Каталитический метод определения иридия

Изобретение относится к области аналитической химии и, в частности, может быть использовано при анализе промышленных и природных объектов, содержащих следы иридия. Представлен способ определения концентрации иридия по его каталитическому действию на реакцию окисления водорастворимого порфирина периодатом щелочного металла, согласно которому реакцию окисления осуществляют в среде смеси фосфорной, уксусной и борной кислот при рН 2,00-3,75 при комнатной температуре, при этом в качестве водорастворимого порфирина используют 5,10,15,20-тетракис(4-сульфонатофенил)порфин в концентрации (0,25-1,00)×10^-5 моль/л, а концентрация периодата щелочного металла составляет 0,05-0,20 моль/л. Достигается снижение нижней границы диапазона определяемых концентраций иридия при комнатной температуре. 3 пр., 2 табл.

 

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно, к способу определения количества иридия и, в частности, может быть использовано при анализе промышленных и природных объектов, содержащих следы иридия.

Из уровня техники известен способ определения концентрации иридия по его каталитическому действию на реакцию окисления нитрата ртути (I) раствором сульфата церия (IV) в среде хлорной кислоты с нижней границей определяемых концентраций 5,00×10^-4 мкг/мл и пределом обнаружения 1×10^-4 мкг/мл [авторское свидетельство SU 775690 А1, опубл. 30.10.1980].

Недостатком этого способа является то, что реакцию катализируют только сульфатные растворы иридия, для получения которых требуется длительная обработка проб, а также недостаточно низкий предел обнаружения.

Из уровня техники также известен способ определения концентрации иридия по его каталитическому действию на реакцию окисления 4-амино-4'-метоксидифениламина в водноорганической среде, включающий смешение анализируемой пробы с органическим реагентом и окислителем и последующее измерение оптической плотности раствора во времени, с нижней границей определяемых концентраций 1,5×10^-5 мкг/мл [авторское свидетельство SU 1308895 А1, опубл. 07.05.1987].

Недостатком этого способа является недостаточно низкая граница диапазона определяемых концентраций.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является способ определения концентрации иридия по реакции окисления водорастворимого порфирина с нижней границей определяемых концентраций 1,9×10^-3 мкг/мл и пределом обнаружения 1×10^-3 мкг/мл [Kawamura K. et al. Flow injection analysis combined with a hydrothermal flow reactor: Application to kinetic determination of trace amounts of iridium using a water-soluble porphyrin / Talanta, 2011, V. 84, №5, pp. 1318-1322].

Недостатком этого способа является необходимость поддержания точной температуры растворов и реакционной смеси на заданном уровне (100±1°С или 150°±1°С) во время протекания реакции, так как скорость реакции зависит от температуры, а значит, нужна специальная аппаратура.

Технический результат настоящего изобретения заключается в снижении нижней границы диапазона определяемых концентраций иридия при комнатной температуре.

Технический результат достигается способом определения концентрации иридия по его каталитическому действию на реакцию окисления водорастворимого порфирина периодатом щелочного металла, согласно которому реакцию окисления осуществляют в среде смеси фосфорной, уксусной и борной кислот при рН 2,00-3,75 при комнатной температуре, при этом в качестве водорастворимого порфирина используют 5,10,15,20-тетракис(4-сульфонатофенил)порфин в концентрации (0,25-1,00)×10^-5 моль/л, а концентрация периодата щелочного металла составляет 0,05-0,20 моль/л.

Способ осуществляют следующим образом.

Реакция окисления проводится при комнатной температуре, то есть предлагаемое изобретение не требует использования системы термостатов.

В качестве буферного раствора (рН 2,00-3,75) используется смесь фосфорной, уксусной и борной кислот. Необходимое значение рН достигается с помощью щелочи. В качестве реактивов используются периодат натрия в концентрации 0,05-0,20 моль/л и 5,10,15,20-тетракис(4-сульфонатофенил)порфин в концентрации (0,25-1,00)×10^-5 моль/л.

