Спосіб сорбційно-десорбційно-фотометричного визначення заліза (ііі) у вигляді тіоціанату в тіоціанатах натрію, калію і амонію

Спосіб сорбційно-десорбційно-фотометричного визначення заліза(ІІІ) у вигляді тюціанату в тюціанатах натрію, калію і амонію шляхом розчинення наважки препарату у воді, підкислення водного розчину проби сірчаною кислотою, сорбції пінополіуретаном утвореного забарвленого тюціанатного комплексу заліза(ІІІ) та наступного фотометрування концентрату, який відрізняється тим, що для аналізу беруть наважку препарату масою 2-2,5 г, забарвлений комплекс з поверхні пінополіуретану десорбують 5-10 мл ацетону протягом 5-10 хв та здійснюють фотометрування ацетонових розчинів концентратів Винахід належить до аналітичної хімії, зокрема, до способів визначення заліза, і може бути використаний заводськими та науково-дослідними лабораторіями для контролю вмісту заліза(ІІІ) у тюціанатах лужних металів і амонію За фізико-хімічними показниками ХІМІЧНІ реактиви кваліфікують так о с ч , х ч , ч д а , ч , техн тощо Зокрема, у тюціанатах лужних металів і амонію, поряд з іншими домішками, лімітується вміст заліза, який повинен відповідати нормам, наведеним на фігурі [1-3] Для визначення таких малих кількостей заліза у тюціанатах лужних металів і амонію застосовуються спектрофотометричні способи, що грунтуються на утворенні сульфосаліцилатного комплексу заліза(ІІІ) [1-4], а також 2-2'-дипіридилового комплексу заліза(ІІ) для визначення заліза у тюціанаті амонію [3, 4] До недоліків відомих способів можна віднести - недостатню чутливість, що обумовлена молярним коефіцієнтом світлопоглинання сульфосаліцилату заліза(ІІІ) та 2-2'-дипіридилового комплексу заліза(ІІ), внаслідок чого способи потребують відбору наважок препаратів великої маси (до 10 г), - необхідність відновлення заліза(ІІІ) до заліза(ІІ) нестійким розчином аскорбінової кислоти у випадку способу з використанням 2-2'-дипіри-дилового комплексу, - необхідність додаткового введення фотометричних реагентів (сульфосаліцилату, 2-2'-дипіридилу), хоч матриця препаратів, тобто їх основний компонент - тюціанат-юни - утворює комплек си червоного кольору з визначуваною домішкою (залізом(ІІІ)) Найбільш близьким до пропонованого за технічною суттю та результатами, що досягаються, є сорбційно-фотометричний спосіб визначення заліза(ІІІ) у тюціанаті калію у вигляді тюціанатного комплексу [5] Цей спосіб грунтується на розчиненні у воді наважки препарату, що аналізується, утворенні в сірчанокислому середовищі тюціанату заліза(ІІІ) червоного кольору, сорбції його на таблетці пінополіуретану з пластифікованою поверхнею, висушуванні сорбенту з концентратом на повітрі, вимірюванні величини дифузного відбиття, розрахунку функції Гуревича-Кубелки-Мунка Визначення здійснюють методом добавок До недоліків відомого способу можна віднести - неекономічність внаслідок використання наважок препаратів великої маси, - малодоступність, що обумовлена складністю апаратурного оформлення, тобто використанням малорозповсюдженого і дорогого обладнання для вимірювання величини дифузного відбиття сорбату на поверхні сорбенту, - незручність внаслідок необхідності а) нарізання пшополіуретанового сорбенту у вигляді таблеток сталої товщини з рівною поверхнею, що можливе лише на обладнанні промислового виготовлення, б) пластифікації поверхні таблетки сорбенту В основу винаходу поставлено задачу підвищення економічності, доступності та зручності в способі визначення заліза в тюціанатах лужних металів і амонію при збереженні чутливості