Спосіб визначення талію у воді

Спосіб визначення талію у воді шляхом сорбції, десорбції та наступного фотометрування елюату, який відрізняється тим, що пінополіуретановий сорбент модифікують протягом 70 хв молібдофосфатом при рН 1,0-2,5 та молярному співвідношенні СМо:СР=20-200, сорбцію здійснюють при 3£рН£9, десорбцію - водним розчином ΗΝΟ3 чи H2SО4 з рН 0,8-0,4. (19) (21) 98073824 (22) 15.07.1998 (24) 15.08.2002 (46) 15.08.2002, Бюл. № 8, 2002 р. (72) Сухан Василь Васильович, Набиванець Богдан Йосипович, Трохименко Ольга Митрофанівна, Іщенко Володимир Борисович (73) Київський університет імені Тараса Шевченка (56) SU 1709196, 30.01.1992Украинский химический журнал. -1996.-62, №3 с.47-51Журнал аналитической химии.- 1991.-46, №12. с. 2325-2327 3 31168 4 вих кількостей талію(І) з слабокислих, нейтральних мішування протягом 5 хв десорбат фотометрують і слаболужних розчинів та його десорбції розчинаатомно-абсорбційним методом в повітряноми кислот. пропан-бутановому полум'ї або з електротермічУмови модифікації сорбенту (кислотність, моною атомізацією по резонансній лінії 276,8нм. лярне співвідношення СМо/Р, час контакту фаз) Вміст талію розраховують по градуювальному забезпечують максимальну ємність сорбенту по графіку. МФ, що призводить до чутливості та точності виПриклад конкретного виначення. 0,1г ППУ у значення. вигляді кубиків 5x5x5мм поміщають у водний розІнтервал кислотності сорбції, що заявляється, чин МФ (pH 1,5, СМо/Р = 50, СР = 5 × 10-3М), придавзабезпечує кількісну сорбцію талію(І) на модифіколюють кубики скляною паличкою для видалення із ваному МФ ППУ з водних розчинів у вигляді малоних пухирців повітря і суміш перемішують магнітрозчинного молібдофосфату талію(І), закріпленого ною мішалкою протягом 70 хв. ППУ з іммобілізона поверхні сорбенту, що дозволяє досягти більш ваним на ньому МФ виймають з розчину, промивисокої чутливості і точності визначення порівняно вають дистильованою водою, віджимають між з прототипом. аркушами фільтрувального паперу і вносять сорСлід відзначити, що тільки у випадку викорисбент в 1000мл води, що містить 20мкг талію(І). тання, як сорбенту, ППУ з іммобілізованим на Придавлюють кубики скляною паличкою до виданьому МФ, досягається висока чутливість визналення із них пухирців повітря і суміш перемішують чення, тому що без модифікації сорбенту МФ, та20 хв магнітною мішалкою. Сорбент виймають з лій (І) на ППУ практично не сорбується. розчину, промивають дистильованою водою, відВикористання, як десорбентів, органічних розжимають між аркушами фільтрувального паперу і чинників, зокрема ацетону, не дозволяє досягти вносять в 5мл розчину НNO3 з pH 0,5. Після перевисокої точності визначення завдяки одночасній мішування протягом 5 хв десорбат фотометрують десорбції іммобілізованого МФ і заважаючому атомно-абсорбційним методом в повітряновпливу ацетону на атомно-абсорбційне визначенпропан-бутановому полум'ї по резонансній лінії ня талію в елюатах. 276,8нм. Вміст талію розраховують по градуюваТаким чином, сукупність суттєвих ознак пропольному графіку. Знайдено 19,0 ± 0,91мкг талію. нованого способу є достатньою для забезпечуваВідносна помилка визначення талію становила 3% ного винаходом технічного результату: нижня ме(табл.3, приклад 7). жа визначуваного вмісту - 0,1мкг талію в пробі, що Параметри способу, що заявляються для іманалізується, точність - 15%. мобілізації МФ на ППУ (pH 1,0 - 2,5, СМо/Р = 20 Спосіб реалізується наступним чином. Наваж200, час контакту фаз 70 хв) та для сорбції талію ку 0,05 - 0,2г ППУ у вигляді кубиків 5x5x5мм поміна модифікованому ППУ (З £ рН £ 9, маса ППУ щають у водний розчин МФ (pH 1,0 - 2,5, СМo/Р = 20 0,20 - 0,05г, десорбція 5мл водного розчину НNO3 - 200, CР = 5 × 10-3M), придавлюють кубики скляною чи H2SO4 з pH 0,8 - 0,4) вибрані з умов, що забезпаличкою для видалення із них пухирців повітря і печують максимальну ємність ППУ по МФ, що стасуміш перемішують магнітною мішалкою протягом новить 0,13ммоль/г (табл.1, приклади 1 - 10) та 70 хв. ППУ з іммобілізованим на ньому МФ вийкількісну сорбцію слідових кількостей талію(І) з