Способ определения содержаний примесей в пробах

 

Изобретение относится к аналитической химии. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона значений измеряемых величин. Для этого раствор вещества стандартного образца с минимально возможным аттестованным содержанием примеси разбавляют до содержаний, охватывающих область возможных значений содержания примеси в растворе исследуемой пробы, затем в растворы образцов и пробы добавляют известные навески вещества примеси, идентичной определяемой, в количестве, обеспечивающем выполнение условия C₁<C, где C - концентрация примеси в растворе пробы после добавления навески вещества примеси, идентичной определяемой; C₁ - концентрация примеси, определяемая порогом обнаружения; C₂ - концентрация примеси в растворе вещества стандартного образца, превышающая концентрацию примеси в растворе пробы, но наиболее близкая к ней. Измеряют оптические плотности полученных растворов пробы и вещества стандартных образцов с различными содержаниями примеси, устанавливают зависимость систематической погрешности результата анализа от измеренных содержаний примеси и корректируют результат анализа с учетом знака и значения величины систематической погрешности результата анализа. 1 ил, 1 табл.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для установления содержаний микропримесей в пробах и при аттестации стандартных образцов и аналогичных им по назначению веществ. Изобретение наиболее эффективно может быть использовано для указанных целей в тех случаях, когда не имеется стандартных образцов или аналогичных им по значению веществ, аттестованные значения содержаний примесей которых охватывали бы область содержаний, близкую к содержанию определяемой примеси, и когда разработка таких образцов затруднена.

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона значений измеряемых величин.

На чертеже представлена зависимость относительной систематической погрешности результата анализа на содержание примеси от найденного при анализе содержания примеси.

Способ осуществляется следующим образом.

Отбирается навеска пробы исследуемого вещества и две навески вещества стандартного образца с известным и минимально возможным содержанием примеси, идентичной определяемой. Все три навески растворяются в трех одинаковых объемах соответствующего растворителя. Из раствора одной из навесок вещества стандартного образца последовательным разбавлением в том же растворителе готовится серия растворов с содержанием, охватывающим по значениям величин область возможных значений содержаний примеси в растворе исследуемой пробы. После этого во все растворы вводится вещество примеси, идентичной определяемой. После растворения этих навесок производится количественный анализ всех приготовленных растворов в идентичных условиях. Анализ может быть выполнен, например, путем измерения оптической плотности растворов, зависящей от содержания в них данной примеси. Результаты анализа вещества стандартных образцов сравниваются с аттестованными значениями содержания и со значениями, известными по процедуре разбавления соответственно. По разности этих значений устанавливают значения величин и знак систематических погрешностей результатов анализа для разных содержаний примеси и строится зависимость Δ = f(C), где Δ- относительная систематическая погрешность результата анализа на содержание примеси; С - содержание примеси, найденное при анализе. Далее эта зависимость используется для установления знака и значения величины систематической погрешности результата анализа исследуемой пробы на содержание примеси и определения поправки, которую нужно ввести в указанный результат. При этом путем интерполяции находится относительная систематическая погрешность, которая затем пересчитывается на абсолютную. Введение последней в качестве поправки и дает искомое значение действительного содержания примеси в исследуемой пробе. При необходимости, чтобы избежать неправильной интерполяции, следует установить зависимость Δ = f(C) с охватом более высоких содержаний. Это связано с тем, что указанная зависимость имеет область изгиба. В подобных случаях нужно использовать дополнительно стандартные образцы с более высокими содержаниями.

Пример осуществления способа.

Требуется определить действительное содержание микропримеси никеля в алюминии высокой чистоты.

В качестве стандартного образца алюминия с минимальным содержанием никеля может быть использован стандартный образец алюминия, аттестованное содержание никеля в веществе которого составляет 0,012% . Чтобы избежать неправильной интерполяции, желательно найти зависимость Δ= f(C) в таком интервале содержаний, чтобы установить область изгиба (см. чертеж). Поэтому кроме стандартного образца алюминия с содержанием никеля 0,012% нужно использовать аналогичные стандартные образцы с более высокими содержаниями. Эти содержания в данном примере имели следующие значения, % : 0,15; 0,096; 0,053; 0,035.

Навески исследуемой пробы и вещества стандартных образцов растворяют в одинаковых объемах концентрированной соляной кислоты. При этом берется по одной навеске каждой пробы и по одной навеске вещества стандартных образцов, кроме стандартного образца с аттестованным содержанием никеля 0,012% , от вещества которого отбираются две навески и растворяются в тех же объемах соляной кислоты. Из раствора одной из навесок вещества стандартного образца с содержанием никеля 0,012% готовится серия последовательно разбавленных растворов в том же растворителе. После этого в каждый раствор вводится никель из расчета 0,5 мкг на 50 мл. Затем все растворы подвергаются количественному химическому анализу на содержание никеля фотометрическим методом.

По полученным данным строится зависимость Δ = f(C) и путем интерполяции находятся значения относительных систематических погрешностей результатов анализа и вводятся соответствующие поправки с учетом знака погрешности. Исходные данные и результаты расчетов приведены в таблице.

Значение величины содержания, найденное как результат анализа пробы, оказалось равным 0,000132% . Соответствующее ему значение величины относительной систематической погрешности по данным использования зависимости Δ = f(C) равно 360 отн. % (см. чертеж). С учетом указанной погрешности действительное значение содержания никеля в пробе составляет 0,000026% .

Способ может быть реализован не только применительно к методам анализа, основанным на измерении оптической плотности. Установление действительных содержаний на основе зависимости Δ= f(C) возможно и при использовании других видов количественного химического анализа, если при этом обеспечивается достаточная стабильность условий проведения эксперимента. (56) Катченков С. М. Спектральный анализ горных пород. Л. , Гостоптехиздат, 1957, с. 46.

Авторское свидетельство СССР N 1469389, кл. G 01 N 21/17, 1989.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЙ ПРИМЕСЕЙ В ПРОБАХ, по которому измеряют оптическую плотность раствора пробы и отическую плотность растворов вещества стандартных образцов с различными содержаниями примеси, устанавливают зависимость систематической погрешности результата анализа от измеренных содержаний примеси и корректируют результат анализа с учетом знака и значения величины систематической погрешности результата анализа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона значений измеряемых величин, раствор вещества стандартного образца с минимально возможным аттестованным содержанием примеси разбавляемых до содержаний, охватывающих область возможных значений содержания примеси в растворе исследуемой пробы, в полученные растворы образцов и пробы добавляют известные навески вещества примеси, идентичной определяемой, в количестве, обеспечивающем выполнение условия C₁ < C < C₂, где C - концентрация примеси в растворе пробы после добавления навески вещества примеси, идентичной определяемой; C₁ - концентрация примеси, определяемая порогом обнаружения; C₂ - концентрация примеси в растворе вещества стандартного образца, превышающая концентрацию примеси в растворе пробы, но наиболее близкая к ней.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2