Способ экстракционно-фотометрического определения железа

 

О П И СХ и Й -ЕИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистическик

Республик

« >791604

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 0801.79 (21) 2711587/23-26 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 30,12.80. Бюллетень М 48

Дата опубликования описания 3012.80 ()М „з

С 01 G 49/ОО б 01 N 21/27 .В 01 D 11/04

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 543. 42, 062 °

546 72 66 061 .521 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А.И. Сухановская, Г.В. Козачок и Т.И. Горбачева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

Изобретение относится к области аналитической, химии, в частности, к спектрофотометрическому методу определения ультра малых количеств железа посредством экстракции органическим растворителем ионного ассоциата анионного комплекса железа с органическим катионом с последующим образованием роданидного комплекса в органической фазе и может быть применено для контроля качества сырьевых продуктов для оптического стекловарения, волоконной оптики, монокристаллов, непосредственно оптических сред, а также других химических веществ 15 высокой очистки.

Известен способ фотометрического определения железа, включающий экстракцию внутрикомплексного соединения железа из 0,1 н. раствора соляной 20 кислоты раствором (2-этилгексил)фосфорной,кислоты в циклогексане. Для образования окрашенного комплекса в экстракт вводят спиртовый раствор роданида калия. Метод применен для определения 0,1-0,5 мг железа. Применение спиртового-раствора роданида .калия затрудняет очистку препарата роданида, что приводит к высокому холостому опыту. Для определения ЗО долей микрограмма железа метод не применим f1).

Известен экстракционно-фотометрический способ определения железа в виде его смешанных .комплексов с роданид-ионом и монооктиланилин - бензилфосфоновой кислотой (МОАБФ) f2) .

Способ основан на экстракции хлорофоменным раствором МОАБФ смешанного комплекса железа из водного раствора, содержащего 0,3 М роданида калия и 0,15 М по соляной кислоте.

Кислотность в методике строго фиксирована. Оптическую плотность экстракта измеряют при g-450 нм, молярный коэффициент погашения — 5200, относительное стандартное отклонение 0,2-1,8.

Определению мешает уран, молибден и оксалат-ион. Образование окрашенного роданидно-МОАБФ-комплекса железа происходит в водной фазе в присутствии элементов-матрицы, маскирующих агентов и т.д.

Недостатком способа является . невысокая чувствительность с = 5200Ä. закон Бугера Ламберта-Вера выполняется в интервале 5-1000 мкг/10 мл экстракта, открываемый минимум 0,5 мкг/мл.

Наиболее близким по теХнической сущности и достигаемому результату

791604 является способ экстракционно-фотометрического определения железа, основанный на экстракции комплексной кислоты или ее соли железа из семинормального раствора соляной кислоты или хлорида лития гексоном. К экстракту добавляют 0,5 r роданида аммония и определяют железо по интенсивности окраски роданидного комплекса. Чувствительность метЬда 5 мкг железа.

К недостаткам метода следует отнести низкую чувствительность метода, узкий интервал концентраций соляной кислоты или хлорида лития, применение дорогого и сложноочищаемого растворителя. Экспериментальная проверка этого метода показала,что окраска органической фазы не устойчива как за счет образования стойких эмульсий,так и за счет разложения роданидного соединения железа. Метод обладает низкой воспроизводимостью

r3 j.

Недостатки названных методов объясняются тем, что во всех случаях применяются растворители с высокой координационной способностью и недостаточно высокой полярностью. Эти свойства растворителей, являющихся средой для образования роданидной формы соединения железа, препятствуют образованию роданидной гексаформы железа, обладающей наиболее глубокой окраской. Поэтому ни один из выше названных методов не применим для определения 10"5- 10 Ьжелеза, что необходимо для решения поставленной задачи.

Цель изобретения — повыаение чувствительности и селективности определения железа в кислотно-солевых растворах.

Поставленная цель достигается предложенным экстрационно-спеКтрофотометрическим способом определения микроколичеств железа, основанным на экстракции железа из растворов соляной кислоты, хлоридов металлов или смешанных кислотно-солевых растворов с общей концентрацией хлорид-ионов от 1,5 до 8 г ион/л раствором тетрафенилфосфоний хлорида в апротонном полярном органическом растворителе. В качестве полярного растворителя используют дихлорэтан, или нитробензол или хлороформ.

Полученный экстракт, содержащий ионный ассоциат тетрафенилфосфония с анионным хлоридным комплексом железа, обрабатывают водным. родаиидным раствором.