визначення Це досягається за рахунок зменшення на 00 42282 важок препаратів для аналізу, десорбції забарвленого комплексу тюціанату заліза(ІІІ) з поверхні сорбенту органічним розчинником та фотометрування розчину концентрату ВІДМІННИМИ ознаками способу, що пропонується, є використання наважок препаратів для аналізу масою 2,0-2,5 г, десорбція тюціанату заліза(ІІІ) з поверхні пінополіуретану 5-10 мл ацетону протягом 5-10 хвилин, фотометрування ацетонового розчину концентрату В основу пропонованого способу визначення заліза(ІІІ) у тюціанатах натрію, калію і амонію покладено виявлений ефект практично повної десорбції ацетоном з поверхні пінополіуретану слідових кількостей тюціанатного комплексу заліза(ІІІ) та пропорційності між вмістом заліза(ІІІ) в препараті та оптичною густиною десорбатів Маса наважок препаратів, що пропонуються, забезпечує чутливість визначення, необхідну для аналізу препаратів найвищої кваліфікації, що дозволяє досягти економічності порівняно з прототипом Десорбція тюціанату заліза(ІІІ) з поверхні сорбенту об'ємом ацетону, що заявляється, протягом часу, що заявляється, забезпечує практично повне вилучення забарвленого комплексу, що забезпечує доступність способу визначення порівняно з прототипом за рахунок вимірювання величини оптичної густини розчинів на дешевих і широко розповсюджених в контрольно-аналітичних лабораторіях фотоелектроколориметрах та зручність способу, оскільки розмір та форма шматочків сорбенту можуть бути довільними Таким чином, сукупність суттєвих ознак пропонованого способу є достатньою для забезпечуваного винаходом технічного результату підвищення економічності, доступності та зручності при збереженні чутливості визначення Спосіб реалізується таким чином Наважку проби тюціанатної солі калію, натрію чи амонію масою 2-2,5 г розчиняють у 25 мл води Аліквотну частину одержаного розчину переносять у ХІМІЧНИЙ стакан, додають 1,5 мл 0,2 М розчину сірчаної кислоти і воду до загального об'єму 25 мл Потім в стакан додають 0,05±0,1 г пінополіуретану на основі простих ефірів у вигляді шматка чи шматочків довільної форми і розмірів, витискують з сорбенту повітря та перемішують суміш протягом ЗО хв Пінополіуретан виймають, віджимають між аркушами фільтрувального паперу, вносить у 5-10 мл ацетону, перемішують протягом 5-10 хв і вимірюють оптичну густину ацетонового розчину Вміст заліза знаходять методом добавок Для цього в три ХІМІЧНИХ стаканчики вводять аліквотну частину розчину, що аналізується, та 2,5, 5,0 і 7,5 мкг заліза ВІДПОВІДНО Далі діють, як описано вище, і будують градуювальний графік в координатах оптична густина - добавка заліза, мкг Вміст заліза знаходять за відрізком, що відсічеться на осі абсцис Приклад конкретного визначення Наважку проби тюціанату амонію кваліфікації хч масою 2,5000 г розчиняють у 25 мл води Аліквотну частину (5 мл) одержаного розчину переносять у ХІМІЧНИЙ стакан, додають 1,5 мл 0,2 М розчину сірчаної кислоти і воду до загального об'єму 25 мл Потім В стакан додають 0,05 г пінополіуретану на основі простих ефірів у вигляді шматочка довільної форми, скляною паличкою витискують з нього повітря та перемішують суміш протягом ЗО хв Сорбент виймають, віджимають між аркушами фільтрувального паперу, вносять у 5 мл ацетону, перемішують скляною паличкою протягом 5 хв і вимірюють оптичну густину ацетонового розчину концентрату Вміст заліза знаходять методом добавок Для цього втри ХІМІЧНИХ стаканчики вводять по 5 мл розчину, що аналізується, 2,5, 5,0 і 7,5 мкг заліза Далі діють, як описано