Способ определения сурьмы в сточных водах

Изобретение относится к аналитической химии и экологии и связано с определением микроконцентраций сурьмы в воде. Способ предусматривает подготовку анализируемой пробы путем концентрирования анализируемого раствора, содержащего сурьму, до сухого остатка, растворение сухого остатка в 3,5-4,0 М соляной кислоте, помещение подготовленной пробы в раствор, содержащий 30-40% раствор иодида калия, 10-15% раствор аскорбиновой кислоты, выдержку полученной смеси в течение 15-25 минут и добавление металлического цинка, отгонку полученного продукта пропусканием через поглотительный раствор частично окисленного дифенилкарбазида до прекращения изменения окраски поглотительного раствора, фотометрирование поглотительного раствора. Достигается повышение селективности и чувствительности анализа. 3 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к химическим способам анализа микроконцентраций и может быть применено в аналитической химии и экологии, в частности для определения микроконцентраций сурьмы в воде.

Сурьма относится к числу сравнительно широко распространенных загрязнителей природных вод, что связано с широким применением ее соединений в сельском хозяйстве и промышленности. ПДК сурьмы в воде по санитарно-гигиеническим нормативам составляет 50 микрограмм/л НЕМОДРУК А.А. Аналитическая химия сурьмы. М.: Наука, 1978, с.44-51, что накладывает соответствующие требования на способы ее определения в воде.

Известен способ определения сурьмы, включающий переведение анализируемого материала в раствор, введение в него раствора основного красителя - феносафразо зеленого "В", экстракцию образовавшегося ионного ассоциата органическим растворителем в присутствии 2-5 н раствора серной кислоты и последующее измерение оптической плотности экстракта. Определению не мешают 3000-кратный избыток никеля, 6000-кратный кобальта, 1000-кратный меди, 1600-кратный марганца, 40-кратный золота, 600-кратный висмута, 1000-кратный цинка, 50-кратный талия. SU 1458816, G01N 31/22, 1989.15.02.

Известны способы определения концентраций сурьмы, основанные на способности сурьмы образовывать окрашенные комплексы с неорганическими анионами. SU 1270696, G01N 31/22, 1/28, 1989.15.02.

Однако известные способы довольно трудоемки, имеют недостаточно низкие пределы обнаружения.

Для определения сурьмы в различных объектах ее обычно отделяют от мешающих компонентов отгонкой в виде стибина с фотометрическим окончанием по реакции с диэтилдитиокарбаминатом серебра. Определению мешают мышьяк и германий Немодрук А.А. «Аналитическая химия сурьмы», М.: Наука, 1978, 232 с.

Известно, что сурьма и ее соединения взаимодействуют с органическими реагентами, в состав которых входят -S-2, SH-, О=, -N=N- группы. Одним из таких реагентов, используемых для качественного определения сурьмы, является спиртовый раствор частично окисленного дифенилкарбазида (ДФК), который вступает в реакцию комплексообразования с сурьмой (III). Жельвис А.И. «Качественная цветная реакция на сурьму», Журнал аналитическая химия, 1957, Т.12, №3, с.421.

Однако данная реакция используется для качественного определения сурьмы.

Задачей заявляемого изобретения является создание количественного способа определения сурьмы в сточных водах фотометрированием.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение селективности и чувствительности определения.

Это достигается тем, что способ определения сурьмы в сточных водах, характеризующийся тем, что он предусматривает подготовку анализируемой пробы путем концентрирования раствора, содержащего сурьму до сухого остатка, растворение сухого остатка в 3,5-4 М соляной кислоте, помещение подготовленной пробы в раствор, содержащий 30-40% раствор йодида калия, 10-15% раствора аскорбиновой кислоты, выдержку полученной смеси в течение 15-25 минут и добавление металлического цинка, отгонку полученного продукта пропусканием через поглотительный раствор частично окисленного дифенилкарбазида до прекращения изменения окраски поглотительного раствора, фотометрирование поглотительного раствора.

