Способ атомно-абсорбционного анализа

 

Изобретение относится к области атомно-абсорбционного анализа. Цель изобретения - снижение пределов обнаружения и увеличение правильности и воспроизводимости результатов анализа газообразных хладонов. Для осуществления способа 4 - 10-ый водный раствор азотной кислоты предварительно дозируют в сосуд из инертного материала и замораживают в атмосфере с влажностью не более 25% при температуре, на 30 - 60°С меньшей температуры кипения хладона. На замороженный раствор дозируют предварительно сжиженную пробу, отгоняют хладон с замороженного раствора при температуре, на 30 - 60°С меньшей температуры кипения хладона, и после размораживания анализируют образовавшийся раствор, причем в качестве эталонов используют растворы с идентичным составом основы. При замораживании раствора температуру верхней части сосуда с раствором можно поддерживать равной 5 - 10 °С. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИН (I9} (И} (5I ) 5 С 01 N 21/74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Ilo изо6Ретениям и ОчнРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 446841 О/ 24-25 (22) 29, 07,88 (46) 07.03.90. Бюл. Р 9 (72) Д, А. Кацков, И. Л. Гринп}тейн, Г. О, Савельева, Л. А. Васильева, А. M. Нтепан и В. А. Копейкин (53) 543 . 42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 748171, кл, С 01 N 1!28, G 01 J 3/30, 1980.

Pellenbarg R.Е., Church Т.И. 8torage and processing of estuarine water samples for tracemetal analysis

Ъу atonic absorption spectrometry

Anal. Chim. Acta. 1978, v. 9?, Р 1, р, 81-86. (54) СПОСОБ АТОМНО-АБСОРВЦИОННОГО

АНАЛИЗА (57) Изобретение относится к области атомно-абсорбпионного анализа. Гель изобретения — снижение пределов обИзобретение относится к способам определения химического состава вещества и предназначено для определения микропримесей металлов в особо чистых газообразных хладонах .

Цель изобретения — снижение пределов обнаружения, повыщение правильности и воспроизводимости результатов атомно-абсорбиионного анализа особо чистых хладонов.

Способ анализа осуществляется следующим образом.

В сосуд из инертного материала, представляющий собой, например, Ьто2 наружения и увеличение правипьности и воспроизводимости результатов анализа газообразных хладонов. Для осуществления способа 4-1 0%-ный водный раствор азотной кислоты предварительно дозируют в сосуд из инертного мате риала и замо раживают в атмосАе ре с влажностью не более 25% при температуре, на 30-60 С меньщей температуры кипения хладона. На замороженный ра створ дозируют предварительно сжиженную пробу, отгоняют хладон с замороженного раствора при температуре, на

30-60 С менычей температуры кипения хладона, и после размораживания анализируют образовавиийся раствор, при- а чем в качестве эталонов используют

9 растворы с идентичным составом основы. При замораживании раствора температуру верхней части сосуда с раствоо ром можно поддерживать равной 5-10 С

1 э.п. ф — лы, 1 табл. ропластовый стакан с коническим дном, помещают заданный объем 4-10%-ного водного раствора перегнанной азотной кислоты, свободного от примесей определяемых металлов. Сосуд с раствором помещают в "сухой" бокс, содержание влаги в атмосфере которого составляет не более 25%. Далее сосуд охлаждают до температуры на 30-60 С ниже темпео ратуры кипения хладона. Охлаждение ведут, например, парами жидкого азота. Находящийся на дне сосуда азотнокисльн раствор замораживают, Открывают баллон с пробой и сжижают газ, про1548722 пуская его через трубку-холодипьник, охлаждаемую жидким азотом, его пара— ми ипи хладосмесью на основе, например, сухого льда и апетона. Дозируют

5 заданный объем жидкой пробы на замороженный во фторопластовом стакане раствор. Отгоняют хладон, поддерживая б температуру стакана на 30-60 С ниже температуры его кипения. 10

После отгонки содержавшиеся в про.бе примеси остаются на поверхности льда. Затем нагревают стакан до комнатной температуры. Лед в стакане плавится и примеси растворяются в смеси воды и кислоты. С помощью шприца-дозатора 2-20 мкл полученного раствора дозируют в электротермический атомизато р атомно-абсо рб пионного спектрометра, высушивают и атомиэируют. Измеряют величину атомной абсорбции. С . помощью того же дозатора в атомиэатор дозируют такой же объем эталонного раствора, представляющего собой такой же раствор пе регнанной азотной кисло- 25 ты в дистиллированной воде с известным количеством определяемого металла„ Сравнивают полученные величины абсорбции и рассчитывают конпентрапию металла в анализируемом растворе и в 30 пробе.

