Способ фотометрического определения родия

Изобретение относится к аналитической химии платиновых металлов. Способ заключается в том, что родий (III) выделяют из раствора силикагелем, химически модифицированным дитиокарбаминатными группами, при температуре 90°С и измеряют коэффициент диффузного отражения комплекса родия (III) с дитиокарбаминатными группами на поверхности силикагеля при 410 нм. Достигается упрощение, ускорение и повышение чувствительности анализа. 1 табл.

 

Изобретение относится к аналитической химии платиновых металлов, в частности к фотометрическому определению родия(III), например, в технологических растворах аффинажного производства.

Известен способ фотометрического определения родия(III) по окраске его хлоридного комплекса [Карпова Л.В. Некоторые вопросы эмиссионной и молекулярной спектроскопии / Карпова Л.В., Гутько А.Д. - Красноярск: Центральное бюро технической информации, 1960]. Способ характеризуется очень низкой чувствительностью определения родия.

В качестве прототипа выбран способ фотометрического определения родия(III) с висмутатом натрия [Гинзбург С.И. и др. Руководство по химическому анализу платиновых металлов и золота. - М.: Наука, 1965].

При окислении родия(III) в сернокислой среде образуются его соединения в высших степенях окисления, окрашивающие раствор в фиолетовый цвет.

Раствор комплексного хлорида родия (от 20 до 60 мкг/мл) выпаривают на водяной бане досуха, прибавляют 3-5 мл азотной кислоты и выпаривают несколько раз досуха; остаток растворяют в 10-15 мл воды, приливают 2-3 мл HNO₃ (ρ=1,14 г/см³), раствор переносят в мерную колбу на 100 мл, доводят водой до метки и перемешивают. Аликвотную часть раствора (20 мл) переносят в стакан, емкостью 100 мл, добавляют 6 мл Н₂SO₄ (ρ=1,84 г/см³) и упаривают до выделения паров серного ангидрида, охлаждают, разбавляют водой, переносят в мерную колбу емкостью 50 мл и доводят водой до метки. Затем раствор переносят в коническую колбу емкостью 150 мл. К полученному раствору добавляют 1 г висмутата натрия, перемешивают в течение 15 минут, затем отфильтровывают в сухую колбу и через 5-7 минут измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 550-570 нм.

К недостаткам способа следует отнести высокий предел обнаружения, низкую чувствительность метода, длительность и трудоемкость.

Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности способа, снижение предела обнаружения, сокращение продолжительности анализа и упрощение.

Технический результат достигается тем, что в способе фотометрического определения родия, включающем приготовление раствора родия(III), переведение его в комплексное соединение и измерение интенсивности окраски комплексного соединения, новым является то, что родий(III) выделяют из раствора силикагелем, химически модифицированным дитиокарбаминатными группами, при температуре 90°С и измеряют коэффициент диффузного отражения комплекса родия(III) с дитиокарбаминатными группами на поверхности силикагеля при 410 нм.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что родий(III) выделяют из раствора силикагелем, химически модифицированным дитиокарбаминатными группами, при температуре 90°С и измеряют коэффициент диффузного отражения комплекса родия(III) с дитиокарбаминатными группами на поверхности силикагеля при 410 нм. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения «новизна».

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены, и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Сущность способа заключается в том, что на поверхности модифицированного кремнезема происходит концентрирование родия(III) из его раствора за счет комплексообразования с функциональными группами сорбента, что и позволяет определять меньшие концентрации по сравнению с прототипом.

Способ реализуется следующим образом. Анализируемый образец, содержащий родий, переводят в раствор путем спекания с пероксидом бария при температуре красного каления с последующим выщелачиванием 2 н. раствором хлороводородной кислоты. Родий при этом переходит в раствор в виде комплекса H₃[RhCl₆], а процессы его акватации и гидратации исключаются.

Аликвоту раствора, содержащую 10-500 мкг родия(III), объемом около 10 мл помещают в термостатированную пробирку с притертой пробкой, добавляют 0,1 г химически модифицированного кремнезема, нагревают до 90°С и встряхивают в течение 20 минут. В процессе сорбции родия(III) исходный раствор его хлоридного комплекса обесцвечивается, а сорбент практически мгновенно окрашивается в красный цвет. Затем раствор декантируют, силикагель промывают дистиллированной водой, помещают во фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения влажного образца при 410 нм относительно холостого образца.

Коэффициент диффузного отражения переводят в функцию Гуревича-Кубелки-Мунка по формуле:

Содержание родия(III) находят по градуировочному графику, построенному в координатах C_Rh(III) - ΔF(R), где С_Rh(III) - концентрация родия на кремнеземе, в мкг/0,1 г.

Для построения градуировочного графика аликвоты (V=10 мл) солянокислого (2 н по HCl) раствора родия(III) с содержанием его 1-50 мкг/мл помещают в термостатированные пробирки с притертой пробкой, вносят 0,1 г химически модифицированного кремнезема, нагревают до 90°С и интенсивно встряхивают в течение 20 минут. Затем сорбент отделяют от раствора, помещают во фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 410 нм. Содержание родия в анализируемом растворе находят по градуировочному графику, построенному в условиях определения. Предел обнаружения родия при навеске сорбента 0,1 г и объеме раствора 10 мл составляет 0,3 мкг/мл. Градуировочный график линеен в диапазоне концентраций родия 1-50 мкг/мл.

Введение в анализируемый раствор химически модифицированного кремнезема позволяет повысить чувствительность определения родия(III) и делает возможным определение его в кислой среде, характерной для производственных растворов.

Правильность способа определения родия(III) проверена методом «введено - найдено». Полученные данные приведены в таблице.

Таблица
Результаты фотометрического определения родия(III) с использованием силикагеля, химически модифицированного дитиокарбаминатными группами
Введено родия, мкг/мл	Найдено содержание родия, мкг/мл
1,0	1,05±0,05
5,0	4,9±0,3
10,0	11,3±0,5
30,0	31,1±0,7
50,0	49,0±0,4

Приведенные примеры подтверждают пригодность предлагаемого способа определения родия(III) в интервале концентраций 1-50 мкг/мл (при V=10 мл). Предел обнаружения по предлагаемому способу составляет 0,3 мкг/мл.

При сорбции в динамическом режиме возможно определение родия(III) в растворах с меньшей его концентрацией и более высокой кислотностью, что важно в случаях анализа технологических растворах аффинажного производства.

Способ фотометрического определения родия, включающий приготовление раствора родия (III), переведение его в комплексное соединение и измерение интенсивности окраски комплексного соединения, отличающийся тем, что родий (III) выделяют из раствора силикагелем, химически модифицированным дитиокарбаминатными группами, при температуре 90°С и измеряют коэффициент диффузного отражения комплекса родия (III) с дитиокарбаминатными группами на поверхности силикагеля при 410 нм.