способ определения меди

Классы МПК:G01N31/16 путем титрования 
G01N27/06 жидкости
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-08-07
публикация патента:

Настоящее изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения меди (II) в технических объектах. Способ определения меди заключается в прямом потенциометрическом титровании комплексоном (III) при рН от 4,1-9,0 с индикаторным электродом из металлического висмута в ацетатном буферном растворе. Изобретение позволяет определять медь (II) при ее содержании 32-660 мкг/мл раствора в электрохимической ячейке с ошибкой единичных определений не более 1%. Результатом является упрощение анализа при использовании нетоксичных материалов. 2 табл., 1 ил., 1 пр.

способ определения меди, патент № 2505810

Формула изобретения

Способ определения меди, включающий прямое потенциометрическое титрование, отличающийся тем, что в процессе прямого титрования в ацетатном буферном растворе при рН от 4,1-9,0 используют индикаторный электрод из металлического висмута.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аналитической химии, а именно для определения широкого диапазона концентраций меди(II) в технических объектах, в частности сплавах и растворах для гальванического покрытия.

Известен способ (аналог) комплексонометрического определения меди(II) в растворе путем его титрования комплексоном(III) с использованием металлоиндикаторов, представленный рядом методик, использующих в качестве органического индикатора различные вещества и смеси, такие как пирокатехиновый фиолетовый, эриохромцианин, хромазурол S, ксиленоловый оранжевый, ПАН, смесь ЭДТАСи и ПАН и прочее. [Schwarzenbach G. Komplexon-Methoden. - Zofingen, 1948; Suk V., Malat M., Jenickova A. // Coll Czech. Chem. Comm., 1955 - Vol.20 - P.158; Manoliu С. // Reviste Chim., 1957 - Vol.16 - P.716; Pande C.S., Srivastava T.S. Complexometric titration of copper(II) using nitrosochromotropic asid as a new metal indicator // Z. Anal. Chem., 1961. - Vol.184. P.248-251; Theis M. Die komplexometrische bestimmung des kupfers in saurer und ammoniakalischer Lösung unter verwenaung von chromazurol S als indicator // Z. Anal. Chem., 1955. - Vol.144. - P.275; Cheng K.L. Bray R.H. 1-(2-Pyridylazo)-2-naphthol as possible analytical reagent // Anal. Chem., 1955. - Vol.27. - P.782-7851. Данные способы позволяют определять медь(II) в растворах при ее содержании до 200-300 мкг/мл.

К недостаткам представленных методик с визуальным контролем конечной точки титрования относятся сложность регистрации последней в мутных или окрашенных посторонними ионами растворах, побочные реакции самого металлоиндикатора, а также нередко размытость перехода окраски.

Из известных технических решений наиболее близким (прототипом) по назначению и технической сущности к заявляемому объекту является титриметрический способ определения меди с мурексидом в аммиачном буферном растворе с рН 8 [Flaschka H. // Mikrochem, 1952 - Vol.39 - P.38]. К недостаткам данного способа (прототипа) можно отнести:

- использование визуального способа, который вносит ошибку от субъективного восприятия аналитиком момента перехода окраски;

- необходимость точно дозировать буферный раствор и постоянно контролировать значение рН вследствие его низкой концентрации и недостаточной буферной емкости;

- реакция мурексида является конкурирующей с реакцией образования комплекса с титрантом, что снижает чувствительность метода и скорость протекания аналитической реакции;

Недостатки прототипа устраняет:

Предлагаемый способ прямого титрования в ацетатном буферном растворе, при рН от 4,1 до 9,0, в котором используется потенциометрическая фиксация точки эквивалентности с индикаторным электродом из металлического висмута. При этом не требуется точного контроля рН. Точка эквивалентности всегда находится на пике дифференциальной кривой титрования, равновесие устанавливается за 1-2 мин в каждой точке, заявляемый способ определяет содержании меди(II) в исходном растворе 32-660 мкг/мл с ошибкой до 1%.

Осуществление способа.

Анализы известных проб показывают корректную работу электрода: результаты, полученные методом «введено-найдено», имеют отклонение результатов от истинных значений не более 1% в диапазоне концентраций меди 32-660 мкг/мл раствора в электрохимической ячейке, и не более 3% при содержании 19-32 мкг/мл раствора.

Определению меди по заявляемому способу не мешает наличие в растворе таллия (I), щелочных и щелочноземельных металлов, содержание которых может превышать содержание меди в растворе на порядок и более. Ионы цинка (II), свинца (II), олова (II), кобальта (II), никеля (II), кадмия (II), галлия (III), хрома (III) и алюминия (III) титруются совместно с медью и должны быть удалены любым из известных способов.

Наличие в растворах железа (III) и серебра даже в небольших количествах делают анализ невозможным вследствие окисления поверхности индикаторного электрода. Галогениды в анализируемом растворе приводят к образованию нежелательных соединений с материалом электрода и должны быть удалены.

Пример

Собирают гальваническую цепь, состоящую из высокоомного потенциометра, хлоридсеребряного электрода сравнения, индикаторного электрода из металлического висмута в ячейке для титрования и соединительного электролитического мостика (ключа), заполненного насыщенным раствором нитрата калия. Нитрат калия в данном способе заменяет собой хлорид калия во избежание осаждения оксохлорида висмута (III) на поверхности индикаторного электрода. Индикаторный электрод должен иметь большую площадь поверхности для получения максимального отклика и быть тщательно зачищен от окислов фильтровальной бумагой. Зачистка абразивами или синтетическими материалами не рекомендуется.

