Индикаторный состав для определения золота (iii) в водных растворах
Владельцы патента RU 2308718:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится в аналитической химии (индикаторным составам) и может быть использовано для определения золота (III) в водных растворах, в частности в сточных водах и производственных растворах. В индикаторном составе для определения золота (III) в водных растворах, содержащем сорбент - анионит АН-25, реагент - хлорид олова (II) и воду, сорбент предварительно насыщен тиоцианатными комплексами золота (III), при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Техническим результатом изобретения является возможность определения золота (III) с помощью безвредных растворителей и повышение экспрессности определения. 4 табл.
Изобретение относится в аналитической химии (индикаторным составам) и может быть использовано для определения золота (III) в водных растворах, в частности в сточных водах и производственных растворах.
Для определения золота (III) в растворах широко применяются спектрофотометрические методы, основанные на образовании окрашенных комплексов золота с различными органическими или неорганическими реагентами [Марченко 3. Фотометрическое определение элементов. - М.: Мир, 1971. - 502 с.]. Большинство этих методов предполагает проведение предварительной экстракции золота (III), что увеличивает время анализа, а также связано с использованием токсичных органических растворителей (диэтилового или изопропилового эфира, бензола, хлороформа), работа с которыми требует соблюдения особых правил техники безопасности.
Известен индикаторный состав для спектрофотометрического определения 10-100 мкг золота в 20 мл раствора с хлоридом олова (II) [Бимиш Ф. Аналитическая химия благородных металлов. - М.: Мир. 1969. Т.2, с.268-270].
К недостаткам технического решения можно отнести невысокую чувствительность метода и ограничение кислотности раствора (не более 0,05 моль/л по кислоте). При работе с более кислыми растворами требуется их предварительное разбавление водой.
Низкое содержание золота в природных и промышленных объектах требует повышения чувствительности и селективности реакций. Для этой цели перспективными являются схемы анализа, включающие сорбционное концентрированно золота и его определение в фазе сорбента.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному составу является [п. 2256909 РФ, МПК G01N 31/22, 21/78, опубл. Бюл. №20 от 20.07.06 г.] индикаторный состав для определения 0,05-20,0 мг/л золота (III) в водном растворе методом спектроскопии диффузного отражения, содержащий анионит, хлористоводородную кислоту, хлорид олова (II) и воду при следующем соотношении реагирующих компонентов, мас.%:
| Анионит АН-25 | 0,8 |
| Хлористоводородная кислота | 5,8 |
| Хлорид олова (II) | 0,8 |
| Вода | Остальное |
Недостатком данного индикаторного состава является то, что золото (III) определяется только в виде хлоридных комплексов, т.е. из солянокислых растворов и низкая экспрессность.
Техническим результатом изобретения является возможность определения золота (III) с помощью безвредных растворов и повышение экспрессности определения.
Технический результат достигается тем, что в индикаторном составе для определения золота (III) в водных растворах, содержащем сорбент - анионит АН-25, реагент - хлорид олова (II) и воду, новым является то, что сорбент предварительно насыщен тиоцианатными комплексами золота (III), при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Анионит АН-25 | 2,0 |
| Хлорид олова (II) | 10,0 |
| Вода | Остальное |
Для определения золота (III) пробу анализируемого тиоцианатного раствора при рН 2 объемом 10,0 мл предварительно встряхивают в течение 20 мин с 0,2 г анионита АН-25 (слабоосновной сорбент с третичными аминогруппами) [Лурье А.А. Хроматографические материалы. М.: Химия, 1978, с.128-129]. Затем ионит отфильтровывают и добавляют к нему 5,0 мл 10%-ного раствора хлорида олова (II), после чего снова встряхивают в течение 8-10 мин. После этого сорбент вновь отфильтровывают и измеряют коэффициент диффузного отражения влажного образца при длине волны 440 нм на колориметре "Пульсар" по отношению к образцу сравнения, представляющему собой описанный выше индикаторный состав без золота (III).
Содержание золота (III) в анализируемом растворе рассчитывают по градуировочному графику, для построения которого берут аликвоты стандартного тиоцианатного раствора золота (III) с содержанием последнего от 0,1 до 10,0 мкг, и далее поступают, как описано выше.
Коэффициент диффузного отражения пересчитывают в функцию Гуревича-Кубелки-Мунка по уравнению:
где R и R0 - коэффициенты диффузного отражения прореагировавшего образца и образца сравнения соответственно.
Строят зависимость в координатах ΔF(R)-CAu(III), мг/л, где СAu(III) - концентрация золота (III) в растворе.
