Способ определения селена /iу/

 

Изобретение относится к способам экстракционно-фотометрического определения селена (IY) и может быть использовано с целью повышения чувствительности и избирательности анализа при анализе различных объектов. Селен (IY) восстанавливают иодидом в сернокислой среде, образующийся йод экстрагируют толуолом, встряхивают экстракт с водным раствором, содержащим (0,5 - 2,0)<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">-2</SP>М бромида калия и (0,4 - 1,6)<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">-4</SP>М N, N<SP POS="POST">1</SP>-диметилиндодикарбоцианина, экстрагируют толуолом и фотометрируют. ε образующегося ассоциата 4,05<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">5</SP>. Определению не мешают висмут, индий, свинец, медь, серебро, арсениты, теллуриты, нитраты. 6 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ц1)5 G 01 N 31/22

It- -"1, éÖ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

liA .

I (в) 1 (oo)

) (2) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPHTHRM

ПРИ fHHT СССР

1 (21) 4605120/31-26 1 (22) 14. 11. 88 (46) 15.11.90. Бюл. Ф 42 (71) Ужгородский государственный университет (72) И. С. Балог, П. П. Киш, В. А. Андрух (SU), Янош Фегер (HU) и А. И. Потапчук (SU) (53) 543.42.062(088.8). (56) Авторское свидетельство СССР

У 1228016, кл. G 01 N 31/22, 1984..(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕЛЕНА (IV) (57) Изобретение относится к способам экстракционно-фотометрического опреИзобретение относится к способам . экстракционно-фотометрического определения селена, и может быть исполь— зовано при анализе различных объектов, в том числе полупроводниковых материалов и природных воде

Цель изобретения — повьппение чувствительности и избирательности анализа.

Способ осуществляют следующим образом.

В качестве органического реагента для перевода иода, образующегося при восстановлении селена (IV) иодидом в строго эквивалентных селену (ТЧ)

t количествах, используют N,N --диметилиндодикарбоцианин (ДИДК).

СИ, а,Н

ie СИъ И с

Й С1-1 = сИ - ОН"- Н- C Q

О сн . Ce, сН>

„„SU„„1 06930 - А1

2 деления селена (IV) и может быть использовано с целью повышения чувстви-. тельности и избирательности анализа при анализе различных объектов. Селен (ХЧ) восстанавливают иодидом в сернокислой среде, образующийся иод экст-. рагируют толуолом, встряхивают экстракт с водным раствором, содержащим (0,5 2,0) . 10 M бромида калия и (0,4-ф

1,6) ° 10 И N,N -диметилиндодикарбоцианина, экстрагируют толуолом и фотометрируют. Е образующегося ассоциата4,05 ° 10 . Определению не мешают висмут, индий, свинец, медь, серебро, ар". сениты, теллуриты, нитраты. 6 табл.

ДИДК согласно структурной формулы имеет интенсивную окраску, его водные растворы устойчивы на протяжении нескольких месяцев.

Реакции восстановления селена (IV) иодидом калия, экстракции иода, образования окрашенного ионного ассоциата (ИА) и его экстракции можно выразить следующим образом: 2- + И 50 о

8 0 + 4 1 + 6 Н Бе +

+2Т, +3НО; (1) (о) + Вг (в) + К (B) (I Вг) К (0) (3) где R — катион красителя ДИДЕ; (о) — органическая Aasa (толуол); (в) — водная фаза, 1606930

50

При восстановлении селена (IV) иодидом калия согласно реакции (1) оптимальной кислотностью является 0,6—

0,8 М Н, $0», При меньших концентраци5 ях Н, $0» реакция восстановления селена протекает медленно, а при более высокой кислотности (С H g0 >0,8 М) г иодид калия заметно окисляется кислородом воздуха, в результате чего воз- 10 растает значение оптической плотн ости контрольного опыта.(при отсутствии селена). Оптимальной концентрацией иодида калия в водной фазе является 0,008 — 0,016М. При меньшей концентрации KI ÷óâñòâèòåëüíoñòü метода уменьшается, а при С„ ) 0,016M возрастает экстракция иода, образовавшегося за счет воздействия кислорода воздуха, вследствие чего чувствительность метода уменьшается.

В качестве экстрагентов изучали

-различные органические растворители (гексан, октан, СС1», бензол, толуол, o-, м- и п-ксилол, амилацетат, бу-25 тилацетат и метилизобутилкетон). Мак. сймальная чувствительность метода достигается при использовании в качестве экстрагента бензола и толуола. Изза меньшей токсичности для определе30 ния селена выбран толуол.