вище, і будують градуювальний графік в координатах оптична густина - добавка заліза, мкг Вміст заліза знаходять за відрізком, що відсічеться на осі абсцис зліва від осі ординат Знайдено заліза (1,0±0,2)104% мас Параметри способу, що пропонуються, (наважки препаратів масою 2-2,5 г, десорбція тюціанату заліза(ІІІ) 5-10 мл ацетону, час десорбції 5-10 хв, вибрані з умов, що забезпечують кількісну десорбцію слідових кількостей заліза, що дозволяє досягти підвищення економічності (витрати тюціанатів для аналізу зменшуються в 25 разів), доступності та зручності визначення (табл 1, прикл 1-10) Замежове зниження маси наважки препаратів до 1 г призводить до зниження чутливості визначення до 1,0 мкг, що робить неможливим застосування способу для аналізу препаратів кваліфікації хч (табл 1, прикл 11) Замежове збільшення маси наважок препаратів до 5 г призводить до зменшення економічності при збереженні чутливості, що нераціонально (табл 1, прикл 12) Замежове зменшення об'єму ацетону до 3 мл призводить до некількісної десорбції тюціанату заліза(ІІІ), завдяки чому чутливість визначення знижується до 0,8 мкг (табл 1, прикл 13) Замежове збільшення об'єму ацетону до 15 мл призводить до розбавлення розчину концентрату, що фотометрується, внаслідок чого чутливість визначення знижується до 0,7 мкг (табл 1, прикл 14) Замежове зменшення часу десорбції до 2 хв призводить до некількісної десорбції тюціанату заліза(ІІІ), завдяки чому чутливість визначення знижується до 1,0 мкг (табл 1, прикл 15) Замежове збільшення часу десорбції до 20 хв призводить до збільшення витрат часу при збереженні чутливості, що нераціонально (табл 1, прикл 16) Джерела інформації 1 Реактивы Натрий роданистый Технические условия ГОСТ 10643-75 2 Реактивы Калий роданистый Технические условия ГОСТ 4139-75 3 Реактивы Аммоний роданистый Технические условия Стандарт СЭВ 222-85 4 Реактивы и особо чистые вещества Колориметрические методы определения примеси железа ГОСТ 10555-75 (СТ СЭВ 1748-79) 5 Дмитриенко С Г, Косырева О А , Рунов В К Сорбционно-фотометрическое определение кобальта и железа с использованием пенополиуретанов В кн Современные методы аналитического контроля на промышленных предприятиях М Знание, 1991 С 64-66 42282 Таблиця 1 Приклад m препарату, г V ацетону, мл Час десорбції, хвилини Нижня межа визначуваного вмісту Fe, мкг 1 2 3 4 5 6 2 2,5 2 2 2 2 2,5 2 2,5 2 1 5 2,5 2,5 2,5 2,5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 7 7 5 10 7 7 7 7 5 10 10 5 5 10 5 5 5 5 1 15 7 7 10 5 5 10 5 5 3 15 10 10 Порівняно з прототипом [5] пропонований спосіб дозволяє підвищити економічність (витрати препаратів для аналізу зменшуються у 25 разів), 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 0,5 0,8 0,7 1,0 0,5 доступність (простота апаратурного оформлення) та зручність (довільна форма та розмір шматочків сорбенту без пластифікації їх поверхні) (табл 2) Таблиця 2 Переваги пропонованого способу порівняно з відомим [5] Маса наважок препаратів для аналізу 50 г 2-2,5 г Спосіб Відомий [5] Розроблений Кваліфікація реактиву хч чда ч Необхідність дорогого та малодоступного обладнання Так Спеціальна нарізка та пластифікація поверхні сорбенту Так Ні Ні NaSCN 0,0001 0,0001 0,0002 Масова частка заліза, %, не більше KSCN 0,0001 0,0002 0,0005 NH4SCN 0,0001 0,0001 0,0005 Нормований вміст заліза в тіоціанатах натрію, калію і амонію різної кваліфікації ФІГ. ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг с)бл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вулі Горького, 180 (044) 268-25-22