. В 43 (72) В.И. Вершинин и И.Г. Кондюков (71) Омский государственный университет (53) 543 . 244 ° 6(088 .8) (56) 1. Чепурова Ю.A. Мурексид. М., "НИИТЭХИМ", 1970, с. 15. л.

2. Pribil R. Contributions to

the basic problems of complexometry. — Talanta, 1959, v. 3, Р 1, р. 91-94. (54) (57) ИНДИКАТОРНАЯ СИЕСЬ ДЛЯ . КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПЕРЕХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающая: органический краситель, о т. л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности анализа, в качестве красителя используют ализариновый красньгй С и смесь дополнительно содержит борную кислоту и буру при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Ализариновый красный С 0,1 — 1,0

Борная кислота 60-90

Бура Остальное

1125543

Изобретение относится к аналити- ческой химии и может быть использовано при комплексонометрическом оп" ределении переходных металлов.

Известна индикаторная смесь .для комплексонометрического определения переходных металлов, включающая органический краситель мурексид и инертный наполнитель хлорид натрия в соотношении 1: 100 по массе (1) .

Недостатком индикаторной смеси является то, что при ее применении в ряде случаев, например при опреде.пении малых количеств кобальта (11) протекают побочные реакции, что сни- 15 жает. точность определения.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является индикаторная смесь, включающая органический 20 .краситель — ксиленоловый оранжевый, гексаметилентетрамин и о-фенантролин.

Известную смесь готовят непосредственно перед титрованием, добавляя к нескольким каплям О, 1%-ного раство- 25 ра ксиленолового ораижевого в спирте произвольное количество гексаметилентетрамина, 0,5 мл 0,001%-ного раствора о-фенантролина и воду до общего объема 200 мл. Ионы определяемого g0 металла (кобальт, цинк, кадмий и др.) обратимо связываются с ксиленоловым оранжевым (КОр) в комплексное соединение, гексаметилентетрамин обеспечивает определенное и неизмен" ное значение рН раствора в ходе титрования, à 0 -фенантролин улучшает резкость цветового перехода раствора в конечной точке титрования f2) .

Недостатком известной индикаfopной смеси является низкая точность определения микрограммовых количеств переходных металлов.

Цель изобретения — повышение точности анализа при комплексонометрическом определении переходных металлов. !

Поставленная цель достигается тем, что в индикаторной смеси для комплексонометрического определения 50 переходных металлов в качестве органического красителя используют ализариновый красный С и смесь дополнительно содержит борную кислотку и буру при следующем соотношении 55 компонентов, мас.%.:

Алиэариновый красный С 0,1 — 1,0

Борная кислота 60-90

Бура Остальное

В предлагаемой смеси ализариновый красный С (1,2- диоксиантрахинон-3сульфонат натрия, AKC) обладает металлохромными свойствами, а борная кислота и бура при их совместном присутствии обеспечивают определенное и постоянное значение рН раствора.

Поставленная цель достигается только при совместном (одновремен" ном) введении в анализируемый раствор всех компонентов смеси, что связано с обнаруженным неаддитивным эффектом совместного присутствия AKC и соединений бора,. а именно повышением контрастности цветового перехода раствора в конце комплексонометрического титрования переходных металлов. Борная кислота и бура не могут быть заменены в данной смеси какими-либо иными веществами с буферными свойствами, так как только указанные соединения маркируют окраску анионной формы свободного АКС, препятствующей выявлению конечной точки титрования.

Допустимые содержания компонентов в предлагаемой смеси установлены опытным путем.

Результаты определения Со (1:T) при различном содержании АКС в индикаторной смеси приведены в табл. 1.

В табл. 2 приведена KQHTpBcTHocTb цветового перехода при определении

5,0 мг Со (11) с использованием индикаторной смеси различного состава.

Другие переходные металлы образуют с АКС, а также с ЭДТА комплексные соединения, которые по своей устойчивости и по оптическим свойствам аналогичны соответствующим соединениям. кобальта, поэтому для определения различных переходных металлов могут быть использованы индикаторная смесь одного и того же состава.

Иэ табл. 1 видно, что точность определения Со (II) в предлагаемой смеси выше по сравнению с известной, если содержание AKC в смеси находится в интервале от 0,1 до r,Î мас.%

При меньших содержаниях АЕС для создания заметной окраски приходится вводить не более 1 г смеси на 100 мл титруемого раствора, в этом случае смесь растворяется не поли<и:тью и

1125543 точность определения снижается. При содержании АКС более 1,0Х ухудшает-. ся контрастность цветового. перехода в конце титрования, поскольку для полного маскирования мешающей окраски свободного АКС требуется не менее, чем стократный избыток соединений бора (борная кислота + бура).

Из табл. 2 видно, что контрастность цветового перехода при апре- !О делении СО (11) зависит от соотношения борной кислоты и буры в индика", торной смеси. Для количественной характеристики контрастности фотометрируют растворы, содержащие по 15

5 мг СО (11) и 100 мг соответствующей индикаторной смеси в 50 мп раствора, на приборе СФ-4а при 560 нм (максимум светопоглощения комплекса

Со-АКС) в кювете с толщиной слоя 20

1,0 см против раствора .сравнения . с той же смесью, но без Со (TI) °

Контрастность перехода (относительная оптическая плотность !! А) максимальна, если в смеси содержится 25

60-90Х борной кислоты. При меньших содержаниях борной кислоты (и, соот-, ветственно, увеличенных содержаниях буры) значение рН раствора во время титрования больше 9,0. В этих случаях гидроксиды металлов могут выпадать в осадок, а изменения ок раски раствора в .конце титрования не происходит., При содержании борной кислоты более 90/, например в отсутствии буры, значение рН раствора менее 7,5, в этих условиях АКС яе образует комплексных соединений с ионами Со (II), а следовательно, определение их невозможно. Оптимальным 40 содержанием борной кислоты в предлагаемой смеси является 80 .

