Индикаторный состав для определения молибдена ( vi ) в водных растворах
Владельцы патента RU 2252415:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к аналитической химии (индикаторным составам) и может быть использовано для определения молибдена (VI) в водных растворах, в частности в природных и сточных водах. Индикаторный состав для определения ионов Mo (VI) в водных растворах, содержит сорбент-анионит АВ-17-10П, модифицированный органическим реагентом-тайроном, хлористоводородную кислоту и воду, при следующем содержании компонентов, мас.%: анионит АВ-17-10П, модифицированный тайроном, 0,4; хлористоводородная кислота 0,0011-0,0015; вода остальное. Достигается расширение линейного диапазона определяемых содержаний молибдена (VI) в водных растворах, а также повышение экспрессности анализа и уменьшение трудоемкости. 3 табл.
Изобретение относится к аналитической химии (индикаторным составам) и может быть использовано для определения молибдена (VI) в водных растворах, в частности в природных и сточных водах.
Известен индикаторный состав для спектрофотометрического определения 0,2-10 мкг/мл молибдена (VI) с тайроном [Умланд Ф., Янсен А., Тириг Д., Вюнш Г. Комплексные соединения в аналитической химии. М.: Мир, 1975, 532 с.].
Недостатком технического решения является малая специфичность определения вследствие мешающего влияния ряда ионов, ввиду чего требуется предварительное отделение молибдена экстракцией различными органическими реагентами, что увеличивает продолжительность анализа и требует соблюдения особых правил по технике безопасности из-за работы с токсичными органическими растворителями.
Для повышения чувствительности и селективности определений используют индикаторные составы, включающие различные сорбенты. Описано определение молибдена (VI) с тайроном в фазе сорбента сефадекс QAE-25 методом твердофазной спектрофотометрии [Yoshimura К., Matsuoka S, Waki H. / Anal. Chem. Acta, 1989, V.225, No.2. Р.313].
Недостатком этой методики является узкий линейный диапазон определяемых концентраций молибдена (0,15-6 мкг/л), а также сложность хранения сорбента вследствие его подверженности к бактериальному воздействию.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному составу является индикаторный состав для определения 50-2500 мкг/л молибдена (VI) в водных растворах методом спектроскопии диффузного отражения, содержащий анионит, реагент - пирокатехиновый фиолетовый, кислоту и воду при следующем соотношении реагирующих компонентов, мас.%:
Анионит АВ-17-10П 0,4
Пирокатехиновый фиолетовый 0,002
Хлористоводородная кислота 0,007-0,02
Вода Остальное
Недостатком данного индикаторного состава является сравнительно узкий линейный диапазон определяемых содержаний молибдена [Чайковская А.Э., Качин С.В., Кононова О.Н., Холмогоров А.Г. Патент РФ № 2162221 от 20.01.2001].
Техническим результатом изобретения является расширение линейного диапазона определяемых содержаний молибдена (VI) в водных растворах, а также повышение экспрессности анализа и уменьшение трудоемкости.
Технический результат достигается тем, что в индикаторном составе для определения ионов Mo (VI) в водных растворах, содержащем сорбент - анионит АВ-17-10П, хлористоводородную кислоту и воду, новым является то, что содержится анионит АВ-17-10П, модифицированный органическим реагентом - тайроном, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Анионит АВ-17-10П, модифицированный тайроном 0,4
Хлористоводородная кислота 0,0011-0,0015
Вода Остальное
Анионит АВ-17-10П представляет собой сополимеризационный сильноосновной монофункциональный анионит с четвертичными бензилтриметиламмониевыми группами (с макропористой структурой), получаемый путем хлорметилирования сополимера стирола с 8% дивинилбензолом с последующим аминированием триметиламином (Аширов А. Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов. - Л.: Химия, 1983, с.85-86).
Модифицирование сорбента - анионита АВ-17-10П осуществляют следующим образом. К сорбенту в хлоридной форме предварительно набухшему в растворе НСl при рН~3, добавляют 0,2 М раствор тайрона из расчета 50 мкг на 0,2 г ионита. Тщательно перемешивают и оставляют на сутки. Затем сорбент отфильтровывают и высушивают на воздухе, после чего его хранят в склянках с притертыми пробками. Модифицированный тайроном сорбент можно сохранять до 1,5 лет.
