Способ определения палладия

 

Изобретение относится к аналитической химии элементов, а именно к методам фотометрического определения палладия, и может быть использовано в практике определения палладия в рудах, концентратах и продуктах их переработки, сплавах, различных производственных материалах, технологических растворах. Способ определения палладия включает приготовление раствора палладия (II), переведение его в комплексное соединение и измерение коэффициента диффузного отражения. При этом палладий (II) выделяют из растворов силикагелем, химически модифицированным меркаптогруппами, и измеряют коэффициент диффузного отражения комплекса палладия (II) с меркаптогруппами при 400 нм непосредственно на поверхности силикагеля. Способ позволяет достигнуть снижение относительного предела обнаружения, упрощения методики определения палладия.

Изобретение относится к области аналитической химии элементов, а именно к методам фотометрического определения палладия, и может быть использовано в практике определения палладия в рудах, концентратах и продуктах их переработки, сплавах, различных производственных материалах, технологических растворах.

В практике определения палладия широко используется сорбционно-фотометрический метод, сочетающий предварительное сорбционное выделение и концентрирование палладия с последующим его определением непосредственно на поверхности сорбента либо после элюирования в растворе.

Известен способ определения палладия [1], включающий следующие стадии: - введение в соляно-кислый раствор этилендиаминтетраацетата натрия с целью маскирования мешающего влияния железа; - добавление НС1 до рН 3; - нагревание до 85-95^oС; - пропускание раствора через термостатированную при 85-95^oС колонку со фторопластом-4 с нанесенным 2-пиридил-2-нафтолом в изоамиловом спирте; - элюирование палладия смесью СНСl₃ - изопропанол; - фотометрирование экстракта.

Среди недостатков способа можно назвать необходимость использования большого числа различных органических растворителей и реагентов, которые являются токсичными, горючими, легколетучими и неприятно пахнущими веществами, а также трудоемкость определения и его длительность.

Известен способ определения палладия [2], предусматривающий проведение следующих операций: - подготовку фотометрического реагента путем смешения сульфированного сополимера стирола с дивинилбензолом и полиакрилонитрилом в соотношении (0,82-1,22):1 в диметилформамиде: - приготовление суспензии; - прессование и получение пластины волокнистого материала;
- вырезание дисков;
- промывание дисков хлороводородной кислотой со скоростью 10 мл/мин;
- погружение диска в стакан с 0,03%-ным раствором 4-нитродиэтиланилина на 5 мин;
- промывание диска 0,1н НСl;
- подкисление анализируемого раствора до рН 3;
- пропускание раствора объемом 100 мл со скоростью 5 мл/мин через диск полимерной матрицы;
- измерение диффузного отражения диска.

К недостаткам способа следует отнести его длительность, обусловленную многооперационностью, возможность определения только микроколичеств (0,001-0,1 мк/мл) палладия, использование токсичных органических реагентов и растворителей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ, предусматривающий проведение следующих операций: раствор с кислотностью от 4М НСl до рН 4 в динамическом режиме пропускают через хроматографическую колонку, заполненную кремнеземом, химически модифицированным N-аллил-N'-пропилтиомочевиной, сорбент извлекают и измеряют диффузное отражение сорбатов при 460 нм [3].

Данный способ выбран в качестве прототипа.

Техническим результатом является снижение относительного предела обнаружения, упрощение методики определения палладия.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения палладия, включающем приготовление раствора палладия(II), переведение его в комплексное соединение и измерение коэффициента диффузного отражения, новым является то, что палладий(II) выделяют из растровов силикагелем, химически модифицированным меркаптогруппами, и измеряют коэффициент диффузного отражения комплекса палладия(II) с меркаптогруппами при 400 нм непосредственно на поверхности силикагеля.

В исследуемый раствор, содержащий кроме палладия преобладающие количества цветных металлов и железа, вносят сорбент - силикагель, химически модифицированный меркаптогруппами, интенсивно перемешивают в течение 1-2 мин, растворы декантируют, сорбент промывают 0,1 М НСl, переносят в кювету и измеряют диффузное отражение сорбатов при 400 нм.

Находящийся в растворе палладий(II) в широком диапазоне кислотности (8М НСl - рН 6) количественно извлекается силикагелем, химически модифицированным меркаптогруппами. При этом на поверхности сорбента образуются окрашенные в желтый цвет комплексные соединения палладия(II) с меркаптогруппами, ковалентно закрепленными на поверхности кремнезема.

Сорбция в статическом режиме протекает быстро (время установления сорбционного равновесия не превышает 1-2 мин) и количественно (коэффициенты распределения достигают величины 1•10⁵ см³/г), что позволяет концентрировать и полностью извлекать палладий(II) даже из очень разбавленных растворов в динамическом режиме. Абсолютный предел обнаружения палладия(II) при навеске сорбента 0,1 г составляет 0,1 мкг. Относительный предел обнаружения палладия(II) при использовании 10 мл составляет 1-10^-2 мкг/мл.