Отличием заявляемого решения от известных заключается в количественном методе определения сурьмы в виде стибина (гидрида), основанного на отгоне его в раствор частично окисленного дифенилкарбазида (раствор содержит смесь, состоящую из дифенилкарбазида и дифенилкарбазона; последний необходим для протекания окислительно-восстановительной реакции между стибином и дифенилкарбазоном сопровождающейся образованием дифенилкарбазида и сурьмы (III)) с последующим фотометрированием образуемого продукта реакции. Отгон сурьмы в виде стибина повышает селективность определения, так как при этом происходит отделение основы от элемента (сурьмы). Применение в качестве определяемой формы стибин, вместо сурьмы (III) позволяет повысить чувствительность определения, что способствует возможности применения дифенилкарбазида в качестве фотометрируемого реагента.

Для повышения чувствительности метода возможно использование этилизоамиловую среду. Жельвис А.И. «Качественная цветная реакция на сурьму», Журнал аналитическая химия, 1957, Т.12, №3, с.421.

Сущность изобретения заключается в подготовке анализируемой пробы путем концентрирования анализируемого раствора до сухого остатка и растворение сухого остатка в соляной кислоте, получении стибина (гидрида) путем помещения подготовленной пробы в раствор, содержащий раствор йодида калия и аскорбиновой кислоты, выдержку полученной смеси в течение 15-25 минут и добавление металлического цинка, отгонку выделившегося стибина, пропусканием через поглотительный спиртовый раствор частично окисленного раствора дифенилкарбазида до прекращения изменения окраски поглотительного раствора, фотометрирование поглотительного раствора.

Пример 1.

Исходный 0,5 г/л раствор сурьмы готовили растворением 0,468 г SbCl3 в 500 мл воды с добавлением 50 мл HCl (ρ=1,19 г/мл). Его концентрацию проверяли перманганатометрически.

Рабочие растворы сурьмы с концентрацией 4 мкг/мл готовили разбавлением непосредственно перед употреблением.

В анализируемой пробе воды объемом 500 мл растворили 10 г оксида магния и 10 г нитрата магния для защелачивания раствора. Затем пробу выпарили досуха. Сухой остаток растворили в 10 мл 4 М HCl и количественно перевели в реакционную колбу установки для отгона объемом 25 мл, содержащую 1,5 мл 40%-ного раствора йодида калия, 1 мл 10%-ного раствора аскорбиновой кислоты. Через 25 минут в реакционную колбу поместили 4 г цинка и присоединили ее с помощью газоотводной трубки, содержащей фильтр, представляющей собой вату, пропитанную ацетатом свинца и гидроксидом калия к поглотительной ячейке, содержащей 10 мл 1% спиртового частично окисленного раствора дифенилкарбазида. Поглотительный сосуд защищен от действия света.

В процессе отгона стибина, реагирующего с дифенилкарбазидом, происходит изменение окраски поглотительного раствора. Отгон проводили в течение 30-40 минут до прекращения изменения окраски поглотительного раствора. Оптическую плотность раствора измеряли при 590 нм относительно исходного раствора реагента, выдержанного в течение всего времени отгона в темноте. По результатам анализа условный молярный коэффициент светопоглощения при длине волны 590 нм составил εусл=4,0·103. Для учета наличия примесей сурьмы в реактивах обязательна постановка контрольного опыта

Пример 2. Способ осуществляли аналогично примеру 1, но после выпаривания сухой остаток растворяли в 10 мл 3,5 М HCl и помещали в раствор, состоящий из 30%-ного раствора йодида калия, 1 мл 15%-ного раствора аскорбиновой кислоты, в поглотительную ячейку помещали 10 мл 1%-ного частично окисленного этилового раствора дифенилкарбазида и 5 мл изоамилового спирта.

Для обоснования селективности заявляемого изобретения в раствор, содержащий все реагенты по способу, прибавляют стандартный раствор мышьяка (см. пример 3).

