Способ атомно-абсорбционного определения металлов

 

Изобретение относится к аналитической химии, конкретнее - к атомно-абсорбционному анализу. Целью изобретения является определение кадмия, свинца и никеля . Для реализации цели в пробу добавляют водный раствор диэтилдитиокарбамината натрия, органический растворитель, не смешивающийся с водой, проводят экстракцию , разделяют водную и органическую фазы и последнюю помещают в испаритель, испаряют органический растворитель в токе аргона при комнатной температуре и после нагрева до 250-300°С для кадмия и свинца или 300 350°С для никеля подают в токе аргона в атомизатор, нагретый до 350- 400°С для кадмия и свинца или 500-600°С для никеля с выделением элемента на стенках атомизатора, нагревают атомизатор до температуры атомизации определяемого элемента и измеряют величину атомного поглощения , по которой судят о содержании элемента. 2 з.п. ф-лы. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s G 01 N 21/74

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т т (21) 4741286/25 (22) 10.07.89 (46) 07.06.91, Бюл. ¹ 21

{72) Н.А, Паничев и И.А. Горев (53) 543.42(088.8) (56) 1, Соколов Д.Н. Газовая хроматография летучих комплексов металлов. — M.: Наука, 1981, 70.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 1453271,,кл. G 01 N 21/74, 1989, (54) СПОСОБ АТОМНО-АБСОРБЦИОН НОГО OflP ЕДЕЛ Е Н ИЯ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к аналитической химии, конкретнее — к атомно-абсорбционному анализу. Целью изобретения является определение кадмия, свинца и никеля. Для реализации цели в пробудобавляИзобретение относится к аналитической химии и найдет применение при анализе природных вод, воды особой чистоты и анализе особо чистых веществ на содержание свинца, кадмия или никеля.

Известен способ атомно-абсорбционного определения перечисленных элементов, основанный на непосредственном вводе определенного обьема анализируемой водной пробы в графитовый трубчатый атомизатор, его нагрев до 90 — 105 С для удаления воды, последующем повышении температуры до 400 С {свинец или кадмий) или

700 С (никель) с целью удаления органической части пробы, нагрев атомизатора до температуры 2000 С (свинец) или 1600 С (кадмий) или 2200 С (никель), при которой происходит переход определяемого элемента из конденсированного состояния в состояние атомного пара (атомизация), при этом атомы элемента поглощают свет от ис>

„„5Q„„1654731 А1 ют водный раствор диэтилдитиокарбамината натрия, органический растворитель, не смешивающийся с водой, проводят экстракцию, разделяют водную и органическую фазь< и последнюю помещают в испаритель, испаряют органический растворитель s токе аргона при комнатной температуре и после нагрева до 250 — 300 С для кадмия и свинца или 300 — 350 С для никеля подают в токе аргона в атомизатор, нагретый до 350—

400 С для кадмия и свинца или 500 — 600 С для никеля с выделением элемента на стенках атомизатора, нагревают атомизатор до температуры атомизации определяемого элемента и измеряют величину атомного поглощения, по которой судят о содержании элемента, 2 з.п, ф-лы, 3 табл. точника характеристического излучения— для свинца 283,3 нм, для кадмия 228 нм, для никеля 232,0 нм, По величине поглощения судят о содержании элемента в анализируе,мой пробе, сравнивая его с поглощением, 0, полученным в аналогичных условиях, от рас- ц

Т8ороВ с известным содержанием (1j.

Недостатком способа является то, что он не позволяет определить концентрации элементов меньше чем 0,6 мкг/л для свинца,,4 . 0,02 мкг/л для кадмия и 0,6 мкг/л для никеля . ввиду того, что обьем жидкой пробы, вводимои в атомиаатор, не может превышать 20 мкл.

1 ай

Известен способ атомно-абсорбционного определения элементов, по которому анализируемая проба помещается в испаритель, проводится его нагрев для удаления легколетучих компонентов, дальнейшее повышение температуры испарителя, необходимое для испарения соединений, 1654731 содержащих определяемый элемент,и их перенос в токе инертного газа (аргона) в атомизатор, температура которого ниже температуры испарителя, чтобы определяемый элемент сконденсировался на стенках атомизатора и тем самым было бы осуществлено его накопление в атомизаторе. После нагрева атомизатора до температуры атомизации определяемого элемента осуществляется измерение величины поглощения света атомами определяемого элемента, по которой проводится измерение содержания элемента в данной пробе Ц.

