Спосіб екстракційно-фотометричного визначення бісмуту

Спосіб екстракційно-фотометричного визначення бісмуту, який включає в себе зв'язування бісмуту в іонний асоціат з бромід-юнами та основ ним барвником у присутності диметилформаміду в сірчанокислому середовищі, екстракцію комплексу сумішшю (4 1) толуолу з циклогексаноном і наступним фотометруванням екстрактів, який відрізняється тим, що як основний використовують ціаніновий барвник 5,7-дибром-1,3,3-триметил-2[(1',3',3'-триметиліндолініден)-2'-пропініл]-3,3'Н-індолію хлорид (ДБДІК), а зв'язування бісмуту в іонний асоціат проводять в присутності 8-16%(об) диметилформаміду та 0,5-4,5 моль/л сірчаної кислоти при концентрації бромід-юнів та барвника (1,2-3,6)-102та (0,8-1,6) 10 4 моль/л ВІДПОВІДНО Винахід відноситься до аналітичної хімії, а саме до способів екстракційно-фотометричного визначення бісмуту і може бути використаний для аналізу природних та промислових об'єктів з низьким вмістом бісмуту Відомо, ЩО ДЛЯ фотометричного визначення бісмуту широке використання мають трьохкомпонентні системи Ві3+-галогенід-юн - основний барвник (див Коренман И М , Шеянова Ф Р Тр по химии и хим технологии - Горький - 1966 - Т15, № 1 - С 184) [1] Молярний коефіцієнт світлопоглинання при Я.нах-560 нм становить 2,3-Ю4 Недоліком методу є низька селективність і чутливість визначення Разом з бісмутом вилучаються і заважають його визначенню ртуть, кадмій, свинець, срібло, талій, мідь та ш елементи астрафлоксином FF (див Патент 18922 A, UA, G01 N31/22 Спосіб екстракційно-фотометричного визначення вісмуту Я Р Базель, О Г Воронич, І І Зимомря, Я І Студеняк Іонний асоціат складу [В1ВГ4] -R+, де R+- катіон основного барвника, утворюється в кислому середовищі і екстрагується сумішшю (4 1) толуолу з циклогексаноном Молярний коефіцієнт світлопоглинання при Я.нах-553 нм становить 8,3-104 Недоліком способу є невисока чутливість визначення Завдання винаходу підвищення чутливості та точності визначення бісмуту Поставлене завдання вирішується тим, що в способі екстракційнофотометричного визначення бісмуту, який включає в себе зв'язування бісмуту в іонний асоціат з бромід-юнами та основним барвником у присутності диметилформаміду в сірчанокислому середовищі, екстракцію комплексу сумішшю (4 1) толуолу з циклогексаноном і наступним фотометруванням екстрактів, згідно з винаходом, в якості основного барвника використовують ціаніновий барвник 5,7-дибром-1,3,3-триметил-2-[(1',3',3'-триметилшдолініден)-2'-пропініл]-3,3'-Н-шдолія хлорид (ДБДІК), а зв'язування бісмуту в іонний асоціат проводять в присутності 8-16%(об) диметилформаміду та 0,5-4,5 моль/л сірчаної кислоти при концентрації бромід-юнів та барвника (1,2-3,6)-102 та Більш чутливим є метод екстракційно-фотометричного визначення бісмуту, оснований на екстракції бісмуту у вигляді йодидного комплексу з метиловим зеленим (див Шестидесятная Н Л , Киш П П , Меренич А В Журн аналит химии 1970 - Т 25, № 8 - С 1547-1551) [2] Молярний коефіцієнт світлопоглинання екстрактів йодобісмутату метилового зеленого при Я,нах-650 нм рівний 4,3-Ю4 Недоліком методу є невисока чутливість та селективність визначенню бісмуту заважають всі елементи, що утворюють СТІЙКІ йодидні комплекси - Hg(ll), Pb, In, Au(lll), Ад та ш Найбільш близьким за технологічною суттю та досягаємими результатами до даного винаходу є екстракційно-фотометричний спосіб визначення бісмуту, який базується на утворенні та екстракції бісмуту з бромід-юнами та основним барвником (0,8-1,6) 10 4 моль/л ВІДПОВІДНО Повне зв'язування бісмуту в екстрагуємий іонний асоціат досягається при кислотності середовища 0,5-4,5 моль/л H2SO4, в присутності 8-16%(об) донорно-активного розчинника диме (О со 42364 дені в табл 5 За чутливістю визначення запропонований спосіб значно переважає всі ВІДОМІ реактиви на бісмут (див табл 5) Крім цього, метод досить вибірковий та експресний Визначенню бісмуту заважають тільки Hg, Pd, Sn Таким чином, висока чутливість та вибірковість методу дає можливість використовувати його для визначення мікрокількостей бісмуту в різноманітних об'єктах (сплави, високочисті речовини, напівпровідникові матеріали) Приклад Визначення бісмуту в напівпровідниковій ПЛІВЦІ РЬзВігВгд Наважку плівки розчиняють в 5-10 мл 9 н