В реакционный стакан последовательно вносят 5,10,15,20-тетракис(4-сульфонатофенил)порфин концентрацией (0,25-1,00)×10^-5 моль/л., буферный раствор рН 2,00-3,75, анализируемый раствор иридия (III). Смесь перемешивают и вводят раствор периодата натрия с концентрацией 0,05-0,20 моль/л.

Одновременно с началом добавления раствора периодата включают секундомер. Реакционную смесь помещают в кювету фотометрической ячейки (λ=505 нм). Через одну минуту после начала реакции проводят запись кинетической кривой в течение 2-3 мин.

Графически определяют тангенс угла наклона кинетической кривой, который пропорционален содержанию иридия. Концентрацию иридия определяют по градуировочному графику в координатах tgα - C(Ir).

Ниже приведены конкретные примеры осуществления изобретения, в том числе демонстрирующие достижение технического результата. Примеры носят иллюстрирующий характер и не должны ограничивать объем притязаний.

Пример 1.

В реакционный стакан последовательно вносят 5,10,15,20-тетракис(4-сульфонатофенил)порфин концентрацией 0,25×10^-5 моль/л, буферный раствор рН 2,00, анализируемый раствор иридия (III). Смесь перемешивают и вводят раствор периодата натрия с концентрацией 0,05 моль/л.

Одновременно с началом добавления раствора периодата включают секундомер. Реакционную смесь помещают в кювету фотометрической ячейки (λ=505 нм). Через одну минуту после начала реакции проводят запись кинетической кривой в течение 2-3 мин.

Графически определяют тангенс угла наклона кинетической кривой, который пропорционален содержанию иридия. Концентрацию иридия определяют по градуировочному графику в координатах tgα - C(Ir).

Результаты определения иридия по предлагаемому способу приведены в табл. 1.

Из данных, приведенных в табл.1, следует, что заявляемый способ позволяет определять иридий (III) при содержаниях иридия от 0,2×10^-5 мкг/мл (нижняя граница диапазона определяемых концентраций).

Пример 2 (Оптимальные условия).

В реакционный стакан последовательно вносят 5,10,15,20-тетракис(4-сульфонатофенил)порфин концентрацией 0,50×10^-5 моль/л, буферный раствор рН 3,00, анализируемый раствор иридия (III). Смесь перемешивают и вводят раствор периодата натрия с концентрацией 0,15 моль/л.

Записывают кинетическую кривую, как описано в примере 1. Определяют содержание иридия по градуировочному графику.

Результаты определения иридия по предлагаемому способу приведены в табл. 1.

Из данных, приведенных в табл.1, следует, что заявляемый способ позволяет достичь нижней границы диапазона определяемых концентраций иридия 0,2×10^-5 мкг/мл.

Пример 3.

В реакционный стакан последовательно вносят 5,10,15,20-тетракис(4-сульфонатофенил)порфин концентрацией 1,00×10^-5 моль/л, буферный раствор рН 3,75, анализируемый раствор иридия (III). Смесь перемешивают и вводят раствор периодата натрия с концентрацией 0,20 моль/л.

Записывают кинетическую кривую, как описано в примере 1. Определяют содержание иридия по градуировочному графику.

Результаты определения иридия по предлагаемому способу приведены в табл. 1.

Из данных, приведенных в табл. 1, следует, что заявляемый способ позволяет достичь нижней границы диапазона определяемых концентраций иридия 0,2×10^-5 мкг/мл.

Обоснование средних и граничных условий проведения определения иридия по предлагаемому способу представлено в табл. 2.

Приведенные примеры демонстрируют возможность получения с использованием настоящего изобретения низкого придела обнаружения иридия без нагревания при комнатной температуре.

Способ определения концентрации иридия по его каталитическому действию на реакцию окисления водорастворимого порфирина периодатом щелочного металла, отличающийся тем, что реакцию окисления осуществляют в среде смеси фосфорной, уксусной и борной кислот при рН 2,00-3,75 при комнатной температуре, при этом в качестве водорастворимого порфирина используют 5,10,15,20-тетракис(4-сульфонатофенил)порфин в концентрации (0,25-1,00)×10^-5 моль/л, а концентрация периодата щелочного металла составляет 0,05-0,20 моль/л.