В предлагаемом способе содержание палладия в произвольном объеме раствора не должно быть менее 0,1 мкг. Данное количество палладия на 0,1 г сорбента является той минимальной концентрацией, которую удается зарегистрировать на существующих приборах относительно сигнала фона. Градуировочный график линеен в диапазоне 0,1-50 мкг золота на 0,1 г сорбента. При этом при использовании 100 мл раствора относительный предел обнаружения составляет 5-10^-3 мкг/мл, при использовании 1 л раствора относительный предел обнаружения составляет 5-10^-4 мкг/мл.

Для лучшего восприятия способа предлагаются следующие примеры.

Пример 1 (прототип). К раствору, содержащему палладий(II) в количестве 5 мкг в 10 мл, прибавляют 0,1 г сорбента - кремнезема, химически модифицированного N-аллил-N'-пропилтиомочевиной, перемешивают в течение 10 мин, раствор декантируют, сорбент переносят во фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 400 нм. Количество палладия находят по градуировочному графику. Найдено 4,8±0,5 мкг.

Пример 2 (прототип). К раствору, содержащему палладий(II) в количестве 50 мкг в 10 мл, прибавляют 0,1 г сорбента - кремнезема, химически модифицированного N-аллил-N'-пропилтиомочевиной, перемешивают в течение 10 мин, раствор декантируют, сорбент переносят во фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 400 нм. Количество палладия находят по градуировочному графику. Найдено 48±2 мкг.

Пример 3 (предлагаемый способ). К раствору, содержащему палладий(II) в количестве 0,2 мкг в 10 мл, прибавляют 0,1 г сорбента - силикагеля, химически модифицированного меркаптогруппами, перемешивают в течение 10 мин, раствор декантируют, сорбент переносят во фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 400 нм. Количество палладия находят по градуировочному графику. Найдено 0,19±0,07 мкг.

Пример 4 (предлагаемый способ). К раствору, содержащему палладий(II) в количестве 50 мкг в 10 мл, прибавляют 0,1 г сорбента - силикагеля, химически модифицированного меркаптогруппами, перемешивают в течение 5 мин, раствор декантируют, сорбент переносят в кювету, измеряют диффузное отражение при 400 нм. Количество палладия(II) находят по градуировочному графику. Найдено 50±2 мкг.

Пример 5 (предлагаемый способ). 1 л раствора 1М НС1, содержащий 0,2 мкг палладий(II), 1 г железа, 2 г никеля, 2 г кобальта, 1 г цинка, 1 г кадмия, 1 г меди, пропускают через хроматографическую колонку, заполненную 0,1 г сорбента - силикагеля, химически модифицированного меркаптогруппами, со скоростью 1 мл/мин, промывают 10 мл 0,1М НСl, сорбент вынимают из колонки, переносят в кювету и измеряют диффузное отражение при 400 нм. Количество палладия(II) находят по градуировочному графику. Найдено 0,18±0,04.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет практически в 10 раз снизить предел определения палладия(II) и определять его в количестве 0,1 -50 мкг (при использовании 0,1 г сорбента) в присутствии 10-кратных избытков меди(II), никеля(II), кобальта(II), стронция(II), кальция(II), магния(II), железа(III); 100-кратных - родия(III), осмия(IV); 50-кратных - иридия(IV); 20-кратных - рутения(IV), висмута(III); 10-кратных - платины(IV) и золота(III). Кроме того, в способе значительно расширяется диапазон кислотности, в котором можно проводить определение палладия, и уменьшается время проведения анализа с 25-30 мин до 10-15 мин. Получаемые сорбенты устойчивы длительное время без изменения их спектральных характеристик.

Источники информации
1. A. c. 1458805 (СССР), МКИ G 01 N 30/00 //Басова Е.М., Большова Т.Д., Иванов В.М.

2. А. c. 1605197 (СССР), МКИ G 01 N 31/22 //Швоева О.П., Трутнева Л.М., Саввин С.Б.

3. Патент 2101693 (РФ), МКИ G 01 N 21/78 //Бахвалова И.П., Бахтина М.П, Волкова Г.В., Лосев В.Н., Трофимчук А.К. (прототип).

Формула изобретения

Способ определения палладия, включающий приготовление раствора палладия (II), переведение его в комплексное соединение и измерение коэффициента диффузного отражения, отличающийся тем, что палладий (II) выделяют из растворов силикагелем, химически модифицированным меркаптогруппами, и измеряют коэффициент диффузного отражения комплекса палладия (II) с меркаптогруппами при 400 нм на поверхности силикагеля.