При замораживании раствора азотной кислоты верхнюю часть стакана можно поддерживать равной 5-10 С с помощью закрепленной над криостатом лампьг-иэ-.

35 лучателя, Эту температуру поддерживан>т до начала доэирования пробы в стакан, Такой прием позволяет уменьшить конденса иию атмосферной влаги, .что уменьшает вероятность загрязнения пробы.

Правипьность анализа повышается, так как на стадии концентрирования пробу дозируют на замороженный раствор азотной кислоты вводе. Лед такого состава, обладающий пористой .структурой, вероятно сорбирует на своей поверхности примеси, которьпчи обогащается проба при отгонке. После отгонки хладона и расплавления льда примеси без потерь растворяются в азот50 нокислом растворе. Легколетучие примеси (хлориды,.фториды), будучи сорбированы льдом, не улетают при нагревании стакана, а растворяются ипереходят в азотнокислые формы. Инертные, 55 стенки сосуда не сорбируют примеси.

Пробу дозируют в сосуд после предварительного "жижения и при температуре на 30-60 С ниже температуры ее о кипения, что исключает потери примесей из-за вскипания хладона при доэировании.

Отгонка хладона при температуре на

30-60 С ниже температуры его кипения также исключает потери примесей из-эа их уноса парами.

Замораживание азотнокислого раствора, отгонка кладона и размораживание концентрата при уровне влажности не более 25 . предотвращают конденсацию атмосферной влаги в сосуде, а следовательно, загрязнение KQHIIpHTpB та, Доз ирование и концентрирование пробы на подложке, представляющей собой замороженный азотнокислый раствор известной концентрации,. позволяет приготовить и использовать эталонные растворы, по составу основы аналогичные ан ал из ируе мым. П ри э том ме т аллы содержатся в растворах в азотнокислых

Формах, что обеспечивает максимальную степень атомизации и минимальную систематическую погрешность.

Воспроиэводимость анализа улучшается из-за того, что при дозировании в печь 4-1 О -ного раствора азотной кислоть> не наблюдается растекания капли.

Пределы обнаружения снижаются иэ— за того, что пробу дозируют в стакан для отгонки после предварительного о сжижения и при температуре на 30-60 С ниже температуры ее кипения, что исключает потерю примесей из-эа вскипания хладона при дозировании, Отгонка хладона при температуре на о

30-60 С ниже температуры его кипения также исключает потерю примесей из-за уноса с парами хладона.

Дозирование хладона на подложку из замороженного азотнокислого раствора и отгонка его с этой подложки существенно уменьшают потери легколетучих примесей, сорбируемых пористым льдом .

До зи ров ание в атомиза тор 4-1 O ных азотнокислых растворов обеспечивает максимальную степень атомизации пробы.

Способ позволяет снизить пределы обнаружения, повысить правильность и воспроиэводимость результатов атомноабсорбпионного анализа газообразных хладонов, 1 5487 22

П римеры 2 действ ия, оп ис анные рь ируя конпентрапию створа от 1 до 15 ..

Примеры 8 действия, описанные — 7 .. Выполняли примере азотнокислого ра1 1, Выполняли в примере l, ваИспользование вместо замороженного

4-10 .-ноro азо тнок ислого рас тво ра другой подложки приводит к существенному ухудшению аналитических характе5 ристик, т.е. не позволяет достичь поставленных лелей. Это связано с тем, что при отгонке с замороженного раствора именно такого состава обеспечиваются наиболее благоприятные условия 10 для концентрирования на нем содержащихся в хладонах микролримесей (в том числе и легколетучих) металлов.

