Способ определения кобальта в воде

 

Использование: в области аналитической химии при анализе вод различных категорий. Сущность изобретения состоит во введении в пробу немодифицированного силикагеля Л 40/100 при рН 4-6(1,5-4,0) М раствора 1-(2-пиридилазо)-2-нафтола с последующим подкислением соляной кислотой до общей ее концентрации 0,5 М, десорбцией и минерализацией и определением кобальта в остатке обработкой 4-диэтиламинофталгидразидом в концентрации (1-10) -10 М и обработку ведут при рН 12,2-12,4 . 8 табл. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 21/76

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

СПАН = (1,5 — 4,0). 10 моль/л рН сорбции =4 — 6

СДЗАФГ = (1 — 10) 10 моль/л (21) 4928649/04 (22) 18.04.91 (46) 07,03,93. Бюл, № 9 (71) Киевский государственный университет им. Т.Г.Шевченко (72) В,В.Сухан, О.Ю.Наджафова, О.А,Запорожец, А.А.Бугрим и Л.И.Савранский (56) Пилипенко А.T., Зуй О.В„Терлецкая

А.В, Хемилюминесцентный метод определения кобальта в водах по каталитической реакции окисления люминола кислородом. — Химия и технология воды, 1984, 6, N. 4, с,323-326.

Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. Под ред, Семенова

А,Д,Л.; Гидрометеоиздат, 1977, с.542.

Mario 0.F., Engl I.D. Son Exchange

Separation of Со, alkaline earth and Selected

transition metals with lophine chemiluminescence

detection. — Anal. Chem„1981, 53, ¹ 2, р.292294.

Изобретение относится к аналитической химии и касается определения кобальта при содержании его в растворе 0,01-10 мкг/л, что может быть использовано при анализе вод различных категорий: и риродной, питьевой и сточной.

Цель изобретения — повышение чувствительности определения С0, Цель достигается тем, что в способе ХЛ определения С0 путем предварительного его концентрирования, отделения от мешающих ионов и последующей обработки щелочным раствором органического реагента сорбционное концентрирование осуществляют на силикагеле Л 40/100 в виде хелата с пиридилазонафтолом (llAH) с последующей десорбцией и минерализацией, а в ка„„Я „„1800328 А1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА B

ВОДЕ (57) Использование: в области аналитической химии при анализе вод различных категорий.

Сущность изобретения состоит во введении в пробу немодифицированного силикагеля Л

40/100 при рН 4 — 6 (1,5 — 4,0) 10 М раствора

1-(2-пиридилазо)-2-нафтола с последующим подкислением соляной кислотой до общей ее концентрации 0,5 М, десорбцией и минерализацией и определением кобальта в остатке обработкой 4-диэтиламинофталгидразидом в концентрации (1 — 10) 10 M и обработку ведут при рН 12,2 — 12,4 . 8 табл. честве органического реагента используют

4-диэтиламинофталгидразид (ДЭАФГ), Использование предлагаемого способа определения кобальта в воде дает положительный эффект по сравнению с известным способом, выражающийся в повышении чувствительности определения Сс, в 10 раз (предел обнаружения кобальта составляет

0,01 мкг/л вместо 0,1 мкг/л по прототипу).

Оптимальные условия определения кобальта;

Сорбент — силикагель Л 40/100 "СпегпароГ для хроматографии

1800328 рН хемилюминесцентного измерения = 12 2

12,4

Градуировочный график линеек в интервале концентраций Со 0,01 — 10 мкг/л. Чувствительность определения Со в воде составляет 0,01 мкг/л.

Таким образом, отличительным признаком предлагаемого способа является то, что предварительное отделение и концентрирование Со осуществляется при рН 4 — 6 немодифицированным силикагелем Л 40/100 в виде его хелата с ПАН с последующим подкислением раствора НСд до 0,5 М ее концентрации и элюированием смесью 6 М HCI

: ацетон = 1;1, а ХЛ определение проводят обработкой полученного раствора щелочным раствором ДЭАФГ, Использование ДЭАФГ в сочетании с сорбционным концентрированием Со немодифицированным силикагелем Л 40/100 в виде хелата с ПАН с последующей десорбцией и минерализацией для определения

Со.