H2SO4, переносять в мірну колбу на 100 мл і доводять до мітки дистильованою водою Аліквотну частину досліджуваного розчину переносять в градуйовані пробірки з притертими пробками, добавляють 0,9 мл 0,2 моль/л КВг, 0,5 мл 1-Ю3 моль/л ДБДІК, 0,5 мл ДМФА, 1,5 мл 9 моль/л H2SO4, доводять об'єм розчину до 5 мл дистильованою водою, приливають 5 мл суміші (4 1) толуолу з циклогексаноном Екстракти ВІДДІЛЯЮТЬ, центрифугують і вимірюють значення оптичноїгустини в кюветах з £=0,1 см при Я,Єф=560 нм КІЛЬКІСТЬ бісмуту визначають за калібрувальним графіком, побудованим аналогічно тилформаміду (ДМФА), при концентрації бромід2 юнів та барвника ВІДПОВІДНО (1,2-3,6)-10 та 4 (0,8-1,6)-10 моль/л, при таких умовах визначенню бісмуту не заважають лужні, лужно-земельні елементи, Zn, Mn(ll), Al, Ni, Co(ll), Fe(ll), Cr(lll), Cu(ll), Cd та ІНШІ Структурна формула барвника така н 9з и СНз " СН3 Вг Розчини барвника СТІЙКІ не менше одного місяця і володіють інтенсивним забарвленням Рівновага екстракції ІА бісмуту досягається за 30-40 секунд і забарвлені екстракти СТІЙКІ не менше 24 годин Світлопоглинання екстрактів підчиняється закону Бера до 12,0 мкг/мл бісмуту Нижче наведені приклади та експериментальні дані (див табл 1-4), які показують суттєвість концентрації ІОНІВ водню, броміду, барвника та диметилформаміду Дослідження проводили таким чином У градуйовані пробірки з притертими пробками вносять 20,3 мкг бісмуту, добавляють 0,1-1,0 мл 0,2 моль/л розчину КВг, 0,1-1,5 мл 1-Ю3 моль/л розчину ДБДІК, 0,1-1,0 мл диметилформаміду і створюють кислотність 0,5-5,0 моль/л по H2SO4 в кінцевому об'ємі 5 мл добавляють 5 мл суміші (4 1) толуолу з циклогексаноном, екстрагують протягом ЗО секунд Органічну фазу ВІДДІЛЯЮТЬ, центрифугують і вимірюють оптичну густину екстрактів у кюветах з товщиною шару 0,1 см при Я,нах-560 нм відносно екстрактів контрольного досліду (без бісмуту) 3 оптичної густини визначають молярний коефіцієнт світлопоглинання ІА бісмуту (s) - чутливість Дані, приведені в табл 1-4 свідчать, що чутливість визначення бісмуту згідно з даним способом, максимальна при концентрації H2SO4, броміду калію, барвника ДБДІК та ДМФА 0,5-4,5, 2 4 (1,2-3,6)-10 , (0,8-1,6)-10 моль/л та 8-16%(об) Відносне стандартне відхилення (Sr) рівне 0,029 (п=5, Р=0,95) Запропонований спосіб екстракційно-фотометричного визначення бісмуту забезпечує чутливість, вибірковість та точність аналізу Винахід може бути використаний для аналізу матеріалів з низьким вмістом бісмуту в заводських та науково-дослідних лабораторіях Джерела-інформацм 1 Коренман И М , Шеянова Ф Р -Тр по химии и хим технологии - Горький - 1966 - Т 15, № 1 С 184 2 Шестидесятная Н Л , Киш П П , Меренич А В Журн аналит химии - 1970 - Т 25, № 8 С 1547-1551 3 Патент 18922 A, UA, G01 N31/22 Спосіб екстракційно-фотометричного визначення вісмуту / Я Р Базель, О Г Воронич, І І Зимомря, Я І Студеняк (Україна) № 93007396 Заявлено 09 11 1993 Опубл 25 12 1997 Бюл № 6 ВІДПОВІДНО Кращі результати отримано при використанні суміші (4 1) толуолу з циклогексаноном Висока СТІЙКІСТЬ ІА бісмуту дозволяє проводити концентрування, що ще більше підвищує чутливість його визначення Порівняльна оцінка чутливості відомих та запропонованого способу визначення, бісмуту наве Таблиця 1 Вплив кислотності середовища на чутливість визначення бісмуту Моль/л H2S04 s-10b 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 0,85 Таблиця 2 Вплив концентрації бромід-іонів на чутливість визначення бісмуту Моль/л КВг-10' s-10b 0 0 0,5 0,55 1,0 1,10 1,5 1,15 2,0 1,15 2,5 1,15 3,0 1,15 3,5 1,15 42364 Таблиця З Вплив концентрації барвника ДБДІК на чутливість визначення бісмуту Моль/л ДБДІК-104 s-10b 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 0 0,36 0,65 0,95 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 Таблиця 4 Вплив концентрації ДМФА на чутливість визначення бісмуту ДМФА, %(об) s-10b 0 0,25 4 0,85 8 1,15 12 1,15 16 1,15 20 0,80 Таблиця 5 Показник Аналоги Прототип Запропонований спосіб 1 Молярний коефіцієнт світлопоглинання (s) А-нах, НМ Границя виявлення, мкг/мл (А=0,01, £=1 см) 2 3 2,3-104 650 4,3-104 560 8,3-104 553 1,15-Ю5 560 0,09 0,05 0,025 0,018 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 обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22