Способ осуществления каталитической реакции окислений йодида молибдатомкв пmm тттш

 

(») 42!925

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

:оциалистимеских

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.08.72 (21) 1820526j23-26 (5) ) М. Кл. С 01п 31, 10

C) Оlп 33!16

C) 0!и 27,) 46

С Olb 25/26 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совете Министров СССР оо делам изобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 30.03.74. Бюллетень ЛЪ 12

Дата опубликования описания 05.09.74 (53) УД1х 543.257,5:

: 546. 185 (088,8) (72) Лвторы изооретения

М. Л. Цап, В. Я. Кисель и Л. С. Макковей

Украинский научно-исследовательский институт земледелия (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ

РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЙ ЙОДИДА МОЛИБДАТОМ

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно, к способам осуществления каталитических реакций окисления йодида молибдатом в присутствии фосфора как катализатора преимущественно при биамперокинетическом определении фосфора в вытяжках из растительных объектов.

Из)вестен способ осуществления каталитической реакции окисления йодида молибдатом в присутствии фосфора как катализатора, включающий введение серной кислоты, молибдата и йодида в исходный раствор, содержащий фосфор.

Недостатком известного способа является малая скорость протекания реакции, что не обеспечивает необходимой чувствительности, точности и воспроизводимости результатов определения микроколичеств фосфора.

Цель изобретения — увеличение скорости реакции окисления йодида молибдатом.

Для этого предлагается доводить концентрацию серной кислоты в конечном объеме анализируемой вытяжки или раствора до

0,08 — 0,12 н., преимущественно 0,1 н;, молибдата 1,0 . 10 — 1,2 10 з М, преимущественно

1,1 10 М, йодида 1,8 10 2 — 2 10 М, преимущественно 1,9 10 2М. При этом биамперометрическую регистрацию скорости каталитической реакции можно проводить при напряжении на индикаторных электродах 90—

110 мв, преимущественно при 100 мв, и постоянной температуре в интервале 20 — 30 С, преимущественно при 25 C.

В этом случае скорость каталнтической реакции возрастает примерно в 50 — 60 раз, что позволяет сократить продолжительность экспозиции прн снятии бнамперометрического сигнала до 5 — 6 сск. Ilредлагаемые оптимальные условия обеспечивают протекание реакции в две стадии: первая — сверхбыстрая обусловлена каTàëèòè÷åñêèì действием фосфора на процесс окисления йодида молибдатом, вторая — замедленная заключается в постепенном окислении йодида кислородом воздуха. Индукционный период здесь практически отсутствует.

Il р и м е р. Ланализируемый образец растительного материала сжигают смесью серной и хлорной кислот нли озоляют в муфельной печи при 450 — 500"C. Вытяжку готовят по известной методике. Одновременно готовят «холостой» опыт, содержащий все реактивы, используемые в процессе приготовления вытяжки.

Лликвотную часть вытяжки или стандартного раствора пятиокиси фосфора, содержащую, например, 0,1 — 20 мкг пятиокиси фосфора, вносят прн помощи отградуированной пипетки в реактор, например химический стакан, ем30 костью 50 мл, добавляют расчетное количест421925 во стандартного раствора серной кислоты (с тем, чтобы общая кислотность в конечном объеме — 25 мл составляла 0,1 н.) и доводят объем кидкостп в реакторе бидистиллятом до 22 мл.

Одновремсшю в другом реакторе готовят контрольный раствор, состоящий из аликвоты

«холостого» опыта, бидистиллята и стандартного раствора серной кислоты.

11ри получении данных для построения калибровочного графика раствором сравнения служит подкисленный серной кислотой бидистиллят объемом в 22 мл. Реакторы с анализируемым и контрольным растворами или раствором сравнения ставят в термостат на

30 — 40 мип, чтобы довести температуру исследуемого и контрольного растворов до 25

=0,1""С. Рабочие растворы (0,027 М раствор гептамолибдата аммония и 0,24 М раствор йодистого калия) помещают в пробирки, которые заранее опускают в соответствующую тсрмостатирующую ячейку, присоединенную к ультратермостату. Температуру воды, поступающей из ультратермостата в термостатирующую ячейку, устанавливают на уровне 25

0,1 С.