Недостатком известного способа является трудность его использования для количественных определений, связанная с тем, что присутствие элемента в различных химических формах в составе пробы делает невозможным точный выбор температуры для нагрева испарителя и, соответственно, температуры атомизатора на стадии накопления элемен — à, что не позволяет осуществить количественный перенос элемента из испарителя в атомизатор, Кроме определяемого элемента, происходит перенос других, влияющих на степень атомизации и, в конечном итоге, на величину атомного поглощения элемента, что увеличивает нижний предел определения и ухудшает воспроизводимость определения элементов, Под нижним пределом принимают концентрацию, создающую сигнал по величине, равной удвоенной величине флуктуации фона.

Целью изобретения является определение кадмия, свинца и никеля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу атомно-абсорбционного опоеделения элементов свинца, кадмия или никеля, включающему помещение анализируемой пробы в испаритель, его нагрев до температуры летучести соединения, содержащего элемент, перенос в инертном газе паров этого соединения в атомизатор, выделение элемента на стенках атомизатора, нагрев атомизатора до температуры атомизации определяемого элемента и измерение величины атомного поглощения, по которой судят о содержании элемента, согласно изобретению, в пробу предварительно добавляют водный раствор диэтилдитиокарбами ната натрия, органический растворитель, не смешивающийся с водой (например, хлороформ), проводят экстракцию, разделяют водную и органическую фазы и последнюю помещают в испаритель, испаряют органический растворитель в токе аргона при комнатной. температуре и после нагрева до температуры летучести диэтилдитиокарбаминатного комплекса элемент

55 подают в токе аргона в атомизатор, нагретый до температуры разложения диэтилдитиокарбаминатного комплекса оп ределяемого элемента.

Температуру испарителя устанавливают для испарения диэтилдитиокарбаминатных комплексов свинца или кадмия

250-300 С, никеля 300-350 С. Температуру атомизатора для разложения диэтилдитиокарбаминатных комплексов свинца или кадмия устанавливают 350 — 400 С, никеля

500-600 С, Известно использование диэтилдитиокарбамината натрия для экстракционного концентрирования указанных элементов из водных растворов в виде прочных комплексов с целью последующего определения элементов, В способе используется свойство летучести диэтилдитио;;арбаминатных комплексов свинца, кадмия или никеля пои относительно невысокой температуре 250350"С и свойство разложения при более высокой температуре.

Промежуточный на рев атомизатора до указанных температур, более высоких, чем температура испарителя, для целей накопления определяемых элементов ранее не использовался и тем самым эти свойства придают предлагаемому способу существенные отличия.

Обработка водной пробы диэтилдитиокарбаминатом натрия позволяет перевести определяемые элементы в прочные комплексные соединения, которые извлекаются из водной фазы органическим растворителем, что позволяет увеличить концентрацию указанных элементов в органической фазе по сравнению с исходным водным раствором в несколько десятков раз, Удаление органического растворителя позволяет получить чистые диэтилдитиокарбаминатные комплексы элементов определенного состава с постоянной температурой летучести, Нагрев испарителя до температуры летучести комплекса и. включение потока аргона позволяет осуществить транспортировку диэтилдитиокарбаминатного комплекса из испарителя в атомизатор.

Количественный перенос комплексов элементов из испарителя в атомизатор осуществляется при 250 — 300 С для свинца и кадмия и 300 — 350 С для никеля, При температуре испарителя ни>ке 250 С для свинца и кадмия летучесть комплексов незначительна, а при температуре выше 300 С происходит частичное разложение диэтилдитиокарбамината элемента и уменьшение выхода, При температуре ниже 300 С летучесть комплекса никеля незначительна. При на

1654731

Таблица 1 греве испарителя выше 350 С происходит частичное разложение диэтилдитиокэрбамината никеля и уменьшение выхода.

