Способ определения меди в растворах

 

Изобретение относится к электрохимическому анализу и может быть использовано для контроля несущих концентраций меди ( М) в сточных водах промышленных и сельскохозяйственных объектов и т.д. Способ основан на измерении редокспотенциала одноэлектронной системы Cu2l7Cu+ в растворе, содержащем роданид-ион в концентрации не менее 0,05 М в интервале ,4-6,2 с применением индифферентного индикаторного электрода. Способ позволяет определять концентрацию меди в присутствии 1000-кратного избытка Zn2+, Cd2+. Ni2+, Fe34, Cr3+ 1з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 N 27/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4762696/ 25 (22) 28.11.89 (46) 07,03.92, Бюл. N 9 е (71) Краснодарский политехнический институт (72) Н.А,Драгавцева, Л,В.Мирошникова, Я,И.Турьян и В.Ф.Походзей (53) 543.257(088.8) (56) Гуськова В.П; и др, МАХ, 1988, т, 43, вып.11, с.2036 — 2038.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1617354, кл. G 01 N 27/56, 1987. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ B РАСTBOPA X

Изобретение относится к электрохимическому анализу и может быть использовано для определения меди в разбавленных растворах, в том числе в сточных водах промышленных и сельскохозяйственных объектов, в пищевой промышленности и т,д, К наиболее широка используемым для определения меди в разбавленных растворах методам относятся колориметрический диэтилдитиокарбаматный с пределом определения 10 М, предусматривающий применение токсичного реагента — хлороформа; полярогоафический с пределом определения 10 М, предусматривающий применение токсичного реагента — ртути; атомно-абсорбционный с пределом определения 10 — 10 М, осуществляемый на сложной дорогостоящей аппаратуре; потенциометрический с медьселективным электродом с пределом определения 10 М;

-б потенциометрический с платиновым инди(57) Изобретение относится к электрохимическому анализу и может быть использовано для контроля несущих концентраций меди(10 — 10 Mjвсточных водах промышленных и сельскохозяйственных объектов и т,д. Способ основан на измерении редокспотенциала одноэлектронной системы

Cu /Cu в растворе, содержащем роданид-ион в концентрации не менее 0,05 M в интервале рН=5,4 — 6,2 с применением индифферентного индикаторного электрода.

Способ позволяет определять концентрацию меди в присутствии 1000-кратного избытка Zn, Cd, Ni, Fe Cr .1з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил. каторным электродом с пределом опред ния 10 М.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является потенциометрический метод с применением платинового индикаторного электрода и измерением редокс-потенциала в растворе, содержащем

К1.

ОО

Недостатком способа является относительно невысокая чувствительность определения меди.

1К.Ъ

Цель изобретения — повышение чувст- I a, вительности и понижение предела определения.

Цель достигается путем введения в раствор роданид-иона, благодаря чему образуется редокс-система, потенциал которой изменяется с изменением концентрации меди. При этом величина электродной функции достигает 50 мВ/pCU (выше, чем в известном способе), т.е. значительно увеличивается чувствительность. Нижний

1718092 предел определения — 10 M значительно меньше, чем в известном способе (10 5 M).

Экспериментально показано, что наилучшие хаоактеристики калибровочного графика Си в роданидных растворах пол- 5 учаются в интервале рН 5,4 — 6,2. Граничные значения концентрации KSCN определены по результатам, приведенным в табл.1. Как следует из таблицы 1, наибольшие значения электродной функции и интервала линейно- 10 сти графика получаются при концентрации роданида выше 0,05 M. Таким образом, граничное значение концентрации KSCN—

0,05М. Значение электродной функции в этих условиях.49 - 0,5 мВ/рСи, интервал 15 линейности 7 — 4 — pCu, Поскольку в анализируемых объектах часто присутствует Fe для маскировки его вводили NaF в пределах 0,05-0,2 М в зависимости от содержания железа. В при- 20 сутствии NBF интервал линейности калибровочного графика меди расширяется до 3 10 М (pCu--7,5), а электродная функция увеличивается до ббйб,б ив/рСц табл.2). 2б

Примеси Zn +, Cd +; МР, Fe ", Ст + е количествах 10 М практически не влияют на ход калибровочного графика меди. Варьируя объемы проб анализируемого раствора, можно определить концентрацию меди ЗО в интервале 10 — 10 M в присутствии 1000кратного избытка примесей.

