Способ экстракционно-фотометрического определения серебра

 

Изобретение относится к аналитической химии. Цель изобретения - повышение чувствительности при одновременном упрощении способа за счет снижения требований к величине рН экстрагируемого раствора. Для этого проводят экстракцию толуолом ионного ассоциата серебра с иодид-ионами и цианиновым красителем - 1,1 -TeTpaMef иленбисиндокарбоцианином (ТБИК). Концентрация иодид-ионов и красителя ТБИК равна 0,08-0,16 и (5-6). М соответственно , Экстракцию ассоциата ведут из раствора с рН 1-11. Молярный коэффициент поглощения окрашенных экстрактов при 566 нм равен 2,42 105. Закон Вера соблюдается в диапазоне концентраций серебра 0,005-2,5 мкг/мл. Способ используют для определения серебра в пленках полупроводниковых соединений. 6 табл. to С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) (si)s G 01 N 21/78

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4863580/25 (22) 31.08.90 (46) 23.04.92. Бюл. N. 15 (71) Ужгородский государственный университет и Институт органической химии

АН УССР (72) Й.С. Балог, И,Л. Мушкалов и И.И. Зимомря (53) 543.432(088.8) (56) !. Koh Т., Katon M. Anaf. Chfm. acta, 1979, ч. 109, N. 1, р. 107.

2. Бусев А.И. Шестидесятная Н,Л. Журнал аналитической химии, 1974, т. 29, М 6, с. 1138.

3. Шестидесятная Н.Л., Котелянская

Л.И., Чучулина И.Я. Журнал аналитической химии, f975, т. 30, В 7, с, 1303, 4. Мушкало И;Л., Согуляев Ю.А. Журнал органической химии. 1987, т. 23, N 10, с.

2212.

Изобретение относится к аналитической химии, конкретно к способам экстракционно-фотометрического определения серебра, и может быть использовано при анализе различных серебросодержащих объектов, в том числе полупроводниковых пленок.

Известен способ экстракционно-фотометрического определения серебра, включающий экстракцию ионного ассоциата (ИА) серебра с цианид-ионами и основным красителем — метиленовым синим. ИА серебра (54) СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕРЕБРА (57) . Изобретение относится к аналитической химии, Цель изобретения — повышение чувствительности при одновременном упрощении способа за счет снижения требований к величине рН экстрагируемого раствора, Для этого проводят экстракцию толуолом ионного ассоциата серебра с иодид-ионами и цианиновым красителем—

1,1 -тетраметиленбисиндокарбоцианином (ТБИК). Концентрация иодид-ионов и красителя ТБИК равна 0,08 — 0,16 и(5-6) 10 M соответственно, Экстракцию ассоциата ведут из раствора с рН 1 — 11. Молярный коэффициент поглощения окрашенных экстрактов при 566 нм равен 2,42 ° 10 . Закон Бера соблюдается в диапазоне концентраций серебра 0,005 — 2,5 мкг/мл. Способ используют для определения серебра в пленках полупроводниковых соединений. 6 табл, экстрагируют дихлорэтаном при кислотности среды рН 7-8 (11.

Используемый цианид калия является сильно токсичным веществом. Молярный коэффициент поглощения относительно невысок — 9,95 10 при 657 нм.

Известен способ экстракционно-фотометрического определения серебра, включающий перевод его в ионный ассоциат с иодид-ионами и бриллиантовым зеленым и экстракцию ИА органическим растворителем. Оптимальной кислотностью является 1н. серная кислота, а чувствительность мак1728741 сн сн ñí сн, сн, н,с - 1 - сн н,с

„ сн--сн-сн- „ - сн-сн=сн-н (сн 274 55 симальна при экстракции ИА серебра смесью (10:1) бензола с ацетофеноном. Значение молярного коэффициента поглощения при этом равно 6,9 10 при 642 нм(2).

Наиболее близким к предлагаемому является способ экстракционно-фотометрического определения серебра, включающий перевод его в ионный ассоциат с бромидионами и основными красителями трифенилметанового ряда; малахитовым зеленым, бриллиантовым зеленым, метиловым фиолетовым и этиловым фиолетовым.

Наиболее эффективным реагентом является этиловый фиолетовый, При использовании в качестве экстрагента толуола область экстракции ИА серебра достигает максимального значения при рН 2, Оптимальная концентрация бромид-ионов в растворе—

0,2-0,3 М. Закон Бера соблюдается в интервале концентрации серебра 0,1 — 1,0 мкг/мл.

Определению серебра не мешают магний, стронций, цинк, алюминий, висмут, хром (tii), марганец (!!) железо, кобальт, никель сульфаты, нитраты, хлориды (3).

