Спосіб визначення ортосилікату у присутності фториду у воді

Спосіб визначення ортосилікату у присутності фториду у воді шляхом сорбційного концентрування молібдосилікату на пінополіуретані та наступного фотометрування концентрату, який відрізняється тим, що концентрування молібдосилікату здійснюють при введенні борної кислоти до співвідношення мольних концентрацій борної кислоти і фториду 2 0 ^ 40 Винахід належить до аналітичної хімії, зокрема, до способів визначення кремнію у присутності заважаючого впливу фториду, і може бути використаний заводськими та науково-дослідними лабораторіями для контролю вмісту кремнію у природних, питних та техногенних водах Кремній у водах може знаходитися у вигляді пдратованого оксиду або в аніонній формі (ортосилікат) [1] Попередньою стадією аналізу є переведення усіх форм кремнію у розчинний ортосилікат [2] Способи визначення кремнію у водах ґрунтуються на попередньому його концентруванні [3] дистиляцією, екстракцією, сорбцією та наступному визначенні [4] гравіметричним, титриметричним, атомно-абсорбційним чи спектроскопічними способами Переважна більшість способів визначення ортосилікату ґрунтується, головним чином, на утворенні окиснених жовтих чи відновлених синіх гетерополікомплексів [5], у складі яких центральним атомом є кремній, а координованими групамиполіанюни молібдену (V.VI) [6] Перша група способів надійніша, хоч і менш чутлива, що пов'язано з тим, що жовте забарвлення обумовлено лише частиною смуги поглинання гетерополікомплексу Максимум цієї смуги знаходиться при 310-350нм, однак вимірювати поглинання в ультрафіолетовій частині спектру, де поглинає також надлишок незв'язаного молібдену (VI) перевагу порівняно з екстракційними за простотою виконання, швидкістю, високими коефіцієнтами концентрування (103-105) Серед адсорбентів для гетерополікомплексів найпридатнішими є пінополіуретани - макропористі матеріали, що містять у своєму складі етерні, естерні та аміногрупи, тобто функціональні групи органічних розчинників, які ефективно екстрагують гетерополікомплекси [7] Важливою аналітичною задачею є визначення ортосилікату у присутності аніонів, які здатні руйнувати гетерополікомплекси кремнію, зокрема, фториду Фторид сумісно з кремнієм присутній у багатьох типах вод [8], а також його вводять у розчини додаванням плавікової кислоти з метою відгонки кремнію у вигляді тетрафториду та при приготуванні стандартних розчинів кремнію з гексафторосилікату натрію [5], який не утворює кристалогідратів Найближчим до пропонованого за технічною суттю та результатами, що досягаються, є сорбційно-фотометричний спосіб визначення ортосилікату [9] Цей спосіб ґрунтується на утворенні окисненого жовтого молібдосилікату, сорбції його на пінополіуретані і вимірюванні дифузного відбиття сорбату на сорбенті До недоліків відомого способу можна віднести - низьку точність визначення ортосилікату у присутності фториду, який руйнує молібдосилікат, зв'язуючи кремній у гексафторосилікат В основу винаходу поставлено задачу підвищення точності в способі визначення ортосилікату у присутності фториду у воді Це досягається за рахунок сорбції молібдосилікату при введенні комплексоутворювача, який зв'язує фторид у ком Концентрування екстракцією та сорбцією дозволяє збільшити чутливість і видалити вплив надлишкового молібдену (VI) Необхідно відзначити, що сорбційні способи концентрування мають о ю 50971 плекс, що забезпечує точність визначення 9% у присутності фториду при збереженні чутливості Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення ортосилікату у воді молібдосилікат сорбують на пінополіуретані при введенні борної кислоти ВІДМІННИМИ ознаками способу, що заявляється, с сорбція молібдосилікату на пінополіуретані при введенні борної кислоти до співвідношення мольних концентрацій С н,во, V =20 ^40 В основу пропонованого способу визначення ортосилікату у присутності фториду покладено виявлений ефект практично повного зв'язування фториду борною кислотою в умовах сорбції пінополіуретаном молібдосилікату Інтервал співвідношення мольних