Пример 1. Проводили атомноабсо рб ционный анализ хладона-l 2, сп-Ь держащий -5 ° 1 0 % желез а. Приготавливали б .-ный раствор перегнанной азотной кисло ты в дис т илли ров анной воде, Дозировали по 2 мл этого раствора в три одинаковых фторопластовых стака- 20 на с коническим дном емкостью 200 мл.

Помещали стаканы в криостат, расположенный в "сухом" боксе типа 6БП1-ОС, влажность атмосАеры в котором составляет 20%. Замораживали раствор в ста- 25 о канах при -80+5 С„контролируя температуру стенок стаканов с помощью термодатч иков. Сжижали хладон-1 2, и ропуская гаэ из баллона через изготовленный из нержавеющей стали змеевик, 30 охлаждаемый жидким азотом. Дозировали по 200 мл жидкого хладона-12 в стаканы на поверхность замороженного и охо лажденного до -80 С аэотнокислого раствора. Накрывали стаканы защитными 3 кварцевыми колпаками и отгоняли хлао дон. при температуре -80+5 С. После отгонки хладона размораживали находящийся в стакане лед, нагревая стакан до комнатной температуры. Готовили 40 эталонные шестипроцентные азотнокислые растворы с известным содержанием железа. Дозировали 6 мкл размороженного раствора в графитовый атомизато р атомно-абсорбционного спектрометра 45

Сатурн-2, высушивали и атомизировали пробу, измеряли величину атомной абсорбции. Те же действия проводят с эталонными растворами. Рассчитывали содержание железа в растворе-конвент- 50 рате, Рассчитывали содержание железа в хладоне, рьируя уровень влажности в сухом боксе от 30 до 10 .

Пример ы 12 — 15. Выполняли действия, олисанные в примере l, варь ируя температуру замораживания азотнокислого раствора от -50 до о

-100 С. Температура кипения хладонао

12 составляет — 30 С, Пример ы 16 — 20. Выполняли действия, описанные в примере 1, варьируя температуру отгонки хладона от -50 до -110 С.

Пример 21. Анализировали тот же образец хладона-12 с помощью способа, в котором реализованы все стадии предлагаемого, за исключением замораживания аэотнокислого раствора, дозирования хладона на образовавшийся лед и отгонки хладона с поверхности льда. Стаканы из Фторлласта емкостью по 200 мл помещали в криостат, расположенный в "сухом" боксе 6БП1-ОС с влажностью a MocAepv 20 ., Охлаждао ли стаканы до. -80 С. Сжижали хладонl2 аналогично примеру 1. Дозировали по 200 мл хладона в охлажденные стакань1. Накрывали стаканы защитными колпаками и отгоняли хладоп при о

-80 С, После отгонки хладона нагревали стаканы до комнатной температуры. Добавляли в стакань| по 2 мл 6%ного водного раствора азотной кислоты, омывая стенки стаканов. Атомноабсо рб иионные измерен ия выполняют анало r ично и риме ру

Пример 22. Для сравнения проводили атомно-абсорбиионный анализ того же образина хладона-12 ло способу, близкому к известному. Экстрагировали примеси железа из хладона12, барботируя в фторопластовых барботерах 37 л хладона через 1 00 мл воды, к которой добавлено 2 мл 0,4 -ного раствора лироллидиндитиокарбамината аммония и 2 мл метилизобутилкетона. Экстракт упаривали на водяной бане. Остаток растворяли в 2 мл перегнанной 20 .-ной азотной кислоты. 6 мкл полученного раствора дозировали в г рафитовый а том и зато р атомно -а 6 со рбционного спектрометра Сатурн-2. Пробу высушивали, .атомизировали и измеряли величину атомной абсорбции.