Пример 6. Определение хром3 (1И1). K аликвоте раствора, содержащего до 1 мг хрома (111) при рН 5, добавляют 10,0 мл стандартизированного 0,005 М раствора ЭДТА, кипятят

15 мин, добавляют 100 мл дистиллированной воды, 0,2 r индикаторной смеси, приготовленной, как в примере 3, и титруют 0,001 М раствором нитрата кобальта (II) до перехода желто окраски в розово-фиолетовую в присутПример 1. Определение никеля. Растирают 9,0 г борной кислоты с 0,9 г буры и 0,01 г ализаринового 45 красного С. Готовую смесь хранят в бюксе с притертой крышкой, смесь устойчива в течение нескольких месяцев. Перед проведением анализа к аликвоте анализируемого раствора, 50 содержащего до 10 мг никеля (i1), добавляют 0,4 r приготовленной сухой индикаторной смеси, воду до о

100 мл, нагревают до 60 С и титруют стандартизированным 0,005 M раст- 55 вором ЗДТА до резкого перехода окраски из ф"олетовой в желтую. По затраченному объему титранта и его известной концентрации рассчитывают молярную концентрацию ионов никеля (11) в анализируемом растворе.

Пример 2. Определение цинка (кадмия). Растирают 6,0 r борной кислоты с 3,9 г буры и 0,1 r АКС.

К аликвоте нейтрализованного раствора, содержащего до 5 мг определяемо" го металла, добавляют 0,1 г приготовленной индикаторной смеси, воду до

50 мл и при комнатной температуре

Ю медленно титруют стандартизированным 0,005 М раствором ЭДТА до резкого перехода окраски из красно-. фиолетовой в желтую. Расчет результатов в этом и последующих примерах, как в примере 1.

Пример 3. Определение кобальта. Растирают 8,0 г борной кислотыс 20r бурыи 005 r АКС.

К аликвоте анализируемого раствора, содержащего до 6,0 мг Со (f1), добавляют 0,1 r приготовленной индикаторной смеси и титруют при комнатной температуре стандартизированным

0,005 М раствором ЭДТА до резкого перехода окраски из розово-фиолетовой окраски в желтую.

i p и м е р 4. Определение свинца. Смесь готовят аналогично примеру 3. Тнтруют аликвоту анализируемого раствора, содержащего до 10 мг свинца, стандартизированным 0,01 М раствором ЭДТА, добавляя 0,2 г индикаторной смеси незадолго до конца титрования. Переход окраски в конечной точке от красно-фиолетовой к желтой.

Пример 5. Определение марганца (11). Приготовление смеси и ход титрования аналогично примеру 3.

Титруют в отсутствце окислителей о при 50 g.

1125543

Метрологические характеристики разных способов определения Со (Т,X) приведены в табл. 3.

Изобретение увеличивает точность анализа (табл. 3) и может найти широкое применение в практике аналитической химии.

Т а б л и ц а

Содержание компонентов смеси, X

Относительная ошибка,j N 7

Найдено

Со, мкг а+ о

Относительное стандартное

Н Во Бура о

АКС отклонение

et (n =5) (80

-10,0

80,0

2,0

-5,1

80,0

P0,О

19,0

+2,1

19,5

80,0

0,5

+4,0

+20,2

19,9

80,0

80,0

0,1

450+50 0,11

19,95

19,99

0,05

Титрование невозможно

80,0

0,01

II p и и е ч а н и е. При использовании смеси (IJ найдено 287+57, 5r = 0,20, 6% = -307, При использовании смеси f2) накдено 387+40,.5г =- 0,10", ь ъ = +3,5Е. Введено

Со (fI) 374 мкг.

Таблица 2

Содержание компонентов смеси, Ж

Бура АКС

Значение рН раствора

Н Во

0,5

99,5

40,0

0,5

59,5

9,0

49,5, . -,„50,О

8,8

39,5

65,0

8,6

0,5

29,5

70i0

0,5

19,5

80,0

0,5

9,5

90,0 ствии раствора-свидетеля. Расчет ре" . зультатов ведут. по известным Формулам обратного титрования. При проведении всех приведенных определений посторонние металлы должны быть предварительно замаскированы или от-,. делены.

340+68 0,20

360+36 . 0,10

382+20 0,052

382+19 О, 050

390+29 О, 075

0, 061

0,079

0,133

0,148

0,162

0,121

1125543

Продолжение табл.2

Содержание компонентов смеси, 7

Значение рН раствора дА

Н ВО

Бура

АКС

95,0

4,5

0,5

7,3

0,060

99,5

0,5

7,0

0 ф

При меньших содержаниях Н ВОу титрование невозможно иэ-за нерезкого цветового перехода

Таблица 3.

Относительная ошибка, Ж по способу

Относительное стандартное отклонение, бп при и -5 по способу

Введено Со, мг (1) (2) предла-. гаемому (1J ) (2$ прердягаеьй

-5,6 — 1,3

3,75

-0,5

-27,7 +3 5 +2,1

Составитель А.(Пер

Техред Т.Маточка

Редактор О.Бугир

Корректор Q.Ëóãoâàÿ

Заказ 8532/33

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

0,374

0,050

0 011 0 019

0,20 О, 103

Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

0,016

0,052

0,206