Инверсионный вольтамперометрический способ определения цианид-ионов в водных средах

 

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к ИВА способам определения анионов в водных средах, и может быть использовано для определения CN-ионов в производственных растворах, сточных водах, атмосфере. Цель изобретения - повышение чувствительности определения . Цель достигается тем, что сначала катодно осаждают серебро на поверхности стеклографитового электрода при Еэ - 0,1- - О В/нас.к.э. на фоне 0.02 - 0,1 М K2S04, содержащий (1 - 5) М АдМОз. Затем регистрируют анодную вольтамперограмму растворения серебра при W 40 - 60 мВ/с. Концентрацию CN-ионов определяют по величине снижения анодного пика при En 0,38 + 0,005 В в отсутствии и присутствии CN-ионов. Сн 1 Ю М..2 ил., 1 табл. (/) С

(19) (!! ) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s G 01 N 27/48

ВО ()SII g

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬЭ

1 (ъ

1 » ! у) (21) 4776431/25 (22) 03.01.90 (46) 07.04.92. Бюл.N 13 (71) Тюменский государственный университет (72) Ю.Н.Жихарев, Е.А.Красников и М.С.Захаров (53) 543.253 (088.8) (56) Bark 1..C„Higson Н.G, — Tabanta, 1964, ч.11, р.621.

Gyorgy D., Andri 1 ., Stehli., Pungor E.—

AnaIytica Chim.Acta, 1969, v.46, р.318.

Авторское свидетельство СССР

М 1057838, кл. G 01 N 27/48, 1983, (54) ИНВЕРСИОННЫЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЦИАНИД-ИОНОВ В ВОДНЫХ СРЕДАХ

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к инверсионным вольтамперометрическим способам определения анионов в водных средах, и может быть использовано при определении микроколичеств цианидов в производственных растворах из микропробы, в сточных водах, в атмосфере производств, имеющих дело с цианидными растворами.

Известны различные способы определения цианидов в растворах, в том числе оптическими методами, с помощью ионселективных электродов.

Недостатком указанных методов явля- ется сравнительно невысокая чувствительность — до 10 М.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому методу является способ определения CN в кислых растворах, (57) Изобретение относится к аналитической химии, в частности к ИВА способам определения анионов в водных средах, и может быть использовано для определения

CN — ионов в производственных растворах, сточных водах, атмосфере. Цель изобретения — повышение чувствительности определения. Цель достигается тем, что сначала катодно осаждают серебро на поверхности стеклографитового электрода при Еэ = — 0,1-. — 0 B/Hàñ.ê.ý. на фоне 0,02 — 0,1 М К2$04. содержащий (1 — 5) 10 М А9МОз. Затем регистрируют анодную вольтамперограмму растворения серебра при И = 40 — 60 м В/с.

Концентрацию CN — ионов определяют по величине снижения анодного пика при En =

0,38 + 0,005 В в отсутствии и присутствии

CN — ионов. Сн = 1.10 M..2 ил., 1 табл. который заключается в том, что CN переводят в раствор с рН 5,5 — 6,0 обрабатывают хинонами и определяют концентрацию CN по изменению скорости распада хинонов с использованием вольтамперометрии с платиновым электродом.

Недостатком этого способа является сравнительно невысокая чувствительность, а также использование в качестве индикаторного электрода платины.

Цель изобретения — повышение чувствительности определения цианид-иона.

Цель достигается путем регистрирования анодных пиков растворения серебра, осажденного на поверхности дискового стеклографитового электрода. Высота пика серебра зависит от концентрации в растворе цианид-ионов. При концентрации CN- в растворе, меньшей 10 М, а ионов Ag в

1725105

55 такой же концентрации или в некотором избытке, CN связаны с ионами Ag в труднорастворимое соединение (HPAgcN = 1,4 .10 6).

Когда концентрация CN- становится выше

10 М и превосходит концентрацию ионов

Ag, происходит образование цианидных комплексов Ag. Для предотвращения образования комплексов Ag концентрация CN должна быть ниже концентрации Ag При этом высота анодного пика Ag заданной концентрации зависит от концентрации CN в растворе. Имея зависимость высоты пика

Ag с известной начальной концентрацией от концентрации CN в растворе (1дя - Сси), можно определить концентрацию CN в растворах, где их концентрация не известна.

Для этого в полярографической трехэлектродной ячейке известной конструкции на фоне (0,02 — 0,1) М KzS04 получают пики анодного растворения Ag, предварительно накопив его на поверхности стеклографитового электрода из раствора, содержащего

Ag, концентрацию которого в этом фоновом растворе получают путем добавления в него из стандартного раствора АцМОз в необходимом количестве. Потенциал электролиза

Е выбирают в области -0 1 — 0 B (отн.нас.к.э.). Полученный пик анодного растворения AgEn = 0,38 4-0,005 В сравнивают с величиной тока на градуировочном графике, полученном предварительно. Если величина тока анодного пика с допустимой ошибкой воспроизводится, то в этом растворе можно определять концентрацию CN в растворе, где его концентрация неизвестна. Для этого берут аликвотную часть этого раствора и добавляют в полярографическую ячейку. Продувают раствор инертным газом в течение 3 — 5 мин и накапливают снова в тех же условиях (Еэ, тэ, режим перемешивания) серебро на поверхности стеклографитового электрода и в тех же условиях регистрируют анодный пик серебра. По градуировочному графику определяют количество CN (по уменьшению тока пика Ag).