6 мкл эталонного раствора, содержащего 20% перегнанной азотной кислоты, бидистиллированную воду и известное количество железа дозировали в тот

1548722 определяемь1х элементов, растворение концентрата в азотной кислоте, введение концентрата в атомиэатор, получение атомного пара., измерение атомной абсорбции и расчет содержания определяемого элемента путем сравнения по. лученной величины с абсорбцией эталонов, отличающийся тем, что, с целью снижения пределов обнаружения и увеличения правильности и воспроизводимости результатов анаf лиза газообразных хладонов, 4-10%ный водный раствор азотной кислоты дозируют в сосуд из инертного материала, замораживают в атмосфере с влажностью не более 25% при темпера— о туре на 30-60 С ниже температуры кипения анализируемого хладона, на замороженный раствор дозируют предварительно сжиженную пробу хладона и отгоняют хладон с замороженного раствоо ра при температуре на 30-60 С ниже температуры кипения хладона, а после размораживания анализируют образовавшийся раствор. же атомиэатор, высушивали, атомиэировали и измеряли величину абс рбпии.

Рассчитывали содержание железа в анализируемом. растворе и в пробе фреона.

Результаты экспериментов, полученных во всех приведенных. примерах (анализи8ровали хладон-12, содержащий 3,5, г а10 %. Fe), представлены в таблице.

Из данных таблицы видно, что при определении содержания микропримесей железа в хладоне-1 2 предлагаемым способом найденное содержание примесей в пределах погрешности совпадает с известньм, предел обнаружения составляет величину порядка 2„0 10 %, а

:случайная составляющая погрешности измерений варьируется в пределах 911%. В случае же использования из— ,вестного способа найденное содержание железа существенно отличается от истинного. Предел обнаружения значительно хуже, чем в предлагаемом способе, а случайная погрешность пре- 25 вышает 50%.

Способ может быть легко реализо.ван на серийных отечественных спект,рофотометрах Сатурн-2 и Сатурн-3. фо рмула из об ре те н ия 30

1 . Способ атомно-абсорбиионного анализа, включающий концентрирование

2, Способпоп. 1, о тл ич aюшийся тем, что температуру верхней части сосуда, в котором замораживают азотную кислоту, поддерживают

5-10 С.

ВлажСлучайная составляюСпособ

П риме р Кон центра» сия кислоты

TeMr ература замороженного раствора, С

Найденная конТемпе рав тура отгонки

Предел обнаружения, мас,Х

1 0 ность в боксе,X в замораживаемом растворе, Ж пентрапия жещая похладоиа, ОС грешнос ти оп ределеиия, отн.% леэа, мас. Е 10

-80

-80

-80

-80

-80

-80

-80

-80

-80

-80

"80

-90

-60

-50

-I 00

-80

-80

-80

-80 ввнин подложки из заморо11редлагаемый 1

3

5

7

9

lO

11

l2

13

14

l6

Без испольэо- 17

l8

6

12

6

6

6

6

6

-80

-80

-80

-80

-80

-80

-80

-80

-80

-80

-BO

-80

-80

-80

-80

-50

-60

-90

-1 00

3,62

3,49

3,66

3,05

3,95

2„3

2,9

3,57

3,63

3 61

4,18

Э,43

Э,55

2,14

4,98

1,23

3,31

3,42

3,95

2,1

2,2

2,1.

3,3

2,0.

4,3

4,1

2,0

2,0

2,1

2,3

2,2

2,0

2,5

3,8

2,0

2,1

2,0

2,2

11

IO

Il

l8

11

ll

lO

l0

9

27

23

28

12

1548722

Продолжение таблицы

Темпе pnв тура за—

Кон пентрапия кислоты

Случайная сос тавл яю— шан по11ример

Темпе ра—

ВлажСпособ тура отгонки ность в боксе, Ж в замораживаемсм растворе, Х мороженного па— грешнос ти оп ределения, оти. Й хладона, С стнора, (, леза, мас. Ж I С

1 женного азот- 20 но кислого 21

6,4 2,2

Ов25 2,5

-I I 0

-80

50 ра ство ра

Известный

5,3

0,53

Составитель В,Беляев

Редактор В.Данко Техред M.Ходанйч Корректор Л.Бескид

Заказ 139 Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Найденная копне нтрав пия же%

Темпепатчпа 4торпластового стакана в момент доэирования юреона.

Предел обнаружения, мас.Х"

«! 0