В табл.1 приведена зависимость наклона и интервала линейности калибровочного графика меди от концентр- öèè роданид- 35 иона (рН 5,6-5,8).

Зависимость наклона и интервала линейности калибровочного графика меди от кбнцентрации NBF и примесей (Скзсы=0,1

М, pH=5,6-5,8) приведена в табл, 2. 40 .Наличие прямолинейного участка на калибровочном графике в интервале концентрации меди 4 10 -10 М, наклон графика, приближающийся ктеоретическому при одноэлектродной реакции, позволяютсделать следующие выводы 45 о факторах, лежащих в основе способа: редоксг+ +. потенциал определяется парой СР /Cu; но всем указанном интервале кочцентрации меди степень протекания реакции

2Си + 4SCN < СоЯСИ+ЯСйг (1) незначительна; редокс-потенциал, благодаря незначительному смещению равновесия реакции (1) вправо, практически пропорци- 55 онален исходной концентрации меди (!!) в растворе:

Е=ЕОФОРИ+В!9С си 2+ (2) Несколько меньшая величина экспериментальной электродной функции (50 мВ/рСи) по сравнению с теоретической (59 мВ/pCu) обусловлена неполной обратимостью реакции.

Таким образом, по предлагаемому способу измеряется редокс-потенциал одноэлектродной системы Cu +/Cu электродная функция которой равна . 50 мВ/pCu, T.е. в 1,7 раза больше, чем в известном случае, а следовательно, и чувствительность определения в 1,7 раза выше.

Нижний предел определения меди понижен на два порядка.

Способ осуществляется следующим образом.

В мерную колбу на 50 см помещают определенный объем анализируемого раствора (40смз) из расчета, что общая концентрация будет в интервале 10 — 10 М, а суммарная концентрация примесей не превысит 5 ° 10 M. Вводят 5 см буферного ацетатного раствора(НАс+йаОН) до рН 5,6—

5,8 0,5 — 2,0 см 5 М раствора KSCN; 0,5 — 2,0 см 5 М раствора NaF, доводят водой до метки и переносят в стаканчик на 100 см, погружают в раствор платиновый электрод (точеный или пластину) и хлорсеребряный электродсравнения, подключают к иономеру, включают перемешивание и через три мину- ты замеряют потенциал Е>. Затем вводят определенный объем стандартного раствора

Cu + и через 3 мин замеряют потенциал Е2.

2+

Концентрацию Си в анализируемом растворе вычисляют по известной формуле

Сх — " " (3) бтЛ в7в где Сх — концентрация Си в.анализируе2+ мом растворе, М;

Сст — концентрация Си в стандартном

2+ растворе, М;

V><-объем анализируемого раствора,см; з, Чст — объем стандартного раствора, см; з, ЛЕ=Е2 — Е1, мВ;

 — электродная функция, экспериментально определяемая для каждой серии опытов, мВ/рСи, Пример 1. В мерную колбу на 50 см поместили 40 см раствора, содержащего

2 ° 107 М Сиг и 104 M Fe . Ввели 5 см буферного ацетатного раствора до рН 5,65,8; 1 см 5 M раствора KSCN, 2 см 5,М раствора NaF, довели дистиллированной водой до метки, перенесли в стаканчик на

100 см, туда же опустили якорек магнитной мешалки и электроды. включили пере1718092

