Способ экстракционно-фотометричес-кого определения кобальта

 

Союз Севетскик

Сециалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСК©МУ СВИ ВТВ,ПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву

{22) Заявлено 150677 (21) 2495802/23-26 ®)М. ИЛ.

С 01 С 51/00

G 01 N 21/27

В 01 D 11/04 с прмсоедммемием заявим Но (23) Приоритет

Государственный коинтет

СССР

IIo ямам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 230181, бюллетень HQ 3

Дата опубликования описания 2301,81 (53) УРК 543 42 062

546 73(088 8) (72) Авторы изобретения

Л.В. Холевинская, Л.Н. Емельянова и P.È. Оглоблина (71) Заявители (54) СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА

Недостатком этогс способа является невозможность определения кобальта в глубокоокрашенных и мутных средах, какими являются сточные воды, производственные растворы предприятий цветной металлургии и некоторые другие объекты. Невозможность применения этого споСоба в анализе укато .занных объектов связана с тем, что продукт аналитической реакции

1-тетразолил-3,5-дифенилформазанат кобальта, не извлекается из водной среды ни в один иэ доступных не смешивающихся с водой органических

15 растворителей.

Известен также способ фотометрического определения кобальта в присутствии никеля с использованием

N-метилана базиназО-2-нафтол-6

20 сульфокислот. Это способ обладает хорошей чувствительностью определения кобальта (Е=29400) (3) .

Определение никеля основано на разности значений рН образования комплексов с кобальтом.

Однако этот способ недостаточно селективен.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату

30 является способ экстракционно-фотоИзобретение относится к аналитической химии, а именно к экстракционно-фотометрическим способам определения микрограммовых количеств металлов.

Известны способы определения малых количеств кобальта в растворах, основанные на взаимодействии кобальта с органическими реагентами, в определенных для каждого реагента условиях, с последующим определением концентрации кобальта по интенсивности окраски продукта реакции кобальта н реагента (1) .

Общим недостатком известных способов определения кобальта является низкая селективность реагентов, используемых для целей определения кобальта, не дающая возможности определения кобальта в присутствии никеля — элемента, сопутствующего кобальту практически во всех промышленных и природных объектах.

Известен способ фотометрического определения кобальта с использованием

1-тетразолил-3,5-дифеннлформазана в водном ацетоне. Это способ высокоселектнвен, прост в исполнении, имеет широкий интервал определяемых концентраций кобальта j2, .

Уральский политехнический институт им. С.М. Кирова и Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда ВЦСПС

798045

Значение оптической плотности на аналитической длине волны

Способ определения

Введено Введено, кобаль- никеля, та, мкг мкг

Опыт, 9

0,35

6,00

12, 00

0 55

0,49

18 0

6,00

12,00

18, 00

18, 00

0,68

0,45

0,68

0,20

6,00 метрического определения кобальта с дифенилтиокарбазоном (дитизоном) (4) .

Однако при дитизонатном способе невозможно прямое определение кобальта в присутствии никеля. Обязательным. условием применения этого способа является предварительное разделение этих элементов на ионообменных смолах или химическим путем.

Стадии разделения длительны и ведут к неизбежным потерям определяе- !О мого элемента. Кроме того„ приготовление рабочего раствора дитизона связано с низкой стабильностью реагента, что делает его трудоемким.

Цель изобретення — повышение селективности определения кобальта 15 из растворов, содержащих никель.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве органического реагента используют раствор 1-бензимидазолил-5-п-толилформазана, 20 имеющий следующую структурную формулу

Предлагаемый способ основан на взаимодействии 1-бензимидазолил-5" - 30 толилформазана с кобальтом в интервале рН водной фазы, равной 9-10.

Образующийся в этих условиях формазанат кобальта полностью переходит в хлороформный слой. Никель в этих 35 условиях с формазаном не взаимодействует и в экстракт не переходит.

Таким образом, при использовании предлагаемого реагента достигается разделение кобальта и никеля и соз- 4 ) дается воэможность определения кобальта по оптической плотности хлороформного экстракта, измеренной на длине волны, равной 625 нм.

С использованием дитизо- 1 на (известный)

Способ определения кобальта состоит из отбора пробы, экстракции кобальта в хлороформный слой в присутствии формазана, фотометрирования экстракта и вычисления содержания кобальта по градуировочному графику.

К анализируемому раствору добавляют буферный раствор со значением рН 9-10,хлороформный раствор 1-бензимидазолил-5-и-толилформазана.

После 20-30 с экстракции измеряют оптическую плотность хлороформного экстракта при 1 = 625 нм и толщине поглощающего слоя 1 см против раствора реагента.