ХЛ определение проводят как правило с использованием двух кювет емкостью 20 мл, В первую из них вносят раствор 4-диэтиламинофталгидразида, КОН и бидистиллят исходя из общего объема реакционной смеси

5 мл, Во вторую кювету вводят аликвоту анализируемого раствора и добавки стандартного раствора Со. Содержимое второй кюветы вносят в первую, перемешивают и измеряют максимальную интенсивность свечения через 5 с помощью ФЭУ-19 А, Предварительную сорбцию Со осуществляют из объема 50 — 500 мл, навеска силикагеля 0 1 г, коэффициент распределения D = и 10, Для десорбции хелата кобальта с поверхности силикагеля используют элюирующий раствор — смесь 6 М HCI: ацетон = 1:1.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. К пробе воды (50 — 500 мл), подкисленной соляной кислотой до рН 5 по универсальной индикаторной бумаге, прибавляют 2 мл 10 М этанольного раствора

1-(2-пиридилазо)-2-нафтала (ПАН), 0,1 г силикагеля Л 40/100 и перемешивают на магнитный мешалке в течение 30 мин, К раствору прибавляют HCI ОСЧ. до общей концентрации ее 0,5 М и перемешивают еще 15 мин, Раствор фильтруют через бензольный фильтр, промывают сорбент на фильтре бидистиллятом и десорбируют Со 5 мл смеси 6 М HCI: ацетон = 1:1. Полученный раствор выпаривают на электрической плитке до влажных солей, обрабатывают смесью 2 капель НМОз ОСЧ. и 1 капли НгОг

30%-ной и снова выпаривают. Сухой оста5

55 ток растворяют в 5 мл бидистиллята, В первую кювету для измерения хемилюминесценции помещают 0,1 мл 10 M ДЭАФГ, бидистиллят исходя из общего объема реакционной смеси 5 мл, 0,1 мл 1 М КОН; во вторую кювету — 0,5 мл анализируемого раствора и 0,1 мл 10 М стандартного раствора г+

СО . Содержимое второй кюветы вносят в первую и измеряют оптимальную интенсивность свечения через 5 с.

Содержание Со находят по градуировочному графику, построенному в координатах— интенсивность свечения — концентрация кобальта, Линейность градуировочного графика соблюдается до концентрации Со 10 мкг/л.

Чувствительность способа составляет 0,01 мкг/мл Со, Пример ы 2-5. Обоснование выбора сор бе нта.

К пробе воды (50 — 500 мл), подкисленной соляной кислотой до рН 5, прибавляют все растворы, как в примере 1, кроме силикагеля Л 40/100, вместо которого вносят 0,1 r силикагеля Л 5/40, Л 40/100 (Chemapol), катиониты КУ = 2, КУ = 23, сорбенты АВ = 17, полисорб=1 и тефлон соответственно и перемешивают на магнитной мешалке, как в примере 1, Далее проводят все операции, как в примере 1. Содержание Со находят по градуировочному графику. Результаты представлены в табл.1.

Из табл. 1 видно, что силикагель Л 5/40 и Л 100/400 обладают невысокой сорбционной емкостью, это приводит к уменьшению линейной сорбции до 5 мкг Со, Сорбенты

AB-17, полисорб-1, тефлон не сорбируют хелат кобальта. Катиониты КУ-2, KY-23 характеризуются неоднородностью сорбции и сложностью элюирования.

Пример ы 6 — 19. Обоснование интервала рН сорбции хелата Со.

К 100 мл раствора, содержащего определенное количество Со (табл.2), прибавляют MCI до рН 1; 2; 3; 4; 5 или NaOH до рМ

6; 8 (контроль осуществляют рН-метром рН340), вводят 2 мл 10 М этанольного раствора ПАН, 0,2 г силикагеля Л 40/100 и перемешивают на магнитной мешалке в течение 30 мин, Раствор фильтруют через беззольный фильтр, промывают сорбент на фильтре бидистиллятом, высушивают и измеряют спектры диффузного отражения на спектрофотометре Specord М-= 40, Х = 620 нм и рассчитывают процент сорбции, Результаты представлены в табл,2, Из табл,2 видно, что оптимальным для сорбции Со является интервал рН 4 — 6. При рН> 7 уменьшается стабильность самого сорбента, что ограничивает надежность способа анализа.

1800328

Пример ы 20-23. Иллюстрируют возможность отделения Со от ионов железа (1I 1), меди (1I), никеля (II), цинка (й) при содержании их в растворе на уровне ПДК.

К 100 мл раствора, содержащего 50 мкг

Fe, Cu Ni Zn и 3; 5; 10 мкг Со соответственно, подкисленного, как в примере

1, прибавляют 2 мл 10 М этанольного раствора ПАН, 0,2 г силикагеля Л 40/100 и перемешивают на магнитной мешалке в течение 30 мин. К раствору прибавляют HCI

ОСЧ. до общей концентрации ее в растворе

0,5 М и перемешивают еще 15 мин. Раствор фильтруют через беззольный фильтр, промывают сорбент на фильтре бидистиллятом, высушивают и измеряют спектры диффузного отражения на спектрофотометре

Specord М-40, А= 620 нм, Результаты представлены в табл.3.