Известный способ имеет следующие недостатки. Чувствительность определения относительно невысока, молярный коэффициент поглощения при 615 нм составляет

10,33.10, ИА серебра извлекается при уз4 ком значении рН (M), что отрицательно влияет на воспроизводимость результатов.

Целью изобретения является повышение чувствительности при одновременном упрощении способа за счет снижения требований к величине рН экстрагируемого раствора.

Для этого осуществляют перевод серебра e ионный ассоциат с галогенид-ионом и основным красителем. зкстракцию ассоциата толуолом и последующее фотометрирование экстракта, в качестве красителя используют 1,1 -тетраметиленбисиндокар1 боцианин в концентрации (5-6) ° 10 М, в качестве галогенида — иодид-ионы в концентрации 0,08-0,16 М, а экстракцию ионного ассоциата ведут при рН 1 — 11.

Краситель 1,1 -тетраметиленбисиндокарбоцианин (ТБИК) имеет формулу

Краситель ТБИК в качестве реагента в аналитической химии предлагается впервые.

Синтез и свойства красителя описаны в работе (4).

Максимальная чувствительность определения серебра достигается в следующих условиях, Общая кислотность водного раствора составляет рН 1-11, концентрация иодид-ионов и красителя ТБИК равна 0,080,16 и (5-6) 10 M соответственно. В оптимальных условиях определения серебра молярный коэффициент поглощения при экстракции толуолом равен 2,42.10 при

566 нм (il®»< ). Нижний предел обнаружения серебра — 4,5-10 мкг/мл.

При использовании других экстраген-. тов (бензола, ксилола, кетонов, бутилацетата, амилацетата и др.),а также их смесей чувствительность определения серебра уменьшается.

Сопоставительная оценка чувствительности для известных и предлагаемого способов приведена в табл. 1.

Равновесие экстракции ИА серебра устанавливается за 1-1,5 мин. Окраска экстрактов устойчива в течении 1-2 ч.

Светопоглощение окрашенных экстрактов подчиняется закону Бера в диапазоне определяемых концентраций серебра 0,0052,5 мкг/мл.

Определению серебра предлагаемым способом не мешают щелочные, щелочноземельные металлы, алюминий, галлий, цинк. висмут, марганец, железо, кобальт, никель, сульфаты, хлориды, бромиды, нитраты и фосфаты.

В табл, 2-4 приведены примеры и экспериментальные данные, доказывающие существенность оптимальной кислотности, концентраций красителя и иодид-ионов для достижения максимальной чувствительности.

Пример 1. В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 10,79 мкг серебра (0,2 мл 5 10 M раствора нитрата серебра), 0,5 мл 1 M раствора иодида калия, 0 5 мл 0,05 М раствора серной кислоты, 0,5 мл 5.10 М раствора красителя ТБИК и дистиллированной воды до общего объема водного раствора 5 мл. рН полученного раствора 2. Смесь зкстрагируют 5 мл толуола в течение 1 мин. Экстракты отделяют и через

10 мин измеряют оптическую плотность (А) при 566 нм на спектрофотометре СФ-18 в кюветах с длиной оптического пути I 0,3 см относительно экстракта контрольного опыта (без серебра), Из значений А рассчитывают величины молярных коэффициентов поглощения. Такие же опыты проводят с добавлением разбавленных растворов HCI и NaOH для создания различных рН водного

1728741 раствора, значение которых контролируют примеру 2.

Данные представлены в табл, 4, из которой следует, что чувствительность определения серебра максимальна при равновесной концентрации иодид-ионов

40 (по иодиду калия), равной 0,08-0,16 М. При другой концентрации иодид-ионов чувствительность определения серебра уменьшается.

Для экспериментальной проверки предлагаемого способа проведено опреде50 ление серебра в растворе его чистых солей и полупроводниковых пленках.

Пример 4. Определение серебра в растворах его чистых солей. В градуированные пробирки с притертыми пробками вво- 55 дят 1,08 мкг серебра (0,2 мл 5i10 M раствора нитрата cepe6pa), 0,5 мл 1 М раствора иодида калия, 0,5 мл 5 10 M раствора с помощью рН-метра (в ячейке для микроизмерений), Данные представлены в табл. 2, из которой следует, что чувствительность опре- 5 деления серебра по предлагаемому способу максимальна при кислотности раствора в интервале рН1 — 11. Вне этого интервала рН чувствительность метода уменьшается за счет уменьшения значений оптических 10 плотностей экстрактов.

