Способ определения феррицианид-ионов

 

Изобретение относится к способам фотометрического определения ферриичанидионов , может быть использовано при анализе различных природных объектов. Цель изобретения - повышение чувствительности анализа. Сущность изобретения заключается в переводе феррицианид-ионов в комплексное соединение с красителем трисцианом в присутствии карбоксиметилцеллюлозы при концентрации в анализируемом растворе (1-5). М и 0,01-0,05% соответственно, и рН среды 2-11 и количественной регистрации фртометрированием непрореагировавшегося красителя. Предел обнаружения в предложении уменьшается с 0,01 мкг/мл в прототипе до 0,0027 мкг/мл. 1 з.п. ф-лы, 6 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (I I) (sI)s G 01 N 31/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4852585/26 (22) 19,07,90 (46) 30.04.92. Бюл. N. 16 (71) Ужгородский государственный университет (72) Й.С,Балог, П.П.Киш, И.И.Зимомря и Ф.А.Михайленко (53) 543.062(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 960122, кл, G 01 N 21/77, 1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕРРИЦИАНИД-ИОНОВ (57) Изобретение относится к способам фотометрического определения ферригнанидИзобретение относится к аналитической химии, в частности к способам фотометрического определения феррицианид-ионов, и может быть использовано при анализе природных объектов, в т.ч, сточных вод.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ фотометрического определения феррицианид-ионов, включающий взаимодействие ионов Fe(CN)(с 5сульфобутиламидо-2 -метокси-фенилантраниловой кислотой и фотометрирование окрашенного раствора. Оптимальной средой является 4М раствора NaOH. Закон Бера соблюдается в диапазоне определяемых концентраций феррицианида 0,04-2,0 мкг/мл. Максимум поглощения окрашенных растворов находится при 510 нм.

Чувствительность определения феррицианид-ионов по предложенному способу ионов, может быль использовано при анализе различных природных объектов. Цель изобретения — повышение чувствительности анализа. Сущность изобретения заключается в переводе феррицианид-ионов в комплексное соединение с красителем трисцианом в присутствии карбоксиметилцеллюлозы при концентрации в анализируемом растворе (1-5).10 М и 0,01-0,05 ф соответственно, и рН среды 2-11 и количественной регистрации фртометрированием непрореагировавшегося красителя. Предел обнаружения в предложении уменьшается с

0,01 мкгlмл в прототипе до 0,0027 мкгlмл. 1 з.п. ф-лы, 6 табл. относительно невысока. Предел обнаружения феррицианид-ионов — 0,01 мкгlмл. Взаимодействие феррицианида с реагентом протекает только в сильнощелочной среде, что в ряде случаев затрудняет прямое фотометрирование раствора вследствие образования осадков гидрооксидов сопутствующих ионов (железа, кадмия, магния, никеля, кобальта и др.).

Цель изобретения — повышение чувствительности определения феррицианидионов. . Поставленная цель достигается тем, что в способе фотометрического определения феррицианид-ионов, включающем добавление органического реагента и измерение оптической плотности раствора, по которой судят о концентрации феррицианид-ионов, в качестве органического реагента добавляют краситель трисцианин с общей концент1730577 рацией в растворе (1-5).10 М, измерение

-5 оптической плотности проводят при кислотности раствора рН 2-11 и в присутствии стабилизатора — карбоксиметилцеллюлозы с концентрацией в растворе 0,01 — 0,05 .

Формула трехзарядного красителя— трисцианина(ТЦ, с"

Crt 3 3 4-с(г сы-сы-йс у — 1 сыз сыз сы, сы .кы ж сыр сы1 сы, „ы,с+

I сы, Qtt

Qtg

Краситель ТЦ в качестве реагента в аналитической химии предлагается впервые.

ТЦ растворим в воде и органических растворителях (ацетоне, этаноле, нитрометане и др.). Моля рн ый коэффициент поглощения достигает 4,3.10 .