концентрацій борної кислоти і фториду, що заявляється, забезпечує кількісне зв'язування фториду у гексафтороборатний комплекс, який не заважає сорбції молібдосилікату, що дозволяє досягти вищої точності визначення ортосилікату у присутності фториду порівняно з прототипом Таким чином, сукупність суттєвих ознак пропонованого способу є достатньою для забезпечуваного винаходом технічного результату точність визначення ортосилікату у присутності фториду 9% Спосіб реалізується наступним чином До проби води, що містить 0,03-0 бмкг SI/CM 3 та 0,5-40мкг F/см додають по 2,5см розчинів 0,1моль/дм3 соляної кислоти і 0,01моль/дм3 молібдату натрію та 0,05-4см3 0,01моль/дм3 борної кислоти Одержаний розчин розбавляють дистильованою водою до 25см3 і вносять у нього таблетку пінополіуретану Витискують з сорбенту пухирці повітря і суміш перемішують протягом 15 хвилин Сорбент вий мають з розчину, віджимають між аркушами фільтрувального паперу, висушують на повітрі протягом 3-5 хвилин і вимірюють дифузне відбиття при 380нм Уміст ортосилікату розраховують за градуювальним графіком Градуювальний графік будують в координатах (FsrFo) - концентрація кремнію, мкг/см3, де Fsi - значення функції ГуревичаКубелки-Мунка для досліджуваного розчину, Fo значення її для контрольного досліду Приклад конкретного визначення У стакан для сорбції уміщують 10см3 проби води, що містить 0,50мкг SI/CM 3 та Юмкг F/см3, додають по 2,5см3 розчинів 0,1моль/дм3 соляної кислоти і 0,01 моль/дм3 молібдату натрію та 1,5см3 С СF = 3 0 н,во< 0,01 моль/дм" борної кислоти ' "3 3 розбавляють дистильованою водою до 25см3 і вносять таблетку пінополіуретану Натискують на сорбент скляною паличкою до видалення пухирців повітря і суміш перемішують протягом 15 хвилин Сорбент виймають з розчину, віджимають між аркушами фільтрувального паперу, висушують на повітрі протягом 3-5 хвилин і вимірюють дифузне відбиття при 380нм Уміст ортосилікату розраховують за градуювальним графіком Знайдено 0,50±0,02мкг SI/CM3 Відносна помилка визначення ортосилікату становила 9% (таблиця 1, приклад 10*) Параметри способу, що заявляються, для визначення ортосилікату, а саме, співвідношення мольних концентрацій борної кислоти і фториду, вибрано з умов, що забезпечують кількісну сорбцію з води слідових кількостей молібдосилікату пінополіуретаном у присутності фториду, що дозволяє досягти точності визначення у присутності фториду (таблиця 2, приклади 1-5) Таблиця 1 Приклад 1 2* 3 4* 5 6* 7 8* 9 10* 11 12* Введено мкг SI/CM 0,03 0,03 0,06 0,06 0,10 0,10 0,20 0,20 0,50 0,50 0,60 0,60 3 Пропонований спосіб Знайдено мкг Відносна помилка, SI/CM 3 0,03±0,01 0,03±0,008 0,06±0,01 0,06±0,01 0,09+0,02 0,09±0,02 0,19±0,01 0,19±0,02 0,51 ±0,02 0,50+0,02 0,62±0,01 0,61 ±0,02 Примітка *У присутності Юмкг фториду/см Замежове зменшення співвідношення мольних концентрацій борної кислоти і фториду до 15 призводить до різкого зниження точності визначення вмісту ортосилікату до 25% (таблиця 2, приклад 6) унаслідок неповного зв'язування фториду у гексафтороборатний комплекс Замежове збільшення співвідношення мольних концентрацій борної кислоти і фториду до 50 Відомий спосіб [9] Знайдено Відносна помилка, мкг 9 9 9 9 8 8 5 8 9 9 9 8 S I / C M 3 0,03±0,007 0,02±0,007 0,06±0,01 0,02+0,04 0,09±0,02 0,03±0,05 0,19±0,03 0,10±0,04 0,51±0,01 0,20+0,03 0,62±0,02 0,15±0,03 9 80 9 75 9 75 9 50 8 25 8 20 призводить до суттєвого зниження точності визначення вмісту ортосилікату до 15% (таблиця 2, приклад 7) унаслідок утворення молібдоборатного гетерополікомплексу Переваги пропонованого способу визначення ортосилікату порівняно з прототипом [9] відображено в таблиці 1, де представлено результати визначення ортосилікату при трьох паралельних дослідах та довірчій імовірності 0,95 у відсутності 5 50971 6 та у присутності фториду Визначення виконували сіб дозволяє підвищити точність визначення вмісту за методикою, описаною у прикладі конкретного ортосилікату у присутності фториду з 80-ь20% до визначення 9% при збереженні чутливості Порівняно з прототипом [9] пропонований спо