Таблица 1

Таблица 2 г С<ар, И В, нВ/1«Си Интервал линейно

"pCu

7,0-4,0

7,2-4,0

7,5-4,0

7 5 4,0

7,5-4,0

49,0

49,5

50,0

50,0

50«5

0,02

0,05

0,10

01 1 5

0,20

1p-т

5 10

7,0-4,5

50,0

0,05

0,05

Ве ьт

Нарушена линейность

7,0-4,0

7,0-4,0

51 «0

50,0

Нарушена

51 ° 0

49,0

0,10

0,20

1« линеиность

0,10

7,0-4,0

7,0-4,0

0,20

0,20

1р-4

5 ° 10

7,0-4«0

6 ° 8-4,0

6,8-4,0

6,5-4,0

49,5

50 0

49,5

27,0

0,20

0,20

0,20 s«

10 т

10-4

7 «0-4,0

7 0-4,0

7,0-4 ° 0

50,5

51,0

49 ° 5

0,20

0,20

0,20

ZnI+

1 р-4 н lp

7,0 4,0

7,0-4,0

6,8-4,0

49,0

49,5

49,0

10-4

10-4

0,20

0,20

0,20

Сад«

Ni««

7,0-4,0

7,0-4«0

6 5-4,0

49.5

50,0

49,0

0,20

0,20

0,20

10=4

10 т мешивание. Через 3 мин замерили потенциал Е1, который оказался равным 225,6 мВ, Затем ввели 0,8 см 10 М раствора Со и через 3 мин замерили потенциал Е2, который оказался равным 241,4 мВ, вычислили

ЛЕ=Ег-Е1=15,8 мВ. По 1 ормуле (3) вычислили концентрацию Си2 в анализируемом растворе, принимая В=50 мВ/рСи;

Cx=1,87 10 М; Отн.ош.=-6,57.

Результаты определений, проведенных аналогично примеру, приведены в табл.3.

Формула изобретения

1, Способ. определения меди в растворах, включающий измерение редокс-потенциала платинового электрода, о т л и ч а ю5 шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и понижения предела определения, в анализируемый раствор вводят роданид калия в концентрации не менее

0,05 М, 10 2, Сповобпоп1, отличающийся тем, что определение проводят в интервале рН 5,4 — 6,2.

1718092

Табли ца 3 н

Взято

С,„п, И

Поверительный интервал (Х+ и ) при р 952

Сс пполучено среднее значение

Средненеквадратинное отклонение, S

Орине си

Cl>Ph>II>e>I >

8 число повторений

9,57 10

3,42 10

7,50 10

1,92 ° 10

1,92 10

2,22.10

3,81 10

4,57 10

1,87.10

88 10 5.

5 03 lo

1 > 05 -1 0"

2 р4.10

4,92 10

2,08 10

4,09 10

F е +

° >

° 1

° I

° I н

1,06 10Ь

4,06 109,56 10—

4, 16 101,13 10

4,09 10

1,06 10

4,31 10

1,10 10 I Op 10 в

4,08 10 5,77 10

9,80 1О 9,80 10

4,23 10 3,06 10 по 1.10

1 10

1 ° 10

1 lp

1 10

4 ° 10

1 10

4 10

E, »d

$ в я 8

-tg "со

Составитель В. Проходзей

Редактор О. Хрипта Техред M.Moðãåíòàë Корректор Э. Лончакова

Заказ 876 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комб1лнат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

5 10

2 -10

410т

5-10

1 10

4.10

4 -10

5 10

2 10

4.10

5 10

1.10

2 10

5 10

2.10

4 10

4

4

10 4

10 4

10 4

510Г 5

10 3

10 3

10 3

2 ° 10 3

210 3

5 ° 10 3

5,87 10 в

2,07. 10

3,36 10

5,05 10

l,09 l0

4,04 10

7,59 10

3,40 10

6,10 ° 10

1,41 ° 10

1,5 ° 10

1,53 10

1,16 ° 10

2,52 10

5,77 10

1,00 10

5,72 10 - 6,03 10

2>01 lO - 2,11 10

3,74.10 - 3,98-10

5,02.10 - 5,08 10

1,07 !Î - 1,13 10

4,01. 10 - 4,03.10

3,88 10 - 3,93 10

4,51 10 - 4,62 10

1,77. 10 - 1>97 10

4,1 6 10 - 4,20. 1 О

4,99 10 — 5,07 1(Г

1,02 ° 10 — 1,09 ° 10

2,01.10 - 2,07 ° 10

1>,86 ° 10 — 4,99 ° 10

2.06 10 - 2,09.10

4,07 10 - 4,12 10