Максимальная чувствительность определения феррицианид-ионов достигается в следующих условиях: общая кислотность раствора рН 2 — 11, равновесная концентрация красителя ТЦ и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) равна (1 — 5).10 М и 0,01 — 0,05 соответственно, Реакцию феррицианида с красителем ТЦ можно представить следующим образом:

Fe(CN)gз + К" оа В(ге(СИ)6).

Максимум поглощения образовавшегося ассоциата находится при 665-675 нм, молярный коэффициент поглощения равен

1,64,10 . Предел обнаружения феррицианидионов 0,0065 мкгlмл. Однако чувствительность определения феррицианид-ионов в 2 раза больше в максимуме поглощения красителя ТЦ (696 нм), который по мере образования. ассоциата уменьшается. Значение молярного коэффициента при 696 нм, вызванного эффектом реакции феррицианида, составляет 3,88.10 . Предел обнаружения феррицианида — 0,0027 мкг/мл. В качестве стабилизаторов окрашенных ассоциатов испытаны КМЦ, желатин, крахмал, поливинилоBblA спирт и другие неионогенные, катионные и анионные ПАВ. Чувствительность определения ферроцианида максимальна при использовании КМЦ.

Светопоглощение окрашенных растворов подчиняется закону Бера в диапазоне концентраций феррицианид-ионов 0,01 — 3,5 мкг/мл. Определение предложенным способом не мешают щелочные, щелочноземельные металлы, бор, алюминий, железо(! и III), никель, кобальт, кадмий, медь, марганец, хлориды, ферроцианиды, хроматы, ванадаты, молибдаты, сульфаты, нитраты.

Сопоставительная оценка чувствительности (по нижнему пределу определения) для известных и заявляемого способов приведена в табл. 1.

Ниже приведены примеры и экспериментальные данные (табл. 2 — 4), доказывающие существенность кислотности среды, концентрации красителя ТЦ и стабилизатора-карбоксиметил целлюлозы.

Пример 1. В градуированные пробирки вводят 2,12 мкг Ее(СИ)6 (0,2 мл 5.10 M раствора феррицианида калия), 0,5 мл 10

M раствора HCI, 0,5 мл 0,1%-ного раствора

КМЦ, 0,5 мл 2,5.10 M раствора красителя

ТЦ и дистиллированной воды до общего объема раствора 5 мл рН полученного раствора 3. Раствор перемешивают и измеряют оптическую плотность (А) при 696 нм на спектрофотометре СФ-46 в кюветах с L = 0,1 см относительно раствора контрольного опыта (без красителя). Аналогичные опыты проводят без феррицианид-ионов. Из разницы оптических плотностей (А) соответствующих растворов рассчитывают величины молярных коэффициентов поглощения, характеризующие чувствительность анализа.

Добавлением разных количеств 0,5 М растворов соляной кислоты или гидроокиси натрия (для создан ия разл ич н ых р Н растворов) изучают серию таких опытов.

Значения рН контролируют с помощью рНметра (в ячейке для микроизмерений). Данные представлены в табл, 2, из которой следует, что чувствительность определения феррицианид-ионов максимальна при кислотности раствора в интервале рН = 2,0—

11,0. Вне этого интервала рН чувствительность анализа уменьшается за счет уменьшения значений оптических плотностей растворов.

Концентрация красителя ТЦ вЂ” 2,5.10

М, КМЦ вЂ” 0,01%, 2,12 мкг феррицианидионов.

Пример 2. В градуированные пробирки вводят 2,12 мкг Ре(СМ)6 (0,2 мл 5.10 раствора феррицианида калия), 0,5 мл 0,1 раствора КМЦ, различные количества

2,5,10 М раствора красителя ТЦ и дистил- . лированной воды до общего объема раствора 5 мл. Раствор перемешивают и измеряют оптическую плотность при 696 нм на СФ-46 в кюветах с (= 0,1 см. Аналогичные опыты проводят без феррицианид-ионов. По значениям ЛА рассчитывают чувствительность определения о . Данные представлены в таблице 3, из которой следует, что чувствительность определения феррицианида максимальна при общей концентрации красителя ТЦ в растворе (1 — 5) 10 М. При

1730577

Таблица 1

Аналоги

П редложенный способ

Фотометрирование в ИК— области

С бриллиантоПоказатель

Прототип с 5 — СБА — 2 — М вЂ” ФАК вым зеленым в качестве к асителя

Максимум поглощения нм

Молярный коэффициент поглощения р.1() — 4

Предел обнаружения мкг!мл

2115 см

628

670

510

696

0,12

16,4

38,8

0,0065

0,018

0,010

0,0027 другой концентрации красителя чувствительность анализа уменьшается.

