Спосіб екстракційно-фотометричного визначення хрому (yi)

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам экстракционнофотометрического определения хрома(VI) и может быть использовано при анализе объектов окружающей среды, в том числе сточных вод. Известен способ экстракционно-фотометрического определения хрома (VI), включающий его перевод в ионный ассоциат (ИА) с кристаллическим фиолетовым, экстракцию ассоциата бутилацетатом из солянокислого раствора. Оптимальная концентрация кристаллического фиолетового и соляной кислоты равна 2*10-4 Ми 0,1 Μ соответственно. Недостатком способа является невысокая чувствительность. В оптимальных условиях образования и экстракции молярный коэффициент поглощения бутилацетатных экстрактов ИА хрома (VI) составляет 8-10 при 598 нм. Предел обнаружения равен 0,006 мкг/мл. Целью предложенного способа является повышение чувствительности анализа. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе экстракционно-фотометрического определения хрома (VI), включающий перевод его в ионный ассоциат с основным красителем в присутствии соляной кислоты, экстракцию органическим растворителем и количественную регистрацию фотометрированием, в качестве основного красителя используют Ν,N'-диметилиндодикарбоцианин (ДИДК) с концентрацией в анализируемом растворе (0,4-1,0) ·10-4 Μ, в качестве органического растворителя используется амилацетат, раствор для перевода в ионный ассоциат содержит 10-10,5 Μ хлористого лития, а концентрация соляной кислоты составляет 10-3-10-5М. Ионный ассоциат хрома (VI) экстрагируется в виде R+[Cr03CI]" (где R+- катион красителя ДИДК). Формула красителя ДИДК: Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ экстракционно-фотометрическогоопределения хрома (VI) отличается от известного использованием в качестве основного красителя нового реагента - Ν,Ν'-диметилиндодикарбоцианинa. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Анализ известных способов зкстракционно-фотометрического определения хрома (VI) показал, что использование других красителей, в частности кристаллического фиолетового, для определения хрома (VI) не обеспечивает такую высокую чувствительность определения, которая достигается в заявленном решении. Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия". Максимальная чувствительность определения хрома (VI) достигается в следующи х условиях: равновесная концентрация красителя ДИДК -(0,4-1,0)·10-4 Μ, соляной кислоты – 10-3-10-5М, хлористого лития 10-10,5 М. В оптимальных условиях молярный коэффициент поглощения ИА в амилацетате составляет 3,62105 при 640 нм. Нижний предел определения хрома (VI) - 0,001 мкг/мл. При использовании других экстрагентов(бензола,толуола, ксилола,бутилаце-тата, ССІ4, хлороформа, спиртов, кетонов), а также их смесей чувствительность определения хрома уменьшается. Значительно уменьшается чувствительность анализа при создании кислотности растворами серной, фосфорной, азотной и уксусной кислот. Равновесная экстракция ИА хрома (VI) устанавливается за 0,5-1 мин. Окраска экстрактов устойчива в течение 2-3 часов. Светопоглощение окрашенных экстрактов подчиняется закону Бера в диапазоне определяемых концентраций хрома (VI) 0,01-7,8 мкг/мл. Определению хрома (VI) не мешают щелочные, щелочноземельные металлы, алюминий, цинк, медь, кадмий, никель, кобальт, марганец, фториды, бромиды, сульфаты и фосфаты. Мешают определению таллий (III), золото (III), железо (III) и восстановители. Мешающее действие железа (III) устраняют добавлением фторид-ионов. Ниже приведены примеры и экспериментальные данные (см. табл. 1-3), доказывающие существенность оптимальной кислотности, концентрации хлористого лития и красителя ДИДК. Пример 1. В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 5,20 мкг хрома (VI)(0,2 мл 2,5 10-4 Μ раствора бихромата калия), 4 мл 12.5М раствора хлористого лития, 0,1 мл 5-10 Μ раствора HCI, 0,3 мл 103 Μ раствора красителя