Пример 2, В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 10,79 мкг серебра (0,2 мл 5 10 М раствора нитрата серебра), 0 5 мл 1 M раствора иодида калия 15 и разные количества 5 10 М раствора красителя ТБИК и дистиллированной воды до общего объема 5 мл.

Приливают 5 мл толуола и экстрагируют в течение 1 мин. Экстракты отделяют и че- 20 . рез 10 мин измеряют оптическую плотность на СФ-18 в кюветах с! = 0,3 см относительно экстракта контрольного опыта (без серебра).

Данные представлены в табл. 3, из ко-, 25 торой следует, что чувствительность определения серебра по предлагаемому способу максимальна при равновесной концЕнтрации красителя ТБИК(5 — 6) 10 M. При другой концентрации красителя чувствительность 30 определения серебра уменьшается.

Пример 3. В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 10,79 мкг серебра (0,2 мл 5 10 M раствора нитрата серебра), разные количества 1 М раствора 35 иодида калия, 0,5 мл 5 ° 10 М раствора кра-4 сителя ТБИК и дистиллированной воды до общего объема 5 мл. Приливают 5 мл толуола и далее определение ведут аналогично красителя ТБИК и дистиллированную воду до общего объема 5 мл. Приливают 5 мл толуола и экстрагируют в течение 1 мин.

Органическую фазу отделяют и через 10 мин измеряют оптическую плотность на спектрофотометре СФ-18 при 566 нм относительно экстракта контрольного опыта (без серебра). Количество серебра определяют по градуировочному графику, построенному аналогично с использованием стандартных растворов серебра в диапазоне

0,005 — 2,5 мкг/мл. Полученные данные представлены в табл. 5.

Пример 5. Определение серебра в полупроводниковых пленках AgGaSz.

Основу с нанесенной на нее пленкой помещают на дно кварцевого стакана объемом 50 мл, добавляют 2 мл НМОз (1:1) и 2 — 3 капли брома, и при нагревании растворяют пленку. После полного растворения тефлоновыми щипчиками вынимают основу и споласкивают 5 мл дистиллированной воды.

Массу пленки находят по разности масс основы до и после растворения, Раствор выпаривают досуха и остаток растворяют в 2,5 мл

0,1 M. серной кислоты при нагревании. После охлаждения полученный раствор переносят в мерную колбу емкостью 25 мл и разбавляют до метки дистиллятом. Отбирают аликвотну о часть (0,5-2,5 мл) исследуемого раствора в градуированные пробирки с притертой пробкой, добавляют 0,5 мл 1 M раствора иодида калия, 0,5 мл 5 10 M раствора красителя TSNK и дистиллированной воды до общего объема 5 мл. Приливают 5 мл толуола и экстрагируют в течение 1 мин.

Далее определение серебра проводят как описано в примере 4. Данные представлены в табл, б, Формула изобретения

Способ экстракционно-фотометриче- . ского определения серебра, заключающийся в том, что в раствор пробы вводят галогенид-ион и основной краситель, доводят рН до требуемого значения, производят экстракцию толуолом и фотометрируют экстракт, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения чувствительности при одновременном упрощении способа за счет снижения требований к значению рН экстрагируемого раствора, в качестве галогенид-иона в раствор пробы вводят иодидион до концентрации 0,08 — 0,16 M, s качестве основного красителя вводят 1,1тетраметиленбисиндокарбоцианин до концентрации(5 — 6) 10 М, рН раствора доводят до значения 1-11, а экстракт фотометрируют на длине волны 566 нм.

1728741

Таблица 1

Таблица 2

П р и м е ч а н и e . Концентрация иодид-ионов —.0,1 M,êðàñèòeëÿ ТБИК вЂ” 5 10 М, 10,79 мкг серебра

ТаблицаЗ

П р и м е ч а н и е: Концентрация иодид-ионов — 0,1 М, рН 6,10, 79 мкг серебра

1728741

Таблица4

П р и м е ч а н и е: Равновесная концентрация красителя Т6ИК вЂ” 5 ° 10 М, раб, 10,79 мкг серебра

Определение серебра в растворах его чистых солей Т а б л и ц а 5 (и = 6, Р =0,95; tp=2,571)*

* n — число определений, с — среднее значение содержания серебра, S — среднеквадратичное отклонение, р — степень надежности.

tp — коэффициент Стьюдента, Определение серебра в полупроводниковых пленках Т а б л и ц а 6

Agба$г (n = 5, Р = 0,95, tp = 2,776 ) Составитель Е; Воробьева

Техред М.Моргентал Корректор

Редактор M. Янкович

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

Заказ 1403 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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