Концентрация КМЦ вЂ” 0,01, рН = 7,2, 2,12 мкг феррицианид-ионов.

Пример 3. В градуированные пробир- 5 ки вводят 2,12 мкг Ее(СИ)в (0,2 мл 5.10 М раствора феррицианида калия, разные количества 0,1 раствора КМЦ,0,5 мл 2,5.10-"

М раствора красителя ТЦ и дистиллированной воды до общего объема раствора 5 мл, 10

Растворы перемешивают и далее определение ведут аналогично примеру 2. Данные представлены в табл. 4, из которой следует, что чувствительность определения феррицианид-ионов максимальна при общей кон- 15 центрации КМЦ 0,01 — 0,05 . При другой концентрации стабилизатора КМЦ чувстви- тельность анализа уменьшается.

Концентрация красителя ТЦ вЂ” 2,5.10 рН ъ7, 2,12 мкг феррицианида, 20

Для экспериментальной проверки заявляемого способа проведено определение ферроцианид-ионов в растворах его чистых солей (табл. 5) и сточных водах (табл. 6).

Пример 4. Определение феррициани- 25 да в растворах его чистых солей. В градуированные пробирки вводят 2,12 мкг

Fe(CN)g (0,2 мл 5,10 М раствора феррицианида калия), 0,5 мл 0,1 -ного раствора

КМЦ, 0,5 мл 2,5.10 М раствора красителя 30

ТЦ и 3,8 мл дистиллированной воды, Растворы перемешивают и измеряют оптическую плотность при 696 нм на спектрофотометре

СФ-46 в кюветах с (= 0,1 см. Количество феррицианид-ионов определяют по градуи- 35 ровочному графику, построенному аналогично с помощью стандартных растворов феррицианида калия. Полученные данные представлены в табл. 5.

Пример 5. Определение феррициани- 40 да в сточных водах. B градуированные пробирки к 0,5 — 2,5 мл анализируемой воды (с рН 2 — 11) добавляют 0,5 мл 0,1 раствора

КМЦ, 0,5 мл 2,5.10-4 М раствора красителя

ТЦ и дистиллированную воду до общего объема 5 мл, Растворы перемешивают и далее анализ проводят как описано в примере 4, Результаты анализа представлены в таблице 6.

Использование предлагаемого способа фотометрического определения феррицианид-ионов обеспечивает. увеличение чувствительности определения (табл. 1), что позволяет анализировать следовые количества феррицианида в природных объектах, в частности, в сточных водах гальванических производств и фотографии. Кроме того, оптимальный интервал кислотности раствора шире, чем в способе-прототипе, что упрощает проведение анализа. Способ успешно может быть использован в заводских и научно-исследовательских лабораториях при анализе феррицианида в сложных по составу объектах. Относительная погрешность определения феррицианид-ионов не превышает 3 — 40

Формула изобретения

1. Способ определения феррицианидионов, включающий перевод их в комплексное соединение с органическим красителем и последующее измерение оптической плотности раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности анализа, в качестве органического красителя используют трисцианин с концентрацией в анализируемом растворе (1 — 5).10 моль, перевод в комплексное соединение проводят в присутствии карбоксилметилцеллюлозы с концентрацией в анализируемом растворе

0,01 — 0,05, измерение оптической плотности осуществляют по количеству непрореагировавшего красителя.

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что перевод в комплексное соединение осуществляют при рН среды 2 — 11.

1730577

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

1730577

Таблиц а 6

15

25

35

Составитель Г,Цой

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор М,Товтин

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

Заказ 1510 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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