Спосіб визначення міді у сірчаній кислоті

Спосіб визначення МІДІ В сірчаній кислоті, який Винахід відноситься до способів визначення масової частки МІДІ В сірчаній кислоті, які застосовуються при виробництві сірчаної кислоти для оцінки її якості, може бути використаний у ХІМІЧНІ промисловості Відомий екстракційне - фотометричний спосіб, який оснований на утворенні у водяному розчині комплексної сполуки МІДІ з діетилдитиокарбонатом натрію жовто-коричневого кольору, який екстрагується хлороформом [1 ТУ 113-08-617-87 Определение массовой доли меди в кислоте серной марки К] Недоліком способу є тривалість проведення аналізу, яка пов'язана з необхідністю попереднього збагачення проби шляхом випарювання та екстракції Найбільш близьким за технічною сутністю та результатом, який досягається, є полярографічний спосіб визначення масової частки МІДІ В сірчаній кислоті на ртутному крапельному електроді в хлористо - аміачному розчині по висоті хвилі Е1/2 від 0,25В до - 0,35В відносно донної ртуті Солі, які заважають визначенню заліза, видаляють у вигляді гідроокису заліза осадженням аміаком [2 Определение массовой доли меди в серной кислоте аккумуляторной ГОСТ 667-73] Недоліком способу є необхідність концентрування МІДІ шляхом випарювання, а також необхідність усунення заважаючого впливу заліза його висадженням В цьому випадку не тільки збільшується час проведення аналізу, але також можливі деякі втрати МІДІ внаслідок адсорбції и осадом гідро включає підготовку проби вихідної сірчаної кислоти шляхом розведення и дистильованою водою, електрохімічне концентрування МІДІ на електроді у вигляді висячої ртутної краплі із наступним розчиненням осаду при потенціалі, який диференційно змінюється в інтервалі - 130150 mV і вимірюванні піка розчинення МІДІ, ЯКИЙ відрізняється тим, що концентрування МІДІ здійснюють безпосередньо присутності заліза в ході аналізу в окису заліза В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу за рахунок скорочення часу підготовки проби шляхом видалення із схеми аналізу стадії попереднього концентрування МІДІ випарюванням сірчаної кислоти, спрощення процесу за рахунок виключення стадії відділення заліза, тому що на фоні сірчаної кислоти залізо відновлюється у більш електропозитивній галузі, ніж мідь (Fe при +0.5В +0.6В, Си при +0.005В), а також виключення можливості забруднення проби внесенням реактивів і підвищення точності вимірювань Поставлена задача досягається тим, що в способі визначення МІДІ В сірчаній кислоті, який включає підготовку проби вихідної сірчаної кислоти шляхом розведення її дистильованою, водою, електрохімічне концентрування МІДІ на електроді у вигляді висячої ртутної краплі із наступним розчиненням осаду при потенціалі, який диференційно змінюється в інтервалі -130 - -150mV і вимірюванні піка розчинення МІДІ, ЗГІДНО ІЗ способом, концент рування МІДІ здійснюють безпосередньо в ході аналізу в присутності заліза Мідь добре визначається полярографічно на фоні розчинів сульфатів і на фоні 0,5М і 1М сірчаної кислоти Проведені дослідження щодо можливості такого полярографічного визначення МІДІ В сірчаній кислоті, при якому домішка МІДІ була б компонентом, який визначається, а кислота - фоновим електролггом Спосіб, що пропонується, дозволяє визначити масову частку МІДІ В присутності Cr, Mo, Fe Установлено, що пропорційна залеж 00 ю 45128 ність висот ПІКІВ (п) від концентрації (С) дотримуОптимальні умови для вольтамперометричноється в інтервалі від 5 106мг/мл до 45 106мг/мл го визначення МІДІ Режим вимірювання - дифереПотенціал ПІВХВИЛІ дорівнює +5мВ 100-кратний нційна імпульсна анодна розчинна вольтамперонадлишок Fe, Mo, Cr3+, Cr6+ не впливає на форму метрія вольтамперометричної кривої і на результати виТехніка виконання вимірювань - додання станзначення МІДІ дартного розчину Концентрація сірчаної кислоти варіювалась у Робочий електрод - електрод у вигляді висячої межах від 0.25М до 2М У всіх випадках отримані ртутної краплі чітко виражені вольтамперометричні криві МІДІ Порівняльний електрод - хлор срібний Спосіб здійснюють таким чином Допоміжний електрод - платиновий У мірну колбу МІСТКІСТЮ 100см3 розміщують Потенціал накопичення - -400мВ 50см3 дистильованої води, обережно додають 3 Час накопичення - 90сек 10см3 аналізованої сірчаної кислоти і охолоджуРозгортка потенціалу - -150мВ - +250мВ ють Доводять об'єм розчину в колбі до позначки Обчислення результату вимірювань дистильованою водою і перемішують Масову концентрацію МІДІ X, мг/кг обчислюють 15см3 підготовленої проби переносять у поляза формулою рографічну чарунку, продувають азотом і поляроС-100-1000 графують при наступних умовах спосіб - диференV-d-15 ційна імпульсна анодна розчинна вольтамперомес - маса МІДІ в полярографованому об'ємі (потрія, режим робочого електрода - висяча ртутна казник приладу), мг крапля, потенціал накопичення -400mV, розгортка V - об'єм сірчаної кислоти, взятий для аналізу, напруги -130mV - -150mV, потенціал ПІВХВИЛІ см 3 +5mV, час продувки - ЗООсек d- ЩІЛЬНІСТЬ сірчаної кислоти, г/см3 Полярографування проводять ще ДВІЧІ, додаКонтроль точності вимірювань ючи кожного разу по 0,30см3 стандартного розчину За результат вимірювань приймають середнє 3 МІДІ з концентрацією 0,001 мг/см арифметичне результатів двох паралельних виРобота проводилась на автоматичному аналізначень, абсолютне значення розходження між заторі для вольтам - перометричних визначень якими не повинне перевищувати 0,04мг/кг при до746VA Trance Analyzer фірми Metrohm (Швейцарія) вірчій ймовірності Р = 0,95 в інверсійному режимі із застосуванням електрода Робоча галузь 5 10 6 - 45 106мг/см3 Си в поу вигляді висячої краплі лярографованому розчині Спосіб відпрацьовувався на модельному розДіапазон вимірювань 0,02 - 0,Змг/кг Си в КИСчині, приготовленому на основі реактивної сірчаної ЛОТІ кислоти шляхом и розведення дистильованою воПри ВМІСТІ МІДІ менше 5 10 6 мг/см 3 погіршуєтьдою Підібрані оптимальні умови вольтамперомется форма піка і відтворюваність визначення ричного визначення МІДІ, досліджена залежність Зростає середнє квадратичне відхилення граничного струму від концентрації МІДІ, концентодиничних вимірювань у повтореннях і, як наслірації сірчаної кислоти і вмісту домішок Fe, Mo, док, зростає загальний розкид масової концентраСг3+, С Г ції (до 15% у порівнянні з 1 - 3% при роботі в робоЗасоби вимірювання, ДОПОМІЖНІ пристрої і реачій галузі) ктиви При ВМІСТІ МІДІ більш 45 106мг/см3 немає пряАвтоматичний аналізатор для вольтамперомемопропорційної залежності між концентрацією МІДІ тричних вимірювань 746VA Trace Analyzer фірми І силою струму Metrohm Мікропіпетка автоматична Колба 2 - 100 Спосіб випробуваний на 5-ти промислових 2 по ГОСТ 1770 зразках сірчаної кислоти із різним вмістом МІДІ Піпетки 2 - 5 (10, 15) - 5 по ГОСТ 29169 Правильність вольтамперометричного визнаАзот газоподібний по ГОСТ 9293 чення МІДІ перевірялась шляхом порівняння з ре3 Розчин цинку концентрації 1 мг/см готують по зультатами, отриманими фотометричним методом ГОСТ 4212, розведенням готують розчин концентзгідно із ТУ 113-08-617-87 "Кислота сірчана марки 3 рації 0,001 мг/см , свіжоприготовлений К"(таб 1) Вода дистильована по ГОСТ 6709 Визначення значущості систематичної похибки Допускається використання інших засобів виза критерієм Стьюдента показало, що систематичмірювання (приладів, мірного посуду тощо), реакну похибку при 95% довірчій ймовірності можна тивів, матеріалів і обладнання з аналогічними метвважати незначущою рологічними характеристиками Сірчана кислота Проба 1 Проба 2 Проба 3 Проба 4 Проба 5 Таблиця 1 Визначено МІДІ, мг/кг Вольтамперометричним способом Екстракційно-фотометричним способом 0,41 0,39 0,38 0,36 0,04 0,04* 0,05 0,06 0,09 0,10 5 45128 * Визначення масової частки МІДІ проводилось квадратичне відхилення 1% В пропонованому із подвоєної аліквоти, тому що чутливість фотомеспособі визначення МІДІ не потрібна тривала підготричного способу 0,05мг/кг Чутливість вольтампетовка проби, що скорочує час проведення аналізу рометричного способу - 0,02мг/кг Розходження у порівнянні із фотометричним способом з 2,5 гоміж паралельними визначеннями определениями, дин до ЗО хвилин (у 5 разів) розраховане із 10 вимірювань, склало 0,04мг/кг, В таблиці 2 дані порівняльні показники вимірющо майже ВДВІЧІ нижче показника, закладеного в вань різними способами ТУ 113-08-617-87 (0,07мг/кг), відносне середнє Способи вимірювання ГОСТ 2184-77 ГОСТ 667-73 ТУ 113-08-617-87 Пропонований спосіб Кільк операцій 8 9 11 3 Кільк реактив які використав 7 6 9 1 На підставі даних таблиці 2 можна зробити висновок, що пропонований спосіб у порівнянні з аналогами і прототипом є найбільш точним, час проведення аналізу скорочується в 4 - 5 разів, зменшується КІЛЬКІСТЬ реактивів, які використовуються Таким чином, пропонований спосіб визначення Час проведення аналізу, г 2,0 2,0 2,5 0,5 Таблиця 2 Розходження м/д паралел 0,00012% 0,000007% 0,000004% МІДІ в сірчаній кислоті дозволяє здійснювати контроль якості сірчаній кислоті за наявністю в ній МІДІ в присутності Cr, Mo, Fe, усунути можливість забруднення проби внесенням реактивів, значно (в 5 разів) скоротити час проведення аналізу і спростити процес ДП "Український інститут промислової власності "(Укрпатент) Україна, 04119, Киів-119, вул сім'ї Хохлових, 15 (044) 456-20-90