Пример 1. В полярографическую трехэлектродную ячейку заливают 20 мл 0,1

M раствора K2S04. В эту же ячейку добавляют 0,1 мл стандартного раствора 10 M

АцНОз, при этом в ячейке имеется контро+ лируемая концентрация Ag . Опускают в ячейку стеклографитовый дисковый электрод с полированной поверхностью и в течение 10 — 15 мин продувают раствор инертным газом высокой чистоты (аргоном) для удаления Ог. При потенциале электролиза E> = 0 В накапливают в течение 10 мин . осадок Ag на поверхности стеклографитового электрода, а затем анодно растворяют

45 при линейной развертке потенциала со W =

40 мВ/с, С помощью самописца регистрируют анодный пик Ag En = 0,38 + 0,005 В, который сравнивают с величиной тока Ag на градуировочном графике (1п - Сои ), полученного в тех же условиях в отсутствии CN в растворе: Сси = О. Если анодный ток пика

Ag с допустимой ошибкой воспроизводится, то в раствор добавляют 0,1 мл пробы раствора, в котором необходимо определить концентрацию CN и 2 — 3 мин продолжают продувать раствор инертным газом. Далее в тех же условиях, когда регистрировали пик

Ag в отсутствии CN (E>, z>, режим перемешивания), проводят электролиз, а затем в том же режиме W анодно растворяют осадок Ag. На самописцах регистрируют анодный пик Ag. По величине тока пика Ag c помощью градуировочного графика определяют концентрацию CN .

Пример 2. В полярографическую ячейку заливают 20 мл 0,02 М фонового раствора K2S04. В эту же ячейку добавляют 0,1 мл стандартного раствора 10 М АцМОз, Таким образом, в ячейке имеется контролируемая концентрация Ag . Помещают в ячейку дисковый стеклографитовый электрод, предварительно отполировав его рабочую поверхность с помощью порошка оксида хрома и тщательно промыв бидистиллированной водой. В течение 10 — 15 мин раствор продувают инертным газом, например аргоном, высокой чистоты для удаления растворенного Oz, Устанавливают потенциал электролиза, равный E> = -0,1 В, и проводят процесс катодного накопления

Ag в течение тэ = 8 мин, По истечении времени накопления включают линейную анодную развертку потенциала со скоростью W

= 60 мВ/с. С помощью самописца регистрируют анодный пик растворения Ag с Ел =

0,38 + 0,005 В и величину пика сравнивают с током на градуировочном графике при

Ссы = О, который построен при тех же условиях электролиза и растворения. Если анодный ток пика Ag с допустимой ошибкой воспроизводится с током на градуировочном графике, то в раствор добавляют 0,1 мл пробы раствора, в котором необходимо определить концентрацию CN, и 2 — 3 мин продолжают продувать раствор инертным газом. Затем в тех же условиях, как и в отсутствии CN, проводят электролиз, а затем анодно растворяют осадок Ag с той же линейной скоростью развертки потенциала.

На самописце регистрируют анодный пик

Ag. По величине тока пика Ag с помощью градуировочного графика определяют концентрацию CN, 1725105

Вещество Концентрация s Отклонение растворе, М/л I, 7.

AgN0>

Ктас4

КС1

Иа СС, КР04

К Or04,.

КЗг

12

KI

Иа Б

ГЕЯ04

На фиг.1 и 2 представлены кривые, поясняющие предлагаемый способ.

На фиг.1 представлен вид анодных поляризационных кривых растворения Ag, полученных на стеклографитовом электро- 5 де в растворе индифферентного электролита 0,1 М KzSO4. Фоновая линия — кривая 1; раствор, содержащий 2-10 М АяйОз, — кри-6 вая 2. раствор, содержащий 2 -10 М АяйОз

-6

+3-10 М cN-,-кривая 3. Условия получения 10 пиков: фон 0,1 М K2SO4 Еэ = 0 В, тэ = 10 мин, W =40 мВ/с.

На фиг.2 изображен градуировочный график зависимости In в "СcN . Условия: 15 фон 0,1 М Кг$04; 2 ° 10 М АойОз; Es = 0 В; тэ = 10 мин; W = 10 мВ/с, режим перемешивания одинаковый для получения кривых фиг.1

Мешающее влияние посторонних ионов 20 на величину тока In a в присутствии CN представлено в таблице.

Нижний предел обнаружения CN в предлагаемом способе при тэ = 12 мин, Еэ = -0,1 В, W = 60 мВ/с составил 1 10 M. 25

-7

С уменьшением концентрации Ag в растворе при увеличении времени электролиза

1,8 ° 10

3,0 10

1,8 ° 10

5,0 ° 10 в

1,5 10

7,6 ° 10

2,.2 10

8,3 10

6,0 ° 1О

1,9 ° 10 гэ и Н/ можно повысить чувствительность, Относительное стандартное отклонение при определении концентрации CN в области полученного нижнего предела составило Si = 0,014, Формула изобретения

Инверсионный вольтамперометрический способ определения цианид-ионов в водных средах путем связывания их ионами серебра в труднорастворимое соединение и нахождения величины снижения анодного пика серебра по градуировочному градиенту, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности определения, сначала катодно осаждают серебро на поверхности стеклографитового электрода в интервале потенциалов - 0,1 — 0,013 на фоне

0,02 — 0,1 М K2S04, содержащий (1 — 5)10 М

АяйОз, затем регистрируют анодную вольтамперограмму растворения серебра при скорости линейной развертки потенциала, равной 40 — 60 мВ/с, а концентрацию цианид-ионов определяют по величине снижения анодного пика при потенциале Еп = 0,38

+. 0,005 В отсутствии и в присутствии цианид-ионов в растворе.

1725106

1725105

Составитель Т. Николаева

Техред М,Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор И. Горная

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

Заказ 1171 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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