Для определения молибдена (VI) анализируемый раствор с рН 3 помещают в градуированную пробирку с притертой пробкой емкостью 50 мл, вводят 0,2 г предварительно набухшего модифицированного анионита АВ-17-10П, добавляют до 50 мл 0,001 М НСl и встряхивают в течение 15 мин. Затем сорбент отфильтровывают и измеряют коэффициент диффузного отражения при длине волны 430 нм на колориметре “Пульсар” по отношению к образцу сравнения, представляющему собой описанный выше модифицированный анионит АВ-17-10П.
Содержание молибдена (VI) в анализируемом растворе рассчитывают по градуировочному графику. Для его построения в градуированные пробирки с притертыми пробками емкостью 50 мл вводят аликвоты стандартного раствора молибдена (VI) с содержанием последнего от 2,5 до 500 мкг, добавляют по 0,2 г модифицированного тайроном анионита АВ-17-10П, доводят до 50 мл 0,001 М раствором НСl и далее поступают, как описано выше.
Коэффициент диффузного отражения пересчитывают в функцию Гуревича-Кубелки-Мунка по уравнению:
Δ F(R)=[(1-R)2/2R]-[(1-R0)2/2R0],
гдеR и r0 - коэффициенты диффузного отражения прореагировавшего образца и образца сравнения соответственно.
Строят зависимость в координатах Δ F(R)-СMo(VI), мг/л,
где CMo(VI) - концентрация молибдена (VI) в растворе.
Введение в индикаторный состав анионита АВ-17-10П, модифицированного тайроном, позволяет расширить линейный диапазон определяемых содержаний молибдена (VI), снизить вдвое объем пробы Mo(VI) и повысить экспрессность анализа (табл. 1-3). Кроме того, модифицированный тайроном сорбент устойчив при хранении в течение 1,5 лет.
Таблица 1 | |||
Сравнительная характеристика разработанного индикаторного состава для определения молибдена (VI) и известного состава (методика на сефадексе QAE-25) | |||
Параметр | Состав с АВ-17-10П | Известный состав | |
Диапазон определяемых концентраций, мкг/л | 50-10000 | 0,15-6 | |
Предел обнаружения, мкг/л | 5 | 0,15 | |
Продолжительность анализа, мин | 15 | 30 | |
Объем пробы, мл | 50 | 100 | |
Устойчивость сорбента при хранении | До 1,5 лет | Не более 1-2 мес. | |
Таблица 2 | |||
Сорбционно-спектроскопическое определение молибдена (VI) с тайроном в модельных растворах молибдат-ионов n=5; Р=0,95 | |||
Введено Mo(VI), мг/л | Найдено Mo(VI), Сср±ΔC, мг/л | Стандартное отклонение S | Относительная ошибка Qотн, % |
0,5 | 0,52± 0,03 | 0,0022 | 4,0 |
5,0 | 5,06± 0,09 | 0,073 | 1,2 |
9,5 | 9,29± 0,10 | 0,081 | -2,2 |
Таблица 3 | |||
Сорбционно-спектроскопическое определение молибдена (VI) в присутствии сопутствующих компонентов. Исходная концентрация Mo(VI) - 5 мг/л; n=5; Р=0,95 | |||
Макрокомпонент (МК) | Отношение МК к молибдену (по концентрации) | Найдено Mo(VI), мг/л | Qотн, % |
Cu(II) | 1:2000 | 5,6 | 12 |
Fe(II) | 1:350 | 5,4 | 8 |
Fe(III) | 1:500 | 5,2 | 4 |
HF | 1:300 | 5,3 | 6 |
H2C2O4 | 1:350 | 5,2 | 4 |
H2SiO3 | 1:1500 | 5,5 | 10 |
Н3РО4 | 1:300 | 5,6 | 12 |
ЭДТА | 1:2000 | 5,5 | 10 |
Аскорбиновая кислота | 1:2000 | 5,6 | 12 |
Таким образом, операция концентрирования позволяет повысить чувствительность определения молибдена (VI), а получение окрашенного концентрата в фазе ионита расширяет линейный диапазон определяемых соединений. Кроме того, предварительное модифицирование анионита органическим реагентом повышает экспрессность определения и экономичность методики.
Индикаторный состав для определения молибдена (VI) в водных растворах, содержащий сорбент-анионит АВ-17-10П, хлористоводородную кислоту и воду, отличающийся тем, что содержит сорбент-анионит АВ-17-10П, модифицированный органическим реагентом - тайроном, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Анионит АВ-17-10П, модифицированный тайроном 0,4
Хлористоводородная кислота 0,0011-0,0015
Вода Остальное