Спосіб фотометричного визначення бору мікрограмового рівня

1. Спосіб фотометричного визначення бору мікрограмового рівня, що включає взаємодію бора з комплексоутворюючими реагентами 1 фотометрування отриманого розчину, який відрізняється тим, що у способі як комплексоутворюючі реагенти 36191 8,10-5 моль/л призводить до низької відтворюванбсті результатів аналізу. Перевірка впливу концентрації відновлювача на утворення комплексу Fe(Nx)3(BOH)2 на прикладі аскорбінової кислоти показала, що при вмісті аскорбінової кислоти нижче 0,2.10-2 моль/л її кількості недостатньо для утворення відновлювального середовища. Оптимального значення світлопоглинання комплексу Fe(Nx)3(BOH)2 досягає при концентрації аскорбінової кислоти у запропонованому інтервалі, тобто (5 - 10).10-3 моль/л. Використання розчинів аскорбінової кислоти з концентрацією вищою, ніж у вказаному інтервалі, не покращує утворення комплексу бору і призводить до звищення вартості аналізу. Утворення комплексу Fe(Nx)3(BOH) 2 протікає у часі. Як показали випробування, максимального значення оптична густина розчину реагуючих речовин згідно способу, що пропонується, досягає за 1,5 ± 0,1 години, після чого поступово знижується. Максимального значення світлопоглинання реагуючи х речовин при утворенні комплексу набуває в інтервалі рН 3,2 ± 0,3. При більш низьких показниках кислотності утворення продукту уповільнюється і супроводжується руйнуванням комплексу. При значеннях рН вищих за 3,5 комплекс не утворюється. Згідно із способом, що пропонується, наважку об'єкту розчинюють у воді і переводять до вимірювальної колби об'ємом 25 мл, додають ацетатний буферний розчин до рН 3,2 ± 0,2, розчини відновлювача, солі заліза та ніоксиму, доводять об'єм водою до мітки та переливають розчини у поліетиленовий посуд. За півтори години вимірюють оптичну густин у розчинів на фотоелектроколориметрі при 447 нм. Кількісний вміст бору розраховують з градуювального графіка або з його рівняння. Згідно із способом, визначенню 5 мкг бору не заважають 20-кратний надлишок іонів міді і нікелю, 100 - кратний іонів марганцю. Приклад 1. Побудування градуювального графіка. У вимірювальну колбу місткістю 25 мл вносять розчин з вмістом бору 5.0, 10.0. 20.0 30.0 і 50.0 мкг, додають 2 мл буферного розчину рН 3.2 ± 0.2, 2 мл 0.1 М розчину аскорбінової кислоти, 1 мл 1.8.10-3 М розчину заліза (III) і 4 мл 5.10-2M розчину ніоксима, доводять об'єми розчинів водою до 25 мл, перемішують, і переливають їх у поліетиленові склянки.. За 1,5 години вимірюють при 447 нм оптичну густину розчинів у кюветі з товщиною поглинаючого шару 5 см. За даними вимірювань обраховують рівняння градуювальної прямої або будують градуювальний графік. Приклад 2. Спосіб визначення мікродомішок бору у дигїдро фосфатї калію. Наважку солі КН 2РО4 масою 1.0 г вміщують у вимірювальну колбу місткістю 25 мл. Після розчинення солі у 10 мл води додають 2 мл 0.1 М розчину аскорбінової кислоти і перевіряють кислотність розчину на рН - метрі, при необхідності доводять його до значення 3.2 ± 0.2. До отриманого розчину додають 1 мл 1.8.10 М розчину заліза(III) 1 4 мл 0.05 М розчину ніоксима, після чого доводять розчин до мітки водою, перемішують і переливають у поліетиленовий посуд. За 1,5 години визначення за прототипом 5.10-4 % бора. Цьому способу притаманні такі недоліки, як використання агресивної концентрованої сірчаної та оцтової кислот, неодноразове застосування-процесу екстракції, багатостадійніть та тривалість методики визначення. Завданням винаходу, що передбачається, була розробка більш ефективного способу фотометричного визначення бора мікрограмового рівня, спрощення і прискорення процесу аналізу за рахунок зміни реагентів, уникнення використання концентрованих агресивних кислот І позбавлення стадії екстракції. Рішення задачі, що поставлена, було досягнуто тим, що у способі визначення бору мікрограмового рівня, який включає взаємодію бора з системою комплексоутворюючих реагентів і фотометрування отриманого розчину, згідно з винаходом як комплексоутворюючі реагенти використовують розчини ніоксиму та солі заліза (ІІІ) і процес утворення комплексу проводять при рН 3,2 ± 0,2 у відновлювальному середовищі при наступних концентраціях реагентів, у моль/л: ніоксим (8-10). 10 -3 сіль заліза (III) (6 - 8).-10 -5 відновлювач (5 - 10). 