Экспрессность определения можно значительно повысить, если образцы анионита, предварительно насыщенные тиоцианатными комплексами золота (III), высушить на воздухе после фильтрования и хранить в склянках с притертыми пробками. Такие модифицированные сорбенты хранятся в течение 6-8 месяцев. Перед определением золота (III) их нужно подвергнуть в течение 10 минут предварительному набуханию в воде с рН 2, а затем можно проводить дальнейший анализ.
Индикаторный состав для определения золота (III) в тиоцианатных растворах расширяет возможности методики (табл.1). Определению золота (III) не мешает присутствие серебра (I) в 20-кратном избытке, а также кобальта (II) в однократном избытке (табл.2). Мешающее влияние меди (II) и железа (II, III) может быть замаскировано при помощи ЭДТА (этилендиаминтетрауксусной кислоты).
Воспроизводимость методики с разработанным индикаторным составом проверена методом "введено-найдено" при определении тиоцианатных комплексов золота (III) в модельных растворах (табл.3). Кроме того, селективность методики была показана при определении золота (III) в производственном растворе, который имел следующий состав: тиоцианат калия - 0,6 моль/л, железо (II, III) - 120 мг/л, медь (II), никель (II), кобальт (II) - на уровне десятых долей мг/л (табл.4). Для сравнения приведены результаты определения золота (III) в этом растворе методом атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС).
| Таблица 1 | ||
| Сравнительная характеристика разработанного индикаторного состава для определения золота (III)в тиоцианатных растворах и известного состава | ||
| Параметр | Состав с АН-25 | Известный состав |
| Диапазон определяемых концентраций, мкг/мл | 0,1-10 | 0,05-20 |
| Предел обнаружения, мкг/мл | 0,05 | 0,01 |
| Объем пробы, мл | 10 | 10 |
| Время анализа, мин | 28-30 | 40 |
| Другие характеристики | Определение золота в тиоцианатных растворах, что имеет практическое значение в технологии добычи благородных металлов | Определение золота в солянокислых растворах |
| Таблица 2 | |||
| Сорбционно-спектроскопическое определение тиоцианатных комплексов золота (III) в присутствии сопутствующих компонентов CAu(III)=5,0 мг/л; n=3; Р=0,95 | |||
| Макрокомпонент (МК) | Отношение МК к золоту(по концентрации) | Найдено Au(III), мг/л | Относительная ошибка Qотн, % |
| Cu(II) | 1 | 6,54 | 30 |
| Со(II) | 1 | 5,19 | 4 |
| Со(II) | 5 | 2,20 | -55 |
| Fe(II, III) | 1 | 13,20 | 30 |
| Ag(I) | 1 | 4,91 | -2 |
| Ag(I) | 20 | 4,75 | -5 |
| Таблица 3 | |||
| Сорбционно-спектроскопическое определение тиоцианатных комплексов золота (III) с хлоридом олова (II) в модельных растворах (n=3; Р=0,95) | |||
| Введено Au (III), мг/л | Найдено Au (III), мг/л | Стандартное отклонение S | Относительное стандартное отклонение Sr |
| 0,5 | 0,6±0,05 | 0,004 | 0,05 |
| 3,0 | 3,0±0,05 | 0,004 | 0,05 |
| 5,0 | 4,8±0,02 | 0,001 | 0,02 |
| 7,0 | 6,9±0,02 | 0,001 | 0,02 |
| Таблица 4 | ||
| Сорбционно-спектроскопическое определение (ССО) золота (III) в производственных золотосодержащих растворах | ||
| № пробы | Найдено золота, мг/л, методом | |
| ССО | AAC | |
| 1 | 8,5±0,8 | 8±2 |
| 2 | 8,3±0,8 | 8±2 |
| 3 | 8,6±0,8 | 9±2 |
Замена токсичных цианидных реагентов на безвредные растворители - тиционаты калия или аммония позволяет получать экологически более чистые индикаторные составы для определения золота (III) в водных растворах, а экспрессность определения значительно повышается, если образцы анионита, предварительно насыщенные тиоционатными комплексами золота (111), высушить на воздухе после фильтрации и хранить в склянках с притертыми пробками, а перед использованием, подвергнуть предварительному набуханию в течение 10 минут.
Индикаторный состав для определения золота (III) в водных растворах, содержащий сорбент - анионит АН-25, реагент - хлорид олова (II) и воду, отличающийся тем, что сорбент предварительно насыщен тиоцианатными комплексами золота (III) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Анионит АН-25, предварительно насыщенный | |
| тиоцианатными комплексами золота (III) | 2,0 |
| Хлорид олова (II) | 10,0 |
| Вода | Остальное |