Азотнокислый или сернокислый анализируемый раствор, содержащий 0,32-6,6 мг меди на каждые 10 мл, помещают в ячейку для титрования, нейтрализуют щелочью и вводят 0,1 мл 1 М ацетатного буферного раствора с рН 4,1-7,0 или 0,1 мл 1 М раствора ацетата натрия. Для получения максимальных скачков потенциала в точке эквивалентности рН раствора должно иметь значение 5,0-9,0.

Определение проводят следующим образом. Титруют пробу из микробюретки 0,001-0,05 моль/л раствором комплексона (III), ожидая установления потенциала в каждой точке не менее 1 минуты. Точка эквивалентности соответствует потенциалу середины скачка на интегральной кривой потенциала или пику на дифференциальной кривой (Фиг.1). Скачки потенциала составляют от 20 до 40 мВ, но прослеживаются очень четко, так как вблизи точки эквивалентности в процессе титрования потенциал практически не изменяется.

Анализируют не менее трех различных аликвот, рассчитывают содержание меди в образце и проводят статистическую обработку данных. В табл.1 приведены экспериментальные результаты зависимости величины скачка потенциала от рН раствора. Как видно из табл.1, наибольшие скачки потенциала в точке эквивалентности, следовательно, наибольшая чувствительность и точность заявляемого способа достигается при значениях рН от 4,7 до 9,0.

В таблице 2 представлены результаты контрольных определений меди (II) в растворе по предлагаемому способу. Результаты опытов, приведенные в табл.2 показывают, что заявляемый способ определяет содержании меди (II) в исходном растворе 32-660 мкг/мл с ошибкой до 1%, а в исходном растворе 19-32 мкг/мл с ошибкой до 3%.

Таблица 1
Контрольные определения меди (II) в ацетатной буферной смеси
рН р-раВведено, мгНайдено, мгВеличина скачка потенциала, мВОшибка, %
3,67,999 8,399355,0
4,17,999 8,051200,65
4,77,999 8,011300,15
5,07,999 8,011350,15
6,05,730 5,745400,26
7,216,02 15,9435-0,50
9,016,02 15,9440 -0,50

Влияние рН на правильность определений меди (II) (объем раствора 25 мл, температура 25°С, время 2,5-5 мин, число параллельных определений 3)

Таблица 2
Контрольные определения меди (II)
Введено, мгНайдено, мг Опр. конц., моль/лОпр. конц., мкг/мл Скачок потенциала, мВОшибка, %
16,4616,42 1,036×10-2 658,465-0,24
9,8639,875 6,218×10-3 394,5650,12
6,5766,544 4,145×10-3263,0 50-0,49
1,926 1,9231,214×10 -377,0445 -0,16
1,605 1,5971,012×10 -364,2040 -0,50
0,8024 0,80855,058×10 -432,1030 0,76
0,4814 0,49473,035×10 -419,2620 2,76

Объем раствора 25 мл, температура 25°С, время 2,5-5 мин, pH=7,2, число параллельных определений 3

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2505810

patent-2505810.pdf

Класс G01N31/16 путем титрования 

способ определения цинка -  патент 2508539 (27.02.2014)
способ определения свинца -  патент 2505809 (27.01.2014)
фосфат лития-железа со структурой оливина и способ его анализа -  патент 2484009 (10.06.2013)
способ определения полигексаметиленгуанидин гидрохлорида в дезинфицирующем средстве -  патент 2479839 (20.04.2013)
способ определения содержания формиатов щелочных металлов в противогололедных реагентах -  патент 2478203 (27.03.2013)
способ определения висмута -  патент 2477468 (10.03.2013)
способ количественного определения кальция и магния в лекарственном растительном сырье -  патент 2466387 (10.11.2012)
способ титриметрического определения массовой доли основного вещества в стандартном образце состава , '-дигидрооксидиэтилсульфида -  патент 2453838 (20.06.2012)
способ определения содержания сероводорода и легких меркаптанов в нефти -  патент 2426985 (20.08.2011)
способ разделения меди (i) и меди (ii) -  патент 2416452 (20.04.2011)

Класс G01N27/06 жидкости

способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модицифированном коллоидными частицами золота -  патент 2528584 (20.09.2014)
способ измерения электропроводности раствора электролита -  патент 2519495 (10.06.2014)
способ контроля степени очистки по стадиям рафинации растительных масел -  патент 2517763 (27.05.2014)
способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами серебра -  патент 2510016 (20.03.2014)
способ контроля качества (безопасности) растительных масел и расплавленных жиров -  патент 2507511 (20.02.2014)
способ определения свинца -  патент 2505809 (27.01.2014)
компаратор для измерения солености морской воды -  патент 2498284 (10.11.2013)
способ определения численности микроорганизмов в воздухе -  патент 2493258 (20.09.2013)
способ определения экологического состояния водоемов -  патент 2492641 (20.09.2013)
контактный датчик удельной электрической проводимости жидкости -  патент 2491538 (27.08.2013)
Наверх