ДИДК и доводят объем диет, водой до 5 мл. Приливают 5 мл амилацетата, экстрагируют в течение 1 мин. Экстракты отделяют, центрифугируют и измеряют оптическую плотность (А) при 640 нм на спектрофотометре СФ-46 в кюветах с l=0,3см относительно экстракта контрольного опыта (без хрома). Из значений А рассчитывают величины молярных коэффициентов поглощения. В данном опыте концентрация HCI составляет 10-4 М. Проводят серию аналогичных опытов с разной концентрацией HCI, Данные представлены в табл. 1, из которой следует, что чувстви тельность определения хрома (VI) по предложенному способу максимальна при кислотности водного раствора в интервале 10-3-10-5 Μ по HCI. Вне этого интервала концентрации HCI чувствительность метода уменьшается за счет уменьшения значений оптических плотностей экстрактов. Пример 2. В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 5,20 мкг хрома (VI) (0,2 мл 2,5 ·10-4 Μ раствора бихромата калия), 0,1 мл 5-10-3 Μ раствора HCI, 0,3 мл 10-3 Μ раствора красителя ДИДК и разные количества 12,5 Μ раствора хлористого лития и доводят объем диет, водой до 5 мл. Приливают 5 мл амилацетата, экстрагируют в течение 1 мин. Экстракты отделяют и далее определение ведут аналогично примеру 1. Данные представлены в табл. 2, из которой следует, что чувствительность определения хрома (VI) максимальна при концентрации хлористого лития- 10-10,5 М. Вне этого интервала концентрации UCI чувствительность метода уменьшается. Пример 3. В градуированные пробирки с притертыми пробками вводят 5,20 мкг хрома (VI) (0,2 мл 2,5 ·10"4 Μ раствора бихромата калия), 0,1 мл 5-10-3 Μ раствора HCI, 4 мл 12,5 Μ раствора хлористого лития, разные количества 10-3 Μ раствора красителя ДИДК и доводят объем диет, водой до 5 мл. Приливают 5 мл амилацетата, экстрагируют в течение 1 мин. Экстракты отделяют и далее определение ведут аналогично примеру 1. Данные представлены в табл. 3, из которой следует, что чувствительность определения хрома (VI) максимальна при концентрации красителя ДИДК - (0,4-1,0) -10-4 М. Вне этого интервала концентрации ДИДК чувствительность определения хрома (VI) уменьшается. Для экспериментальной проверки заявляемого способа проведено определение хрома (VI) в растворе его чистых солей (табл. 4) и сточных водах гальванопроизводств (табл. 5). Пример 4. Определение хрома (VI) в растворе его чисты х солей. В градуированные пробирки с притертыми пробками к анализируемому раствору, содержащему 2,60 мкг хрома (VI)(0,1 мл 2,5 ·10-4 Μ раствора бихромата калия) добавляют 4 мл 12,5 Μ раствора хлористого лития, 0,1 мл 5-Ю"3 Μ раствора HCI, 0,3 мл 10-3 Μ раствора красителя ДИДК и диет, воду до общего объема 5 мл. Приливают 5 мл амилацетата и экстрагируют в течение 1 мин. Органическую фазу отделяют, центрифугируют и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре СФ-46 при 640 нм относительно экстракта контрольного опыта (без хрома). Количество хрома (VI) определяют по градуировочному графику, построенному аналогично с помощью стандартных растворов бихромата калия. Пример 5. Определение хрома (VI) в сточных вода х гальваиопроизводств. К 0,5 мл анализируемой воды (рН 6-7) добавляют 0,2 мл 10-4 Μ стандартного раствора бихромата калия (2,08 ма), 4 мл 12,5 Μ раствора хлористого лития, 0,1 мл 5-10-3 Μ раствора HCI. 0,1 мл 0,2 Μ раствора фторида аммония и 0,3 мл 10-3 Μ раствора красителя ДИДК. Приливают 5 мл амилацетата и экстрагируют в течение 1 мин. Далее анализ проводят как описано в примере 4. Результаты анализа представлены в табл. 5. Использование предлагаемого способа экстракционно-фотометрического определения хрома (VI) обеспечивает увеличение чувстви тельности определения в ~ 5 раз по сравнению с прототипом. Изобретение может быть использовано в заводских лабораториях, а также лабораториях санэпидемстанций для определения следовых количеств хрома (VI) в сточных водах без концентрирования и отделения других компонентов.