Процент перенесенного комплекса из испарителя приведен в табл. 1.

Процесс переноса комплексов элементов при температуре 250 — 300 С для свинца или кадмия и 300 — 350 С для никеля завершается за 1 — 5 мин.

Полное разложение диэтилдитиокарбаминатных комплексов указанных элементов происходит при 350 С для свинца или кадмия и при 500 С для никеля. Продуктами разложения являются элемент, сульфид элемента, оксид элемента, вода, сероводород, При температуре атомизаторэ выше 400 С для свинца или кадмия и 600 С для никеля наблюдается вынос продуктов термодеструкции из атомизатора, что приводит к значительному снижению величин атомного поглощения и свидетельствует о частичной потере указанных элементов. Таким образом, все признаки считаются необходимыми и достаточными.

Определение свинца, кадмия или никеля проводят следующим образом.

Пример 1. 100 мл воды высшей степени очистки, доведенной до рН 8-11 прибавлением водного раствора аммиака, интенсивно перемешивают с 2,0 мл 0,17ьного водного раствора диэтилдитиокарбамината натрия и 2 мл хлороформа в течение

3 мин. После расслоения отделяют органическую фазу, а к водной добавляют 2,0 мл хлороформа и повторяют экстракцию, Полученные органические фазы обьединяют и отбирают 20 мкм экстракта в испаритель и в токе аргона отгоняют хлороформ. Далее включают нагреватель испарителя и устанавливают определенную температуру. Пары диэтилдитиокарбэмината элемента направляют в графитовый трубчатый атомиэатор. нагретый до определенной температуры,,и в течение 3 мин осуществляют накопление элемента, нагревают атомизатор до указанной температуры атомизации и измеряют абсорбцию элемента на длине волны его характеристического излучения.

Содержание элемента в пересчете на водную фазу и относительное стандартное отклонение представлены в табл.2.

Пример 2, Проводят анализ водый высшей степени очистки в условиях, описанных в примере 1, в испаритель помещают 200 мкл органического экстракта, После

10 завершения переноса диэтилдитиокарбаминатного комплекса в анализатор и его термодеструкции проводят нагрев этомизатора до температуры атомизации и измеряют абсорбцию элемента, Полученные

15 данные представлены в табл, 3.

Формула изобретения

1, Способ атомно-абсорбционного опре деления металлов в водных растворах, включающий добавление к анализируемой

20 пробе вещества, образующего летучий комплекс с определяемым металлом, и органического экстрагента, несмешивающегося с водой, экстракцию комплексов металлов, разделение водной и органической фаэ, по25 мещение последней в испаритель, отгонку экстрагента в токе газа при комнатной температуре, транспортировку комплексов в токе аргона из испарителя, нагретого до температуры летучести комплексов опреде30 ляемых металлов в атомизатор, нагретый до температуры разложения комплексов, и определение количеств выделившихся в атомизаторе металлов по атомному спектру, отличающийся тем, что, с целью

35 определения кадмия, свинца и никеля, в качестве вещества-ком плексообразователя используют диэтилдитиокарбаминат натрия.

2, Способпо п.1, отлича ющийся

40 тем, что, с целью определения кадмия и свинца, испаритель нагревают до 250—

300 С,атомизатор — до температуры 350—

4ОООС.

3. Способ по и. 1. отличающийся

45 тем, что, с целью определения никеля, испаритель нагревают до 300 — 350 С, а атомизатор — до температуры 500 — 600 С.

1654731

Таблица 2

Темпе ат а, С

Относительное стандартное отклонение

Число парал- Предел обналельных апре- ружения делений мкг/л

Элемент

Испаритель Атомизатор,250

Свинец

300

250

Кадмий

300

300

Никель

350

320

Таблица 3

Составитель Н.Паничев

Техред М,Моргентал Корректор Э. Лончакова

Редактор М.Бланар

Заказ 1947 Тираж 414 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

550

11

11

11

11

11

11

11

11

11

11

11

11

11

11

0,02

0,02

0,02

0,02

0,02

0,005

0,005

0.005

0,005

0,005

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05