Пример 3. Способ осуществляли аналогично примеру 1, но исходный 0,5 г/л раствор сурьмы готовили растворением в мерной колбе на 500 мл 0,468 г SbCl3 в 50 мл HCl (ρ=1,19 г/мл). Объем в мерной колбе доводили водой до метки. Концентрацию раствора проверяли перманганатометрически.

Исходный 0,9 г/л раствор мышьяка готовили растворением 0,119 г As2O3 в 1 н. растворе гидроксида натрия в мерной колбе на 100 мл.

Рабочие растворы сурьмы с мышьяком концентрацией 4 мкг/мл готовили разбавлением непосредственно перед употреблением.

Определению сурьмы заявляемым способом не мешает мышьяк в ставосьмидесятикратном превышение его относительно количества сурьмы. Для определения влияния мышьяка на определение сурьмы в реакционную колбу, содержащую все реагенты, прибавляли стандартный раствор мышьяка и отгоняли полученный раствор по вышеуказанной методике. Концентрацию сурьмы определяли по градуировочному графику (см. чертеж), построенному с использованием стандартного раствора сурьмы. Влияние мышьяка на определение сурьмы приведено в таблице 1. Градуировочный график строили по стандартным растворам сурьмы, результаты определения приведены в таблице 2, по которым был построен калибровочный график (см. чертеж). Результаты определения сурьмы в сточной воде приведены в таблице 3.

Из приведенных данных видно, что предел обнаружения по 3S критерию составил 10 мкг. Способ позволяет определять от 18 мкг/л до 130 мкг/л в пробе с погрешностью от 28% до 7,6%.

Таким образом, предложенный способ определения сурьмы в сточных водах позволяет определять от 10 мкг сурьмы в пробе, что улучшает селективность и чувствительность определения.

Для проведения анализа были использованы следующие реактивы: аскорбиновая кислота ГОСТ-4815-76; дифенилкарбазид ТУ-6-09-07-1672-89; и зоамиловый спирт ГОСТ-5830-79; этиловый спирт ГОСТ-1830-87; йодид калия ГОСТ-4232-74; гидроксид калия ГОСТ-24363-80; гидроксид натрия ГОСТ-4328-77; соляная кислота ГОСТ-14261-77; гранулированный цинк ТУ-6-09-5294-86.

Трихлорид сурьмы ТУ-6-09-636-76; Ангидрид мышьяковистый ГОСТ-1973-77.

Таблица 1
Влияние мышьяка на отгон сурьмы (λ=590 нм, l=2 см, n=3).
Количество отгоняемой сурьмы, мгКоличество отгоняемого мышьяка, мгΔА
0,0100,070
0,010,900,071
0,011,800,070
0,0200,131
0,021,800,131
0,023,600,131
0,0300,197
0,032,700,197
0,035,400,198
0,0400,262
0,043,600,263
0,047,200,262
0,0500,328
0,054,500,327
0,059,000,327
0,0600,392
0,065,400,392
0,0610,80,393

Таблица 2
Изменение оптической плотности поглотительного раствора от количества отгоняемой сурьмы(λ=590 нм, l=2 см, n=3).
Количество отгоняемой сурьмы, мгΔА
0,010,07
0,020,131
0,030,197
0,040,262
0,050,328
0,060,392

Таблица 3
Содержание сурьмы в сточной воде (λ=590 нм, l=2 см, n=5)
№ образцаВведено сурьмы мг/лΔАНайдено сурьмы, мг/лSr, %
I*0,00

0,02

0,04

0,06
0,20

0,27

0,33

0,43
0,061±0,012

0,082±0,011

0,101±0,012

0,131±0,011
19,7

13,4

11,9

8,4
II**0,00

0,02

0,04

0,06
0,050

0,1260

0,220

0,270
0,031±0,006

0,052±0,006

0,070±0,006

0,092±0,007
19,4

11,5

8,6

7,6
III***0,00

0,02

0,04

0,06
0,03

0,09

0,14

0,19
0,018±0,005

0,040±0,006

0,058±0,006

0,079±0,006
27,8

15,0

10,3

7,6
*) сточные воды машиностроительного предприятия I;
**) сточные воды машиностроительного предприятия II;
***) речная вода ниже сброса;
Sr - погрешность определения

Таким образом, предлагаемый способ фотометрического определения сурьмы позволяет надежно и точно определять сурьму при содержании ее в анализируемых объектах от 0,02 мг/л без отделения сопутствующих элементов.

