Способ микродиффузионного выделения иода из иодсодержащих материалов

 

Изобретение относится к аналитической химии иода и может быть использовано для определения иода в объектах окружающей среды. Иод в элементном виде вытесняют из пробы обработкой концентрированной серной кислотой при температуре 90 -. 110°С с одновременным поглощением его смесью карбоната и арсенита натрия. После растворения смеси в дистиллированной воде иод определяют кинетическим методом по реакции Се (IV) - As(lll) 8 с. Изобретение позволяет количественно выделить микрои субмикрограммовые количества иода, степень выделения иода возрастает от 13-20 до 35 - 95%. 3 табл.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4772301/26 (22) 20.12.89 (46) 23.05,93. Бюл. М 19 (71) Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (72) Ю.И.Гроссе и Л.Б,Александрова (56) Е.l. Conway.Mlcrodlffuslon апа!уз!з and

Volumetric error.. London, Crossby Lockwood and Son Lta, 1962 г„рр. 316 — 319. (54) СПОСОБ МИКРОДИФФУЗИОННОГО

ВЫДЕЛЕНИЯ ИОДА ИЗ ИОДСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к аналитической химии иода и может быть использовано.Изобретение, относится к аналитической химии иода и может быть использовано при определении последнего в почвах, горных породах, золе растений и других объектах геохимических исследований, содержащих иод в микро- и субмикрограммовых количествах.

Цель изобретения — количественное выделение микро- и субмикрограммовых количеств иода.

Поставленная цель достигается способом, заключающимся в том, что навеску анализируемой пробы обрабатывают при температуре 90-110 С концентрированной серной кислотой с поглощением выделяющегося при этом элементного иода смесью карбоната и арсенита натрия. После растворения поглощающей смеси в ней определяют иод каталитически по реакции между церием (И) и мышьяком (!И), Отличие способа состоит в том, что процесс выделения иода проводят при темпе„„5iJ „„1816733 А1 (s>)s С 01 В 7!14, 0 01 N 31/22 для определения иода в объектах окружающей среды. Иод в элементном виде вытесняют из пробы обработкой концентрированной серной кислотой при температуре 90 — 110 С с одновременным поглощением его смесью карбоната и арсенита натрия. После растворения смеси в дистиллированной воде иод определяют кинетическим методом по реакции Се (И)—

Аз(Ш) 8 с. Изобретение позволяет количественно выделить микро- и субмикрограммовые количества иода, степень выделения иода возрастает от 13 — 20 до 35 — 95;ь. 3 табл, ратуре 90 — 110 С, навеску исследуемого вещества обрабатывают концентрированной серной кислотой, а для поглощения вы-, деляющегося элементного иода используют и смесь карбоната и арсенита натрия, . ОО

При обработке геохимических проб концентрированной серной кислотой при 0» температуре 90 — 110 С содержащиеся в пробе иодид-ионы окисляются до элементного иода, диффундирующего в смесь карбоната натрия с арсенитом натрия, добавляемым для переведения свободного иода в иодид-ионы. В нейтрализованном растворе поглощающей смеси иод опреде- и ляют кинетически по цереарсенитной реакции с пределом обнаружения 0,02 мкг иода . в анализируемом объеме.

При разработке способа микродиффузионного выделения иода и определении последнего по реакции Ce(IV) — As(III) использовали следующие реактивы: 1. Серная кислота HzS04 концентрированная d1,84 и

1816733

12,5 н. 2. Соляная кислота HCi, разбавленная 1:1. 3, Смесь натрия углекислого с арсенитом натрия. 100 г безводного йа2СОз тщательно перемешивают с 0,85 г йарНАзОз и растирают в фарфоровой ступке, 4. Церий сернокислый (И) 0,009 н раствор. 3,64 r Се(50 ф 4HzO растворяют в 1 л

0,5 н серной кислоты. 5. Соль Мора, 0,01 н раствор. 3,92 r FeSO<{NHq)zSOq 6НрО растворяют в 1 л Н ЯО (1: 10). б, Вспомогательный раствор, Навеску 20 r содово-арсенитной смеси (см. пункт 3) растворяют в минимальном обьеме воды, осторожно.нейтрализуют соляной кислотой 1; 1, добавляют 40 мл 12,5 р раствора HzSO< и доводят обьем водой до 0,5 л. 7, Растворы иодистого калия, содержащие 100, 10 и 1 мкг

1 в мл. Исходный раствор приготовляют растворением 0,1308 г KI в 1 л воды. 8. Ферроин

{фере-о-фенантролин), 1.49 г о-фенантролина и 0,71 г, FeSOq 7 Н20 растворяют в 100 мл воды.

Для выделения иода использовали микродиффузионную ячейку диаметром 35 мм..

Для нагревания служила инфракрасная лампа мощностью 300 вт, укрепленная на высоте 20 см от поверхности стола, При этом температура в зоне освещения находится в пределах 90 — 110 С. Растворы при определении иода термостатировали 0 кристаллизаторе с водой, постоянную температуру которой поддерживали с помощью термостата УТ-15.

При микродиффуэионном выделении иода поступают следующим образом. Во внутреннюю выноснуючашку помещают навеску исследуемого материала, а в чашку с вогнутым дном насыпают 1 г содово-арсенитной смеси, распределяя ее равномерно по периферии. Устанавливают чашку с пробой на плоскости, образованной вогнутой частью дна, приливают в нее 1 мл серной кислоты плотностью 1,84 и закрывают сферической крышкой, вдавливая ее края в содово-арсенитную смесь, Ячейку нагревают инфракрасной лампой (90 — 110 С) в течение заданного времени. По окончании процесса выделения поглощающую смесь переносят в коническую колбу, растворяют в минимальном объеме воды и после нейтрализации и подкисления раствора определяют иод цереарсенитным методом.

