способ фотометрического определения рения (vii)

Формула изобретения

Способ фотометрического определения рения(VII), включающий приготовление раствора рения(VII), восстановление его раствором SnCl₂ до рения(IV), переведение в комплексное соединение и измерение коэффициента диффузного отражения на поверхности кремнезема, отличающийся тем, что используют комплексообразователь сорбент - кремнезем, химически модифицированный меркаптопропильными группами, и измеряют коэффициент диффузного отражения комплекса рения(IV) при 410 нм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аналитической химии редких металлов, в частности к фотометрическому определению рения(VII), например, в сточных водах и бедных производственных растворах.

Известен индикаторный состав для определения Re(VII) в водных растворах методом спектроскопии диффузного отражения [п. РФ №2227913, МПК G01N 31/32, 21/78, опубл. 27.04.2004, Бюл. №12].

Недостатками метода являются: большой объем анализируемой пробы (50 мл) и использование дорогостоящего сорбента - анионита АВ-17-10П.

Известен способ определения рения(VII) с использованием в качестве сорбента пенополиурентана марки «морозостойкий» [п. РФ №2266536, G01N 31/32; G01N 21/78, опубл. 2005.12.20]. Предложенный способ пригоден для определения малых количеств рения: 0,003-0,1 мкг/мл.

К недостаткам данного способа относятся: узкий диапазон определяемых концентраций (0,003-0,1 мкг/мл), большой объем анализируемой пробы (25 мл) и длительность анализа (17 мин).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения рения(VII) с использованием кремнезема, химически модифицированного N-аллил-N'-пропилмочевинными группами [п. РФ №2254565, МПК G01N 21/76, опубл. 2005.06.20 (прототип)]. Способ основан на использовании образования окрашенного соединения рения с функциональными группами сорбента в присутствии хлорида олова(II). Методика включает добавление к раствору рения(VII) хлороводородной кислоты, 0,08 М раствора хлорида олова(II) в 2 М HCl, внесение 0,1 г модифицированного сорбента, интенсивное перемешивание при температуре 95°С и измерение коэффициента диффузного отражения.

Техническим результатом изобретения является снижение предела обнаружения, снижение температуры анализируемой пробы и уменьшение продолжительности анализа.

Технический результат достигается тем, что в способе фотометрического определения рения(VII), включающем приготовление раствора рения(VII), восстановление его раствором SnCl₂ до рения(IV), переведение в комплексное соединение и измерение коэффициента диффузного отражения на поверхности кремнезема, новым является то, что используют комплексообразователь сорбент-кремнезем, химически модифицированный меркаптопропильными группами и измеряют коэффициент диффузного отражения комплекса рения(IV) при 410 нм.

Сущность способа заключается в том, что на поверхности кремнезема, химически модифицированного меркаптопропильными группами (SiO₂-(СН ₂)-SH), в присутствии SnCl₂ происходит концентрирование рения(IV) из его раствора за счет комплексообразования с функциональными группами сорбента. При этом рений концентрируется из его раствора на относительной малой массе сорбента.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что рений(VII) выделяют из раствора кремнеземом, химически модифицированным меркаптопропильными группами, и измеряют коэффициент диффузного отражения комплекса рения(VII) при 410 нм. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию «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».

Способ определения рения(VII) реализуется следующим образом. Аликвоту анализируемого раствора, объемом до 10 мл, содержащую до 80 мкг рения(VII), помещают в градуированную пробирку с притертой пробкой, емкостью 25 мл, создают кислотность 2 М по HCl, добавляют 1 мл 0,1 М SnCl₂ в 2 М HCl, доводят раствор до 10 мл, вводят 0,1 г химически модифицированного кремнезема и интенсивно встряхивают в течение 10 минут. Затем раствор декантируют, кремнезем с сорбированным рением промывают дистиллированной водой, перемещают во фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения влажного образца при 410 нм относительно холостого (без рения) образца. При сорбции рения(IV) на поверхности сорбента развивается желтая окраска, характерная для его комплексов. Этот эффект и положен в основу сорбционно-фотометрического определения рения(VII) в фазе сорбента методом спектроскопии диффузного отражения.

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

.

Содержание рения находят по градуиовочному графику, построенному в условиях определения в координатах C _Re(VII)- F(R), где C_Re(VII) - концентрация рения на поверхности кремнезема, мкг/0,1 г. Линейность градуировочного графика сохраняется в диапазоне 1-80 мкг/0,1 г сорбента. Предел обнаружения рения при навеске сорбента 0,1 г составляет 0,3 мкг.

Для построения градуировочного графика аликвоты солянокислого (2 М по HCl) раствора рения(VII), не превышающие 10 мл, с содержанием рения до 8 мкг/мл, помещают в пробирки с притертой пробкой. Добавляют 1 мл 0,1 М раствора SnCl₂ в 2 М HCl, вносят 0,1 г химически модифицированного кремнезема и интенсивно встряхивают в течение 10 минут. Затем раствор декантируют, кремнезем промывают дистиллированной водой и измеряют коэффициент диффузного отражения влажного образца относительно холостого.

Введение в анализируемый раствор кремнезема, химически модифицированного меркаптопропильными группами, и SnCl₂ позволяет снизить предел обнаружения, снизить температуру анализируемого раствора и сократить продолжительность анализа. Параметры предлагаемого метода и параметры прототипа представлены в таблице 1.

Таблица 1 Сопоставление параметров предлагаемой методики с методикой прототипа
Параметры	Предлагаемый способ	Прототип
Предел обнаружения, мкг	0,3	0,5
Продолжительность анализа, мин	10	15
Температура, °С	20	95

Воспроизводимость способа определения рения(VII) проверена методом «введено-найдено» в модельных растворах. Полученные данные приведены в таблице 2.

Таблица 2
Введено рения, мкг/мл	Найдено рения, мкг/мл	Sr
0,03	0,10±0,01	0,12
0,1	0,090±0,005	0,05
1,5	1,30±0,05	0,04
3,0	2,9±0,2	0,05
6,0	6,1±0,3	0,05
8,0	7,9±0,5	0,06
12,0	8,5±0,9	0,1

Проверено влияние на результаты определения рения(VII), присутствие его аналога рутения(VII), часто сопутствующего в анализируемых образцах. При соотношении рений(VII):рутений(VII) 1:1000 мешающего влияния рутения не наблюдается.

Таким образом, добавление химически модифицированного кремнезема в анализируемый раствор с целью концентрирования рения позволяет снизить предел обнаружения, уменьшить температуру анализируемого раствора и сократить продолжительность анализа. Приведенные примеры подтверждают пригодность предлагаемого способа определения рения(VII) в интервале концентраций 0,1-8 мкг/мл (V=10 мл). Сорбция в статическом режиме протекает достаточно быстро (время установления сорбционного равновесия не превышает 10 минут) и количественно.