10 -3 до з'явлення стійкого жовтого забарвлення водяного розчину комплексу, який фотометрують. Як реагенти для утворення відновлювального середовища можуть бути використані аскорбінова кислота, гідрохінон та інші неміцні органічні реагенти - відновлювачі. Ніоксим - циклогександіондіоксим-1,2 (далі H2Nx), реагент, що утворює у слабкому кислому середовищі з іонами заліза (ІІ) незабарвлений малостійкий комплекс Fе(Nх)+. В ти х же умовах в присутності борної кислоти утворюється жовтий комплекс Fe(Nx)3(BOH)2 за схемою: Fе2+ + 3H 2Nx + 2B(OH)3 -» Fe(Nx) 3(BOH)2 + 2Н+ + 4Н2О. Пошук оптимальних умов проходження реакції утворення комплексу Fe(Nx)3(BOH)2 показав, що згідно способу, запропонований склад реагентів, що входить до комплексоутворюючої системи у визначеному концентраційному інтервалі, є необхідним і для фотометричного визначення від 0,2 до 2,0 мкг/мл бора. Вивчення впливу концентрації ніоксиму в інтервалі від (0,6 до 1,0.-10-2 моль/л на реакцію утворення комплекса по зміні глибини світлопоглинання показало, що використання ніоксиму з концентрацією нижче 0,6.10-2 моль/л недостатньо для зв'язування 2 мкг/мл іонів бора (ІІІ), а при збільшенні концентрації реагента забарвлення розчинів посилюється і стабілізується при вмісті ніоксима ³ 0,8.10-2 моль/л. Використання розчину ніоксиму з концентрацією вище 1.10-2 моль/л не має сенсу, бо оптична глибина комплексу далі не зростає, що свідчить про повне зв'язування до 2,0 мкг/мл бору (ІІІ). Оскільки повнота утворення комплексу Fe(Nx)3(BOH) 2 пов'язана з вмістом іонів заліза (ІІ), було вивчено інтервал його оптимальної концентрації у реакції. Показано, що реакційні розчини, які вміщують залізо(ІІ) у концентрації нижче 6,10-5 моль/л. не досягають повноти свїтлопоглинання, а використання розчинів з концентрацією вище 2 36191 вимірюють оптичну густин у розчину, що аналізується, відносно контрольного розчину при 447 нм у кюветі з товщиною поглинаючого шару 5 см. Вміст бору знаходять з рівняння градуювальної прямої або згідно градуювального графіка (див. приклад 1). У табл. 1 наведено метрологічні характеристики способу визначення бору у дигїдрофосфатї калію (Р=0,95). Надійність отриманих результатів перевірено за методом "Уведено -Знайдено". Таким чином, можна бачити, що межа визначення за способом, який пропонується, відповідає значенню 5,10-4% при наважці проби 1 г, а інтервал концентрацій, що визначаються, лежить у межах 0,2 – 2,0 мкг/мл бору (III). Спосіб було випробовано при аналізі технологічних розчинів КН2РО4, які застосовують для зрощування оптичних монокристалів. Відомо, що борну кислоту додають до маточників КН 2РО4 з метою зв'язування органічних домішок. Але вміст борної кислоти треба контролювати, оскільки її надлишок може призвести до зміни фізичних властивостей кристалів. Приклад 3. Спосіб визначення вмісту бора у маточних розчинах КН2РО4 . Аліквоту проби маточного розчину KH2PO4. з вмістом бору, що не перевищує 2 мкг/мл, розмі щують у вимірювальну колбу місткістю 25 мл І далі поступають, як викладено у прикладі 2. Надійність отриманих результатів перевірено методом "Уведено -Знайдено" за допомогою критерія Ст'юдента. У Табл. 2 наведено результати аналізу дво х зразків розчинів KH2PO4. Як можна бачити з табл. 2, систематичні похибки вимірювань, що одержано згідно способу, що пропонується, відсутні, а випадкові -знаходяться у межах, які припустимі при аналізі особливо чистих речовин. У табл. 3 наведено порівняльні характеристики способів визначення бору згідно прототипу та за способом, що пропонується. З ви щенаведеного тексту і табл. 3 можна зробити наступні висновки. Спосіб фотометричного визначення бору, що заявляється, дає змогу: - спростити і прискорити процедуру визначення бору; - уникнути використання концентрованих агресивних кислот; - позбавитись стадій екстракції. Спосіб визначення бору (IIІ), що пропонується, може бути застосовано для аналізу фосфатів та галогенідів лужних та лужноземельних металів. Таблиця 1 Уведено В(ІІІ), мкг 5,0 10,0 20,0 30,0 50,0 Знайдено В(ІІІ), мкг 5,5 ± 1,1 8,0 ± 0,9 21,0 + 1,1 28,9 + 2,2 51,3 ± 1,0 n 5 4 5 4 4 Sr 0,16 0,07 0,04 0,05 0,01 Таблиця 2 Зразок розчину KH2PO4 І ІІ Уведено в (ІІІ), % 1,7. 10-3 1,75. 10-2 Знайдено В (ІІІ), % (1,6 ± 0,2). 10 -3 (1,82 ± 0,02). 10-2 n 6 8 Sr 0,12 0,01 Таблиця 3 Показник Межа визначення бору (III), % Час утворення комплексу (години) Загальний час аналізу, (години) Застосування екстракції Використання концентрованих кислот Прототип 5,10-4 2,5-3,0 3,0-3,5 2 рази Оцтова та сірчана Спосіб, що пропонується 5,10-4 1,5 2,0 нема -“ __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3