В табл, 1 представлена кинетика микродиффузионного выделения иода, введенного в количестве 0,2 мкг в виде стандартного раствора Kl. Для вытеснения иода использовали, как одну серную кислоту, так и серную кислоту с добавлением 0,2 г твердого бихромата калия (как в прототипе), При обработке одной серной кислотой достаточно полное выделение микроколичеств иода (около 90$) достигается за 50. мипуг, но с учетом некоторой неравномерности нагревания ячеек ИК лампой представляется целесообразным удлинить продолжительность нагрева до 90 минут

Из данных табл.1 видно, что при введении бихромата калия выход иода не превышает 20 ), и практически не зависит от времени нагревания, Подобная реакция субмикрограммовых количеств иода на действие бихромата калия подтверждает предположение о преимущественном окислении иодида в этих условия до нелетучего состояния, например, до иодата.

В табл. 2 представлена средняя из двух определений степень микродиффузионного выделения разных содержаний иода при нагревании ИК лампой в течение 90 мин.

Достаточно постоянная и высокая степень извлечения иода свидетельствует о применимости способа для анализа природных обьектов, содержащих иод в форме иодида.

Ниже приведены конкретные примеры осуществления способа.

Выделение иода при его кинетическом определении в обьектах окружающей среды, Пробу весом не более 100 мг насыпают в цилиндрическую стеклянную чашку диаметром около 2 см. Помещают чашку с навеской в центре микродиффузианной ячейки на плоскости, образованной вогнутой частью дна, Предварительно в периферийной части ячейки равномерно распределяют по окружности 1 г смеси соды с арсенитом натрия. К пробе добавляют 1 мл серной кислоты плотностью 1,84 и немедленно закрывают ячейку сферической крышкой, вдавливая ее края в содово-арсенитную смесь, Микродиффузионную ячейку с пробой помещают под ИК лампой, укрепленной на высоте около 20 см и выдерживают при температуре 90 — 110" С не менее 1,5 ч, По истечении заданного срока вынимают чашку с пробой из ячейки, а содово-арсенитную смесь переносят в коническую колбу емкостью 100 мл и растворяют в 5 — 10 мл дистиллированной воды, Раствор нейтрализуют соляной кислотой 1; 1 по индикаторной бумаге, прибавляют 2 мл 12,5 н раствора серной кислоты и доводят водой до 25 мл. При содержании иода, превышающем 0,4 мкг, используют аликвоту полученного раствора, доводя ее обьем до 25 мл вспомогательным раствором, К раствору прибавляют 5 мл 0,009 н раствора сульфата церия, перемешивают и помещают в кристаллизатор с водой при 25 (заданную тем1816733

Таблица 1 пературу поддерживают непрерывным пропусканием воды с помощью термостата YT15j. Точно через 40 мин останавливают каталитическую реакцию добавлением 5 мл

0,01 н раствора соли Мора. Избыток соли

Мора оттитровывают по ферроину раствором Се(ЯО@ и по результатам титрования определяют содержание иода в анализируемом объеме с помощью калибровочного графика, построенного одновременно с анализируемыми растворами.

Для построения калибровочного графика в конические колбы объемом 100 мл помещают количества стандартного раствора

KI, соответствующие 0,00; 0,05; 0,1; 0,2; 0,3 и 0,4 мкг иода, 25 мл вспомогательного раствора и поступают так же, как с анализируемыми пробами. По результатам титрованчя строят калибровочный график, откладывая по оси абсцисс содержание иода в мкг, а по оси ординат — объем раствора Се(ЯО ф в мл, пошедший на титрование.

Полученные с применением предлагаемого способа результаты 6-тикратного определения иода представлены в табл.3.

Способ был испытан на разнообразных материалах, представляющих интерес для овременной геохимии. В их числе растворимая природная соль, оэоленный растительный материал, пробы почвы и донных морских отложений. Последние аттестованы в качестве стандартных образцов (СО) состава Институтом океанологии АН СССР.

Среди аттестованных содержаний отсутствуют данные о содержании галогенидов, представляющие несомненный интерес для геохимиков и химиков-аналитиков.

Как видно из данных таблицы, относительная величина стандартного отклонения

5 не превышает 10 (», что удовлетворяет требованиям прикладной геохимии.

Преимуществами разработанного способа являются: Количественное выделение микро- и субмикрограммовых содержаний

10 иода: степень микродиффузионного выделения иода возрастает от 13 — 20 до 90—

95 .

Возможность выделения иода непосредственно иэ твердых проб.

15 Отсутствие помех от количественного преобладания в пробе других галогенидов, неизбежного в природных материалах.

Использование для поглощения сухого поглотителя, сохраняющегося без измене20 ний длительное время.

Отсутствие необходимости герметизации ячейки с помощью ваэелино-парафиновой смазки, недопустимой при определении микрограммовых содержаний иода.

25 Формула изобретения

Способ микродиффузионного выделения иода из иодсодержащих материалов, включающий их обработку окислителем с последующим поглощением выделяющего30 ся элементного иода, отличающийся тем, что, с целью количественного выделения микро- и субмикрограммовых количеств иода, обработку ведут концентрированной серной кислотой при 90 — 100 С, а поглоще35 ние осуществляют смесью карбоната и арсенита натрия.

1816733

Таблица 2

Таблица 3

Составитель А. Непомнящий

Техред М.Моргентал . Корректор Л. Пилипенко

Редактор Т. И ванова

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

Заказ 1705 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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