Спосіб визначення міді у водних розчинах

Спосіб визначення міді у водних розчинах, що включає вимірювання за допомогою ртутного електрода при негативному потенціалі відносно хлоросрібного електрода, який відрізняється тим, що вимірювання виконують методом інверсійної хронопотенціометрії у пробах після мінералізації органічних речовин на фоні 2М НСl на твердому срібному електроді, покритому амальгамою ртуті, та при заданих електрохімічних параметрах накопичення та інверсії міді. (19) (21) u201013730 (22) 19.11.2010 (24) 10.06.2011 (46) 10.06.2011, Бюл.№ 11, 2011 р. (72) СУРОВЦЕВ ІГОР ВІКТОРОВИЧ, ГАЛІМОВА ВАЛЕНТИНА МИХАЙЛІВНА, КОПІЛЕВИЧ ВОЛОДИМИР АБРАМОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ 3 60067 методом інверсійної хронопотенціометрії у водному розчині (пробах води різного природного і штучного походження) у необхідному для практики 3 3 діапазоні від 0,001 мкг/см до 1,0 мкг/см з відносною похибкою вимірювання концентрації не більше 5 %. Поставлене корисною моделлю завдання досягається тим, що інверсійнохронопотенціометричне визначення міді у пробах води, виконують після їх випаровування і сухої мінералізації органічних речовин 66-70 %-ою азотною кислотою та 30 %-им пероксидом водню, розчинення мінералізату у розчині 2М НСl з наступним вимірюванням концентрації металу за методом добавок на твердому срібному електроді, покритому амальгамою ртуті, з допоміжним хлорсрібним електродом при заданих електрохімічних параметрах вимірювання міді. Порядок виконання вимірювання концентрації міді наступний: - аналізують контрольний (фоновий) розчин, одержаний аналогічно до приготування проб води для аналізу з використанням у якості проби бідистильованої води, та визначають час інверсії ф; - аналізують пробу досліджуваного розчину (мінералізат), та визначають час інверсії проби п; - у пробу вносять добавку стандартного роз2+ чину іонів Сu (одну або декілька добавок з кон3 центрацією міді відповідно 100,0 мкг/см ; 3 3 10,0мкг/см та 1,0 мкг/см , одержаних шляхом розведення розчином 2М HСl стандартного зразку розчину іонів міді (МСО 0141:2000; ГСО 7998-93 8000-93) та визначають час інверсії проби з добавкою д. За одержаними значеннями часу інверсії контрольного (фонового) розчину, проби досліджуваного розчину (мінералізату), та проби з добавкою 2+ стандартного розчину іонів Сu розраховують масову концентрацію міді у досліджуваному розп  ф чині за формулою C  k  m  , де С - конценд  п 4 2+ 3 трація Сu в г/дм ; k - коефіцієнт переведення значень концентрації розчину електролізера у від3 повідні значення концентрації проби води в 1/дм ; m – маса добавки стандартного зразку розчину 2+ іонів Сu в г. Приклад 1. Визначення масової концентрації 2+ Сu у модельних розчинах. Для цього готують 2+ модельні розчини з концентрацією Сu 5,0; 1,0; 3 0,1; 0,01; 0,001 і 0,0005 мкг/см шляхом додавання у фоновий розчин 2М НСl відповідної кількості стандартного розчину міді. Для виконання вимірювань індикаторний електрод (твердий срібний електрод) покривають амальгамою ртуті, порівняльний електрод (хлорсрібний електрод) заповнюють розчином 2М HСl і занурюють їх у розчин електролізера, встановлений на магнітну мішалку. Проводять вимірювання при таких параметрах: потенціал регенерації +0,02 В; час регенерації 120 с; значення опору у ланцюгу окислення 150 кОм; потенціал концентрування -0,400 В; час концентрування залежить від очікуваної концентрації та знаходиться у діапазоні від 15 с до 210 с; діапазон визначення