Таким образом, из табл.3 видно, что используемый прием подкисления раствора

HCI до 0,5 М концентрации позволяет избирательно сообировать кобальт в присутствии Fe, Cu, Ni, Zn

Пример ы 23 — 29, Обоснование оптимальной концентрации ПАН.

К100мл1,7 10 М раствора Со, подкисленного соляной кислотой до рН 5 по универсальной индикаторной бумаге, прибавляют 10 М RAM: 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0;

4,0 мл соответственно. Вводят 0,2 г силикагеля и выполняют все операции, как в примерах 1-19, Результаты представлены в табл.4.

Из табл,4 видно, что оптимальным рля определения Со является Спдн М,5 10 М.

Пример ы 30 — 36 (табл,5), Обоснование концентрационного интервала диэтиламинофтал гидразида (ДЭАФ Г).

К пробе воды добавляют все компоненты, как .в примере 1, перемешивают, раствор фильтруют, промывают и десорбируют Со элюэнтом. Полученный раствор выпаривают на электроплитке, обрабатывают смесью

Н КОз и НгО, как в примере 1, Сухой остаток, полученный после выпаривания, растворяют в 5 мл бидистиллята, B первую кювету помещают все реактивы, как в примере 1, кроме раствора ДЭАФГ, который вносят в количестве 10 ; 5 10 ; 10 ; 3 10 ; 5 10 ; 1 10 ;

5 .10 М. Во вторую кювету помещают все компоненты, как в примере 1. Содержимое второй кюветы вносят в первую и измеряют

Формула изобретения

Способ определения кобальта в воде с использованием концентрирования его из воды сорбентом десорбции с последующей обработ40 кой щелочным раствором органического реагента и измерением хемилюминесценции, о тл ича ющийся тем,что, с целью повышения чувствительности определения, концентрирование осуществляют введением в анализируе45 мую пробу при рН 4 — 6(1,5 — 4,0) .10 М раствора

1-(2-пиридилазо) -2-нафтола, немодицифированного силикагеля Л 40/100 с последующим подкислением соляной кислоты до общей ее концентрации 0,5 М, фильтрованием, десорб50 цией кобальта, выпариванием, минерализацией десорбата и определением кобальта в сухом остатке обработкой (1-10) 10 М раствором 4-диэтила мин офтал гидразидом п ри р Н

12,2-12,4.

5

35 максимальную интенсивность свечения. Содержание Со находят по градуировочному графику, Результаты представлены в табл.5.

Из табл.5 видно, что оптимальным для определения Со является интервал концентраций 4-диэтиламинофталгидразида (1-10) 10 М.

В табл,б представлена зависимость чувствительности определения Со от рН хемилюминисцирующего раствора, Из табл.б видно, что оптимальным для определения Со в воде является интервал рН 12,2 — 12,4, В табл.7 представлены результаты обработки результатов определения Со в стандартных растворах, Из табл.7 видно, что предлагаемый способ обладает достаточно высокими точностью и воспроизводимостью.

В табл.8 приведены результаты определения Со в питьевой воде.

Для проверки правильности полученных результатов применили метод внутреннего стандарта (введено — найдено), а также спектрофотометрический метод с нитрозор-солью.

Из табл.8 видно, что результаты, полученные двумя независимыми способами, удовлетворительно совпадают, Практическое использование предлагаемого способа позволяет существенно упростить анализ объектов, содержащих микроколичества кобальта, и повысить надежность получаемых результатов.

1800328

Таблица 1

Таблица 2

Результаты изучения зависимости сорбции кольбата в виде хелата с ПАН от рН раствора. Спдн = 2 10 М;Чпробы = 100 мл; и з ог = 0,2 г (n=4; Р=0,95 ) Таблица 3

Результаты изучения сообции Со в присутствии 50 мкг Fe, Cu, МР+, Zn +.

Спдн = 2 10 м; Vnp6bi = 100 мл; вз102=0,2 г (п=4; Р=0,95 ) 10

1800328

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Влияние рН раствора на чуствительности определения Со Сдэдфг = 2 10 м

Таблица 7

Результаты изучения зависимости сорбции хелата кобальта от концентрации ПАН.

Cco = 1,7 10 м; Vnpp6v = 100 мл; msio2=0,2 г (п=4, Р=0,95 ) 12

1800328

Таблица 8

15

25

35

Составитель О.Запорожец

Техред М. Моргентал Корректор M.Êåðåöìàí

Редактор

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

Заказ 1159 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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