Способ определения сурьмы в сточных водах, характеризующийся тем, что он предусматривает подготовку анализируемой пробы путем концентрирования анализируемого раствора, содержащего сурьму, до сухого остатка, растворение сухого остатка в 3,5-4,0 М соляной кислоте, помещение подготовленной пробы в раствор, содержащий 30-40%-ный раствор иодида калия, 10-15%-ный раствор аскорбиновой кислоты, выдержку полученной смеси в течение 15-25 мин и добавление металлического цинка, отгонку полученного продукта пропусканием через поглотительный раствор частично окисленного дифенилкарбазида до прекращения изменения окраски поглотительного раствора, фотометрирование поглотительного раствора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области использования микробиологических объектов для контроля загрязнения окружающей среды. .
Изобретение относится к пищевой промышленности, биотехнологии, ликероводочной промышленности, производству безалкогольных напитков и связано с определением содержания катионов, аминов, анионов органических и неорганических кислот в различных средах.

Изобретение относится к области медицины, а именно гигиены и экологии, может быть использовано для анализа и дифференцировки степени чистоты воды с целью профилактики влияния воды на здоровье человека, а также для определения чистоты воды, используемой в лабораторных анализах.
Изобретение относится к методу аналитического биотестирования воды. .

Изобретение относится к области водной токсикологии и санитарной гидробиологии и может быть использовано для оценки токсичности воды при биологическом тестировании сточных и природных пресных вод.

Изобретение относится к исследованию накипеобразования в приближенных к производственным условиях при контролируемых значениях таких параметров как давление и концентрации солей в рабочей жидкости.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для использования на объектах уничтожения химического оружия и для оценки их влияния на экологическую обстановку в регионе.

Изобретение относится к органической химии и может найти применение при определении общей органической загрязненности поверхностных, подземных, питьевых и производственных вод, а также для определения суммарного количества летучих органических соединений в этих водах.

Изобретение относится к микробиологии и экологии, а именно к области определения микробиологического загрязнения водных сред, и может быть использовано для мониторинга поверхностных и подземных вод, а также бактериологического контроля водных растворов и суспензий в медицине, пищевой и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения золота (III) во вторичном сырье и ломе, в природном сырье и технологических растворах.
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для проведения технологического контроля углеводородного газа, чтобы предотвратить коррозию трубопроводов.
Изобретение относится к аналитической химии платиновых металлов и может быть использовано при определении палладия в технологических нитритных растворах аффинажного производства.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к фотометрическому методу анализа, и может быть использовано для определения содержания алюминия (III) в растворах чистых солей и искусственных смесей, содержащих алюминий (III) в очень малой концентрации.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к фотометрическому методу анализа, и может быть использовано для определения содержания железа (II) в растворах чистых солей и искусственных смесей, содержащих железо (II) в очень малой концентрации.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно анализу N,N-диметиламидо-о-этилцианфосфата, его обнаружению и количественному определению. .

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для оценки химической обстановки при проливах ракетного топлива - несимметричного диметилгидразона.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к буровой технике. .

Изобретение относится к биологии, токсикологической и ветеринарной химии, а именно к способам определения N-(бензимидазолил-2)-O-метилкарбамата в биологическом материале, и может быть использовано в практике санэпидстанций, химико-токсикологических и ветеринарных лабораторий.
Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения золота (III) во вторичном сырье и ломе, в природном сырье и технологических растворах.

Изобретение относится к аналитической химии и экологии и связано с определением микроконцентраций сурьмы в воде

Наверх