Способ определения хрома (vi)

 

Использование: определение хрома в природных, питьевых и сточных водах. Сущность изобретения: анализируемый раствор пропускают через сильноосновный анионит в форме диска с массой 20 - 30 мг, выполненного из полиакрилнитрильного волокна, наполненного тонкодисперсным анионитом, а перевод в комплексное соединение осуществляют непосредстенно на твердой фазе обработкой дисков раствором дифенилкарбазида в 0,5 - 2,0 н. H₂SO₄ . 4 табл.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения хрома (VI), включающим переведение хрома (VI) в комплексное соединение с дифенилкарбазидом (ДФК) на твердой фазе и может быть использовано при анализе речных, питьевых и сточных вод.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ ионообменной колориметрии с использованием ДФК и смеси тонкодисперсных (30 m) ионитов Amberlyst в форме RSO₃H и R-N(CH₃)₃Cl. Определение проводят в среде 0,02 н.Н₂SO₄. К 100 мл анализируемого раствора, содержащего 1,0 мкг хрома (VI), помещенного в делительную воронку, добавляют 10 мл 0,1 М Н₂SO₄, 3,0 мл суспензии анионита и 1,0 мл суспензии катионита и затем 1,0 мл 0,4%-ного водно-ацетонового раствора ДФК. Затем смесь встряхивают 12 мин, скоагулированный материал фильтруют через фильтровальную бумагу, помещенную в держатель. На фильтровальной бумаге получается диск окрашенного сорбента диаметром 17 мм и толщиной 0,3 мм. Диск фиксируют на стеклянной пластине и измеряют поглощение при 550 и 700 нм. Способ высокочувствителен, позволяет определять 0,002-0,01 мг/л. Недостатком метода является длительность и трудоемкость определения, невозможность автоматизации и главное недостаточная селективность. Например, для повышения избирательности определения и обеспечения возможности использования способа для определения хрома в морской воде проводят экстракционное отделение хрома трибутилфосфатом. Основные характеристики способа приведены в табл. 1 и 2. В табл. 2 перечислены также операции, выполняемые в ходе определения.

Целью изобретения является повышение селективности и упрощение анализа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения хрома (VI) анализируемый раствор пропускают через сильноосновный анионит в форме диска, выполненный из полиакрилнитрильного волокна, наполненного тонкодисперсным анионитом, а перевод в комплексное соединение осуществляют непосредственно на диске обработкой раствором дифенилкарбазида в 0,5-2,0 н. Н₂SО₄.

Химическая основа предлагаемого метода состоит в следующем.

В процессе сорбции хром (VI) в кислой среде в виде аниона переходит в фазу сильноосновного анионообменника (АВ-17). При последующей обработке диска раствором дифенилкарбазида (ДФК) в 0,5-2,0 н.Н₂SO₄ хром (VI) образует окрашенный катионный комплекс, предположительно состава Ме:L=3:2. Диск окрашивается в розовый цвет. Диффузное отражение исходного белого диска резко изменяется. Это изменение связано (в определенном интервале) с концентрацией хрома (VI) в исходном растворе прямо пропорциональной зависимостью. В результате первого процесса в фазу сорбента из 0,01 н.Н₂SO₄ могут извлекаться наряду с Cr(VI) Mo(VI), W(VI), Fe(III), V(V). Ионы металлов, находящиеся в этих условиях в виде катионов не сорбируются и остаются в растворе. В свою очередь не все металлы, перешедшие в фазу ионита в процессе сорбции дают цветную реакцию на твердой фазе в 0,5-2,0 н. H₂SO₄. В результате сочетания двух процессов, дополняющих друг друга по селективности, селективность метода возрастает (табл. 1). Неожиданным оказалось достаточно прочное удерживание окрашенного комплекса на поверхности анионита и его образование в более кислой среде по сравнению с реакцией хрома (VI) с ДФК в растворе. Оптимальный состав раствора 0,5-2,0 н. Н₂SO₄. При более высоких значениях концентрации Н₂SO₄ (>2н.) устойчивость дисков падает.

Таким образом, предложенный интервал кислотности для сорбции и обработки диска ДФК, содержания реагента, массы диска обеспечивают достижение максимальной чувствительности, избирательности и экспрессности анализа (табл. 3).

П р и м е р. Через диск ионита (массой 20 мг) пропускают 100 мл анализируемого раствора, содержащего 1 мкг хрома (VI), с рН 1 со скоростью 10 мл/мин, а затем 4 мл 0,025%-ного раствора дифенилкарбазида в 5%-ном ацетоне 1 н. по Н₂SO₄. Через 3 мин измеряют отражение диска при 560 нм. R составляет 0,235. Способ испытан на реальных объектах и показал хорошие результаты (табл. 4).

Основным преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известными является высокая избирательность, которая достигается использованием двух реагентов (или процессов), дополняющих друг друга по избирательности, а также проведением реакции хрома (VI) на поверхности анионообменника в более кислой среде по сравнению с фотометрией в растворе и ионообменной колориметрией. Избирательность определения хрома повышается в некоторых случаях на порядок и выше по сравнению с прототипом, наиболее избирательным и чувствительным методом определения хрома (VI). Открывается возможность прямого (без предварительного отделения) определения хрома (VI) в речной, питьевой, сточной и морской водах. Определению хрома (VI) не мешают n10³-кратные избытки W(VI), Fe(III), Hg(II), Cr(III); n10²-кратные избытки V(V), Zn(II), Ni(II), Co(II), Al(III), Cu(II), Mo(VI), Pb(II), Mn(II), Cd(II); 2 10⁵-SO₄^2-, 310⁴ - Cl^-.

Кроме того, существенным преимуществом способа является простота выполнения определения и возможность его автоматизации.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА (VI), включающий приведение анализируемого раствора в контакт с ацетоновым раствором дифенилкарбазида и тонкодисперсным сильноосновным анионитом, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности и упрощения анализа, приведение в контакт с раствором дифенилкарбазида осуществляют пропусканием анализируемого раствора через анионит с последующим пропусканием через анионит раствора дифенилкарбазида, анионит помещен внутрь полиакрилнитрильных волокон, волокна спрессованы в виде диска, раствор дифенилкарбазида содержит серную кислоту при ее концентрации 0,5 - 2,0 Н.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2