При этом происходит замещение хлорид-,ионов в анионной части ассоциата и образование гексароданоферри«

4т-иона, являющегося наиболее интенсивно окрашенным иэ всех роданидных, форм железа. Окраска развивается йочти мгновенно и остается неизменной

В течение нескольких часов. Максимум

46

По аналогичной схеме выполйяется анализ большой группы солей и оксидов в том числе карбоната магния, карбоната стронция, хлоридов никеля и кобальта. Результаты анализов приведены в таблице. ОШибка определения Прймесей светопоглощения экстракта лежит при длине волны 505 нм. Закон БугераЛамберта-Бера выполняется в интервале концентрации железа от 0,2 до 10 мкг в 4 мл экстракта. Состав комплекса, определенный экспериментально, можно выразить следующим соотношением-. тетрафенилфосфоний, железо, роданидион-2,4-1,6. Открываемый минимум при толщине поглощаемого слоя 10 мм соответствует 0,05 мкг/мл железа.

Коэффициент молярного погашения равен 3,8 10 . Применяемый раствор тетрафенилфосфония хлорида после анализа может быть регенерирован отмывкой водой и слабым раствором соляной кислоты и применяется многократно.

Таким образом, замена экстракции комплексного соеДинения железа кислородсодержащими растворителями с выЯ .сокой донорной активностью на экстракцию ионного ассоциата с тетрафенилфосфонием в апротонном полярном растворителе приводит к расширению области зкстракции железа, повышению чувствительности на порядок, высокой стабильности окраски экстракта, äîïóстимости всех применяемых реактивов.

Предпочтительно использовать в качестве растворителей дихлорэтан, нитробензол, хлороформ. Выполненное исследование показало, что определе нию железа предлагаемым методом сопутствующие примеси не мешают, Пример. Определение примеси железа в оксиде лантана "для оптических целей".

Навеску препарата (2 r) помещают в делительную воронку, в которую предварительно налито б мп воды, 3-5 капель перекиси .водорода и добав40 ляют 7 мл 7,5 н;раствора соляной кислоты, содержимое воронки перемешивают до полного растворения, дают раствору остыть и экстрагируют железо 4 мл 0,015 М раствора тетрафенилфосфония хлорида в дихлорэтане в течение 2-3 мин. После расслаивания фаз, органическую тщательно отделяют и переносят в делительную воронку меньшего размера, в которую предварительно прилито 2 мп 1-2 И раствора роданида аммония, и встряхивают воронку в течение 1 мин. Органическую фазу отделяют, переносят в 1 см кювету и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при А -505 нм с

$ экстрактом холостого опыта в качестве раствора сравнения. Количество железа находят по калибровочному графику, построенному в тех же условиях,79>604

) (мкг) среднее арифметическое

Содержание железа в объекте, Ъ

Относительная ошибка

Иоо)g, /а

Точность

Стандартное откло нение мкг

Навеска, Число опреде лений, Объект

МЯСО технологич. 2

1,8 ° 10

0,125 3,54

0,121

3,53

s+co> технологич. 2

6,3 10

1,27

0,091 7,17

0 051 4,32

0,04 . 10 5

0,234 6,78

0,083

ia,О, для оптич.

5,4 ° 10

1,18

0,051

0,037

0,234

"б

1,7 10

0,38

3,45

N i CE,,OÑ×

CoCg, хч формула изобретения

Составитель A. Жаворонкова

Редактор Т. Пилипенко Техред Н.Ковалева

Корректор Н. Швыдкая

Заказ 9372/17 . Тираж 565

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 железа не превышает 10%, если общее количество железа не менее 0,5 мкг.

Предлагаемый способ определения железа превосходит по чувствительности и селективности все известные методы, отличается простотой исполнения, экспресностью, доступностью всех реактивов. Метод может быть использован для определения железа в разбавленных растворах и окрашенных продуктах

1.Способ экстракционно-фотометрического определения железа, включающий

его экстракцию из хлоридных растворов органическим растворителем с последующим переведением железа в роданидный комплекс и его .фотометрированием, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности определения железа из растворов, содержащих от 1,5 до 8,0 г ион/л хлорид-ионов, в качестве экстрагента используют раствор тетрафенилфосфоний хлорида в апротонном полярном органическом растворителе. при содержании железа на уровне 5 ° 10 Ъ, ПреДлагаемый метод может быть применен для постадийного контроля в технологии и определении качества продуктов для оптических сред, квантовой электроники и других продуктов высокой степени очистки. Благодаря своей экспресности и простоте метод применим в ОТК любого предприятия, 2. Способ по п. 1, о т л и ч à юшийся тем, что в качестве апротонного полярного органического растворителя используют дихлорэтан или нитробензол или хлороформ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.;Е.Сеггеi, G.Chesirit,ж„ "Апа (у t",, 91,662-664, 1966.

2. V.Jagodic, М.Herak. Спектро4р фотометрическое определение железа...

Х. anal. chem., 1976, 282, Р Э, 220.

3. С.L Luke, Спектрофотометрический роданидный метод определения железа в металлах, сплавах, ки45

36, 9 1, 122-129, 1966.