Оптимальная концентрация бромидионов (по KBr) и красителя ДИДК в водном растворе соответственно равна (О, 5-2, О) ° 10 Х и (0,,4-1, 6) ° 10 М.

Максимальная экстракция окрашенного

ИА наблюдается при рН водного раствора, равном 2 — 9.

В табл. 3 — 5 приведены примеры и экспериментальные данные, доказываю40 щие существенность концентрации водородионов, бромида калия и красителя

ДИДК. Для регулирования рН водного ра« створа использовали разбавленные раст воры Н, S0», ацетатно-аммиачные буфер- 45 ные растворы.

Пример 1. В делительной воронке емк. 25 мл к 0 5 мл 1 10 M pa4 створа Г?а SeO (3,95 мкг селена) добавляют 0 5 мл 0,1 М раствора иодида калия и 1 мл 3,5 М раствора Н, $01,, объем раствора доводят дистиллирован— ной водой до 5 мл. 11ри этом равновесная концентрация KI и Н $0» соответственно равна 0,01 М и 0,7 N. Раствор перемешивают, вьдерживают 3 - 5 мин, 55 приливают 5 мл толуола и смесь экст- рагируют в течение 1 мин. Органическую фазу тщательно отделяют и в делительной воронке прибавляют к ней

0,5 M раствора IG3r, 0,3 мл

10 >N раствора красителя )ЩЦК и соз; дают различные значения рН с помощью

Н, $0» и ацетатно-аммиачного буферного раствора при общем объеме водной фазы

5 мл и экстрагируют в течение 20 с.

После разделения фаз измеряют оптическую плотность (ОП) органического слоя в 0 5 см кюветах при .658 нм на спектрофотометре СФ-26 или СФ-46 относительно экстракта контрольного опыта (без селена). По значениям ОП рассчитывают величины условных молярных коэффициентов поглощения.

Данные, приведенные в табл. 1, т.е. зависимости чувствительности анализа от рН среды, показывают, что чувствительность определения селена по предложенному способу максимальна при рН среды от 2 до 9. Из данных следует также, что для регулирования рН среды к растворам бромида калия и красителя ДИДК достаточно добавлять дистиллированную воду.

Пример 2. В делительной воронке к раствору с общим объемом 5 мл, содержащему 3,95 мкг селена (IV) и раствор KI и Н $0»(0,01 M по KI и 0,7 М по Н, $0»), предварительно выдержанному 3 — 5 .мин, приливают 5 мл толуола и экстрагируют в течение 1 мин. Органическую фазу тщательно отделяют и к ней в делитель-5 ную воронку прибавляют 0,3 мл 10 М красителя ДИДК и создают различную концентрацию бромида калия при общем объеме водной фазы 5 мл. Смесь экстрагируют в течение 20 с, и далее определение проводят как описано в примере 1.

Данные, приведенные в табл. 2, т,е. зависимости чувствительности анализа от концентрации KBr показывают, что чувствительность определения селена предлагаемым способом максимальна при равновесной концентрации

КВг в водном растворе, равной (0,51 О) 10 М.

Пример 3. В делительной воронке к раствору, содержащему 3,85 мкг селена (IV), 0,01 И по К? и 0,7 И по

Н, $04 с общим объемом 5 мл, вьдержанному 3-5 мин, приливают 5 мл толуола и экстрагируют в течение 1 мин, Органическую фазу тщательно отделяют и в делительной воронке прибавляют к ней 0,5 мл 0,1 И бромида калия и созТаблица 1

Дистплце атно-аммиачный буфер

Добавлено! лированная вода рН водного раствора

676899310

1,5 1,8 2 4

Чувствительность определения селена - 10

3,50 3,85 4,03 4,05 4,06 4,05 4,04 4,05 4,02 3, 72 3, 10

5 16069 дают различную концентрацию красителя ДИДК при общем объеме водной фазы

5 мл. Смесь экстрагируют в течение

20 мин и далее поступают как описано в примере 1.

Данные, приведенные в табл, 3 по/ казывают, что чувствительность определения селена по предлагаемому способу максимальна при равновесной концентрации красителя ДИЛК в водной фазе, равной (0,4-1,6) ° 10 М.