потенціограми від - 0,400 В до - 0,100 В; час інверсії іонів міді визначають по одержаній потенціограмі в діапазоні потенціалів від - 0,320 В до - 0,150 В. За одержаним значенням часу інверсії фону, проби та проби з добавкою виконують обробку результатів вимірювання. У табл. 1 наведені результати вимірювання концентрації міді, абсолютні та відносні похибки, а також значення середньоквадратичного відхилення для п'яти вимірювань у вказаних модельних розчинах. За результатами досліджень, наведеними в прикладі 1, встановлено, що відносна похибка вимірювання концентрації міді не перевищує ± 5 % у 2+ 3 діапазоні концентрацій Сu від 0,001 до 1 мкг/см , який є оптимальним для вимірювання міді. При 2+ 3 підвищенні концентрації Сu до 5 мкг/см і змен3 шенні її до 0,0005 мкг/см відносна похибка вимірювання перевищує 20 %. Таблиця 1 2+ Похибки вимірювань концентрації Сu у модельних розчинах № п/п, похибки вимірювань 1 2 3 4 5 Середнє значення, 3 мкг/см Середньоквадратичне 3 відхилення, мкг/см Абсолютна похибка, 3 мкг/см Відносна похибка, % 5,0 6,48 6,33 6,79 5,78 7,12 Значення концентрації міді у модельному розчині, мкг/см 1,0 0,1 0,01 0,001 1,03 0,102 0,0089 0,00098 0,87 0,108 0,0098 0,00096 1,05 0,096 0,0108 0,00103 0,95 0,096 0,0096 0,00087 1,08 0,115 0,0114 0,00128 3 0,0005 0,00089 0,00045 0,00068 0,00069 0,00068 6,50 0,98 0,103 0,0101 0,00102 0,00068 0,50 0,06 0,008 0,0010 0,00015 0,00016 1,50 -0,02 0,003 0,0001 0,00002 0,00018 30,00 1,67 3,40 1,00 2,34 35,60 Приклад 2. У пробі води з озера визначали 2+ вміст Сu методом інверсійної хронопотенціомет рії, як описано в Прикладі 1, та порівнювали з результатами аналізу, одержаними за методом 5 60067 атомно-абсорбційної спектроскопії [Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным 6 стандартам. Энциклопедический справочник. - М.: Из-во «Протектор», 1995. - С. 201-211. - ISO 8288]. Результати вимірювань наведено в табл. 2. Таблиця 2 Порівняння результатів вимірювання концентрації Cu 2+ у воді озера різними методами аналізу 2+ Методи аналізу Атомно-абсорбційний аналіз Інверсійна хронопотенціометрія За прикладом 2 встановлено співпадання ре2+ зультатів вимірювання концентрації Сu у зразках природної води, одержаних різними методами аналізу, з відносною похибкою визначення методом інверсійної хронопотенціометрії 4 %, а атомно-абсорбційної спектроскопії - 6,5 %. При необхідності для досягнення заданої точності вимірювання масової концентрації міді у пробі води потрібно: - розбавити мінералізат проби розчином 2М 2+ НСl та повторити вимірювання концентрації Сu , якщо результати вимірювання концентрації у мінералізаті проби перевищують значення 1,0 3 мкг/см ; Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 3 Результати вимірювання концентрації Сu , мкг/см середнє значенпроба 1 проба 2 проба 3 ня 0,098 0,086 0,092 0,092 0,102 0,103 0,096 0,100 - попередньо сконцентрувати пробу, для чого збільшити початковий об'єм фільтрату проби води 3 3 з 100 см до 250 см , та повторити вимірювання концентрації міді, якщо результати вимірювання 2+ концентрації Сu у мінералізаті проби менші зна3 чення 0,001 мкг/см . Запропонований спосіб визначення міді методом інверсійної хронопотенціометрії в пробах води різного природного походження може використовуватись у необхідному для практики діапазоні 3 3 вимірювань від 0,001 мкг/см до 1,0 мкг/см з відносною похибкою вимірювання концентрації міді, що не перевищує ± 5 %. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601