Пример. Для построения градуировочного графика в делительные воронки или цилиндры Эггерца берут по 4 мл раствора, содержащего

3,6,12,18 и 24 мгк кобальта соответственно. В каждый раствор добавляют по 2 мл аммиачно-ацетатного буферного раствора со значением рН 10 по 5 мл хлороформного раствора 1-бензимидазолил-5-и-толилформазана (концентрация 1 - 10 з моль/л) . После

20 с экстракции и расслоения фаз измеряют оптические плотности экстрактов при длине волны 526 нм и толщине поглощаемого слоя 1 см, против раствора реагента. По полученным данным строят график зависимости °

На графике по оси абсцисс откладывают значение содержания кобальта в микрограммах, по оси ординат — зна-. чения оптической плотности экстракта при длине волны 625 мм.

Изучают также возможност ь определения кобальта без предварительного отделения от никеля. Результаты соспоставления предлагаемого способа с известным (дитиэонатным) представлены в таблице.

798045

Продолжение таблицы

0,17

0,35

6,00

12, 00

6,00 0,00

12,00 0,00

18,00 0,00

18,00 О, 17

6,00

С использованием.1-бенз- 1 имидазолил-5-п-толилформаэ.ана 2

Как видно иэ таблицы, по каждому методу проанализировано три группы ЗО растворов: растворы, содержащие только кобальт (опыты 1-3), растворы, содержащие только никель (опыты 4-6) и растворы, содержащие оба металла (опыты 7-9). Объем водной фазы в каждом опыте постоянный и равен

5 мл, объем буферного раствора с рН 10 равен 2 мл, объем хлороформного раствора реагента - 5 мл.

Из таблицы видно, что в дитизонатном способе определения кобальта невозможно прямое определение метал-. ла по измерению оптической плотности., экстракта. Как видно из опытов 7-9 определение кобальта в присутствии никеля невозможно. 45

В предлагаемом способе присутствие никеля практически не сказывается на значении оптической плотности кобальтсодержащих; экстрактов, что дает воэможность непосредственно из gp одной аликвоты определить в никельсодержащих растворах концентрацию кобальт а.

Предлагаемый способ определения кобальта по сравнению с существующими способами обеспечивает следующие йреимущества.

1. Позволяет вести определение кобальта без отделения никеля.

2. Определение концентрации кобальта проводить непосредственным 40 измерением оптической плотности: экстракта.

3. Метод непродолжителен - время анализа, включая расчет, составляет в среднем 3 мин. S5

12,00 18,00 0,19

18,00 18 00 0,19

18i 00 0,50

12,00 18,00 0,35

18,00 18,00 0,50

4. Реагент доступен, устойчив в кристаллическом состоянии в течение 5 лет, растворы устойчивы в течение 60 сут ..

Предлагаемый способ обладает значительно большей селективностью действия. Определению не мешают

1000;кратные избытки сульфат-нитрат-, хлорид-, бромид-, иодид-, роданид-, ацетат-, тартрат-, фосфат-, карбонат-, бикарбонат-, хромат-, бихромат-, перманганат- анионов. Определение кобальта возможно в присутствии любых количеств калия, натрия, кальция, магния, хрома, марганца, 500кратного избытка алюминия, таллия, железа (111), любых количеств,висмута, сурьмы, мышьяка, молибдена, тантала, ниобия, титана, ванадия, платины, палладия, золота, ртути (эакисной), 100-кратного иэбытка ртути (окисной), 100-кратных избытков олова {ZV), рения (другие количества рения экспериментально не определялись), бария. Определение кобальта в присутствии меди возможно с использованием маскирующих медь реагентов. Определению кобальта мешает цинк (соизмеримые количества) кадмий и 20-кратный избыток серебра и свинца.

Молярный коэффициент погашения хлороформного раствора формаэаната кобальта составляет 16400, предел определяемых концентраций 2-25 мкг в

1 мл раствора пробы.

Предлагаемый метод дает возможность определять содержание кобальта в пределах 0,04-2 мкг в 1 ыг! пробы.

79В045

Формула изобретения

Составитель A. Жаворонкова

Редактор Н. Егорова Техред М.Рейвес Корректор С. Мекмар

Заказ 9934/24 Тираж 51б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .13035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ экстракционно-фотометрического определения кобальта в слабощелочных растворах, включающий обраэов ание окрашенного комплексного соединения кобальта с хелатообраэующим органическим реагентом, отличающийся тем,что, с целью повышения селективности определения кобальта по отношению к никелю, в качестве органического реагента используют 1-бензимидазолил-5-п-толилформаэан.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пятницкий И.В. Аналитическая химия кобальта. Наука, 1972 .

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2476992/26, кл. С 01 G 51/00, G 01 N 21/24, 31.01,78.

3. Сборник научных трудов Ташкентского университета ° 1976, 9 513, с. 33-35.

4. Иванчев Г Дитиэон и его применение. N., Èíîñòðàííàÿ литература", 1 96 1.