Реактор с раствором сравнения или контрольным раствором, доведенным в термостате до температуры 25:0,1 "С, помещают в другую термостатирующую ячейку, присоединенную к ультратермостату и установленную на рабочей площадке биамперометрического анализатора. Б реактор опускают магнитный элемент и включают магнитную мешалку. Затем подают на платиновые электроды напряжение около 100 мв и опускают их в реактор. Далее в реактор вносят отградуированной пипеткой

1 мл термостатированного рабочего раствора гептамолибдата аммония. При этом указатель микроамперметра должен оставаться на нулевом делении шкалы. В реактор добавляют

2 мл термостатированного рабочего раствора йодистого калия, после чего указтель микроамперметра, мгновенно отклонившись вправо — в сторону больших делений шкалы быстро возвращается влево и на некоторое время (15 — 20 сек) останавливается. Затем указатель микроамперметра начинает медленно сдвигаться в сторону больших делений шкалы.

По-видимому, замедленный рост силы тока в электроизмерительной цепи во второй — медленной стадии реакции является результатом окисления йодистого калия кислородом возду ха и работы пары 1>/21 —. Однако наблюдаемые изменения показаний микроамперметра в этой стадии не представляют интереса с аналитической точки зрения.

Отсчет показаний микроамперметра снимают через 5 — б сек после добавления в реактор рабочего раствора йодистого калия. Сила тока, регистрируемая в этот момент микроамперметром, характеризует скорость быстро протекающей некаталитической реакции в растворе сравнения HJIH контрольном растворе. 1очпо так же измеряют суммарную скорость двух одновременно протекающих реакций— каталитической и некаталитической в исследуемых стандартных растворах фосфора или

5 в анализируемых вытяжках.

Сравнительно быстрое достижение равновесия в электрометрической цепи (через 5—

b сск после добавления йодистого калия) свидетельствует о коренном изменении характера

10 известнои ранее индикаторной реакции под деиствием выбранных оптимальных физикохимических условий.

При определении скорости кинетической реакции, обусловленной долями микрограмма

15 пятиокиси фосфора, токи регистрируют при помощи выносного микроамперметра типа

М 13б (предел измерений 0 — 1 мка). В присутствии 1 — 20 мкг пятиокиси фосфора токи измеряют посредством микроамперметра М 900

20 (предел измерений 0 — 10 мка).

11ользуясь данными биамперокинетического анализа стандартных растворов пятиокиси фосфора и раствора сравнения строят калибровочный график в координатах сила тока—

25 концентрация. На ocb ординат откладывают разность между показаниями микроамперметра для стандартного раствора фосфора и раствора сравнения, на ось абсцисс — концентрацию пятиокиси фосфора в микрограммах.

Новый способ открывает большие перспективы при использованаии его для изучения обмена веществ на молекулярном уровне.

Содержание пятиокиси фосфора в исследуе35 мой вытяжке рассчитывают, пользуясь данными биамперокинетического анализа этой вытяжки и заранее с составленным колибровочной графиком. Содержание фосфора в нализирусмом растительном объекте вычисляют по

40 формуле

Х=. 10, аb где Х вЂ” содержание пятиокиси фосфора в

45 анализируемой растительном материале,, с — концентрация пятиокиси фосфора, найденная па калибровочном графике, мкг;

50 V — объем исходной вытяжки (250 мл); а — навеска растительного объекта (0,2 г); в — объем вытяжки, взятой для анализа (2 мл);

Подставив значения индексов в формулу, получают

Х= . 10-4 0 Об25. С

0,2 2

Предлагаемый способ обладает высокой чувствительностью (01 мкг Р О5 в 25 мл раствора) и точностью (относительная ошибка определения 2,9 ); быстрота измерения 5—

65 б сек.

421925

Предмет изобретеHIHя

Составл гель Ю. Куценко

Техред Е. Борисова

Редактор К. Вейсбейн

Корректор Т. Хворова

Заказ 2119,17 Изд.. и 1445 Тггрмк 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

1. С по соб осуществления к а та ли ти ческой р еакции окисления йодида молибдатом и присутствии фосфора как катализатора, преимущественно при биамперокинетическом определении фосфора в вытяжках из растительных объектов,,включающий введение серпой кислоты, молибдата и йодида в исходный раствор, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости реакции, серную кислоту вводят до концентрации 0,08 — 0,12 н., преимуще6 ственно 0,1 н, молибдат 1.10 — — 1,2 10 — М, преимущественно 1,1 ° 10 — з М, йодид 1,8 10 — — — 2.10 — М, преимущественно 1,9 10 — - М.

5 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью биамперометрической регистрации скорости реакции, в анализируемый раствор погружают индикаторные платиновые электроды и подают на 11»v напряжение 90—

10 110 мв, преимущественно 100 л1в, а реакцию проводят при постоянной температуре в диапазоне 20 — 30 С, преимущественно при 25 С.