Равновесие экстракции окрашенных

ИА устанавливается за 20 с и окраска устойчива в течение 8-9 ч. Светопог- 15 лощение окрашенных экстрактов подчиняется закону Вера в диапазоне опреде ляемых концентраций селена, т.е.

0,002 - 5,0 мкг/мл. Этот интервал значительно шире, чем в известном

20 способе. Чувствительность способа не уменьшается при экстракции образовавшегося йода (после восстановления селена) при соотношении водной и органической фаз, равном 10:1. Это позволяет проводить одновременное определение и концентрирование селена из сильно разбавленных растворов.

Ниже приведены примеры определения селена (IV) в искусственных и конкрет- 30 ных объектах.

Пример 4. В делительную воронку емк. 25 мл вносят 3,95 мкг селена (О 5 мл 1 10 М Na2så0 ), 0 5 мл

О, 1 M раствора KI, 1 мл 3,5 М раствора Н, $0 и 3 мл дистиллированной воды. Раствор перемешивают, выдерживают

3 - 5 мин, приливают 5 мл толуола и, экстрагируют в течение 1 мин. Органическую фазу тщательно отделяют и в де-40 лительной воронке прибавляют к ней

0 5 мл О,1 M раствора КВг, 0,3 мл

10 М раствора красителя ДИДК, 4,2 мл дистиллированной воды и экстрагируют в течение 20 с. После разделения фаз 45 измеряют OII органического слоя в

30 б

0,5 см кюветах при 658 нм на спектрофотометре СФ-26 или СФ"46 (или на фотоэлектроколориметре с желтым светофильтром) относительно экстракта контрольного опыта (без селена). Содержание селена в анализируемом растворе находят по градуировочному графику, построенному аналогично. Полученные данные приведены в табл. 4.

Таким образом, предлагаемый способ с использованием цианинового красителя

ДИДК позволяет повысить чувствительность определения селена (IV) в два раза по сравнению с известным способом, что иллюстрируется данными табл. 5. Экстракция окрашенного ионного ассоциата Т Br/ (ДИДК) (после восстановлен m селена) в двухстадийном варианте значительно повышает избирательность определения селена (IV), что иллюстрируется данными табл, 6.

Формула изобретения

Способ определения селена (IV), включающий его восстановление иодидом калия в присутствии минеральной кисло— ты, перевод образовавшегося при этом иода в комплексное соединение с органическим реагентом, экстракцию образующегося комплекса толуолом и последующее фотометрирование экстракта, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и избирательности анализа, восстановление селена проводят в присутствии серной кислоты, образующийся при этом иод предварительно экстрагируют толуолом, в качестве органического реаген ( та используют М,N --диметилиндодикарбоцианин с концентрацией в растворе

4 10 - 1,6 10 И, а перевод в комплексное соединение осуществляют в . присутствии 5 -10 - 2,0-10 И бромидионов и рН 2. - 9, 1606930

Та блица 2

Концентрация

KBr М С 10 0,2 0,4 0,5 0,7 1,0 1,5 2,0 4,0

Зэ61 Зэ90 4 ° 05 4э07 4э04 Зэ95 3 ° 80 3 ° 52

Таблица 3

Концентрация красителя ДИДК M

С ° 10

02 О ° 3 04 06 10 12 16 1, 20

Чувствительность определения селена Я 10

3,10 3,75 4,04 4,06 4,05 4,05 4,04 3,81 3,55

Таблица 4 о селена, мкг

3,90 + 0,08

0,019

Таблица 5

Показатель собтоти едлагаемьп способ

) (3) Молярный коэффициент поглощения .10-4; моль- х хл-см

40,5

11,3

0,59 3,68

300 530

20,0

%@ э

Предел обнаружения мкг/мл

559

580

0,136 g,022 0,007

0,004

0,002

Чувствительность определения селена Я 10

2

3 3,95

5

3,84

3,86

3,91

3 96

3,82

4,01 налоги

2 1

1606930

Таблица 6

5:1

20:1

5!1

Мешает

32:1

In3+

20:1

Pb +

50:1

14:1

10:1

35:1

40;1

Составитель Г. Цой

Редактор А. Рзвин Техред Л Сердюкова Корректор. О. Кравцова

Заказ 3548 Тирак 490 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.уагород, ул. Гагарина,101

Те (IV)

Ge (IV)

Но"

ВР+

Ag+

As (Ч)

Ре (Ш)

Gnç +

В присутствии сульфосалициловой кислоты

200:1

50:1

3750:!