мають з розчину, промивають дистильованою воводи і кількісну його десорбцію, що дозволяє досядою, віджимають між аркушами фільтрувального гти чутливості і точності визначення (табл.2, припаперу і вносять сорбент в 1000мл води, що місклади 1 - 13). тить 0,1 - 100мкг талію (І). Придавлюють кубики Замежове зниження pH іммобілізації реагенту скляною паличкою до видалення із них пухирців на сорбенті до 0,7 призводить до зниження ємносповітря і суміш перемішують 20 хв. магнітною міті ППУ по МФ до 0,02ммоль/г завдяки кислотному шалкою. Сорбент виймають з розчину, промивагідролізу МФ у водному розчині (табл.1, приклад ють дистильованою водою, віджимають між арку11). шами фільтрувального паперу і вносять в 5мл розчину НNO3 чи H2S04 з pH 0,8 - 0,4. Після переТаблиця 1 Приклад 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 pH іммобілізації МФ на ППУ 1,0 1,5 2,0 2,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 0,7 CМо:CР при СР =1 × 10-3M Час контакту фаз, кв. 50 50 50 50 20 50 100 200 50 50 50 70 70 70 70 70 70 70 70 80 150 70 Ємність ППУ по МФ, ммоль/г 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,02 5 31168 6 Продовження таблиці 1 Приклад 12 13 14 15 pH іммобілізації МФ CМо:CР при СР =1 × 10-3M Час контакту фаз, кв. на ППУ 3,0 50 70 1,5 15 70 1,5 500 70 1,5 50 50 Підвищення pH іммобілізації до 3,0 призводить до зниження ємності ППУ по МФ до 0,01ммоль/г завдяки лужному гідролізу МФ у водному розчині (табл.1, приклад 12). На ємність сорбенту важливе значення має співвідношення концентрацій молібдату і фосфату у водному розчині. Замежове зниження молярного співвідношення CМо : СР до 15 призводить до зниження ємності ППУ по МФ до 0,04ммоль/г (табл.1, приклад 13) внаслідок утворення у розчині ненасичених МФ. Збільшення молярного співвідношення Смо-'Qp призводить до зниження ємності ППУ по МФ до 0,05ммоль/г при СМо : СР= 500 (табл.1, приклад 14) за рахунок зростання конкуруючої сорбції молібдату. Замежове зменшення часу контакту фаз призводить до зменшення ємності сорбенту по реагенту до 0,10ммоль/г (табл.1, приклад 15). Замежове збільшення часу контакту фаз не призводить до підвищення ємності ППУ по МФ, тому збільшувати час контакту фаз не раціонально. Приклад 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 pH сорбції ТІ на ППУ, модифікованому МФ 3,0 5,0 7,0 9,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 3,0 9,0 9,0 3,0 1,0 13,0 5,0 5,0 5,0 5,0 Ємність ППУ по МФ, ммоль/г 0,01 0,04 0,05 0,10 Замежове зниження pH сорбції талію(І) до 1,0 призводить до підвищення нижньої межі визначуваного вмісту талію до мкг 1мкг (табл.2, приклад 14) внаслідок збільшення розчинності у воді сполуки талію(І) з МФ на поверхні сорбенту. Замежове збільшення pH сорбції талію(І) до 13,0 призводить до підвищення нижньої межі визначуваного вмісту до 5мкг талію (табл.2, приклад 15) внаслідок лужного гідролізу сполуки талію(І) з МФ, іммобілізованим на поверхні ППУ. Замежове зменшення маси сорбенту ППУ, при збереженні всіх інших параметрів способу в заявлюваних інтервалах, супроводжується підвищенням нижньої межі визначуваного вмісту талію до 3мкг при масі ППУ 0,03г (табл.2, приклад 16) за рахунок неповної сорбції. Замежове збільшення маси ППУ призводить до підвищення нижньої межі визначуваного вмісту талію внаслідок неповної десорбції. Це призводить до підвищення нижньої межі визначуваного вмісту талію до 4мкг при масі ППУ 0,30г (табл.2, приклад 17). Таблиця 2 Маса ППУ, г pH десорбції ТІ 0,10 0,10 0,10 0,10 0,20 0,05 0,10 0,10 0,10 0,05 0,20 0,05 0,20 0,10 0,10 0,03 0,30 0,10 0,10 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,8 0,6 0,4 0,4 0,8 0,8 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 1M HN03 2,0 Нижня межа визначуваного вмісту ТІ, мкг 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 1,0 5,0 3,0 4,0 8,0 10,0 Примітка.* Відносна похибка визначення нижньої межі визначуваного вмісту талію не перевищує 15%. На чутливість способу важливий вплив виявляє pH десорбції талію. Збільшення pH десорбції до 2,0 призволить до підвищення нижньої межі визначуваного вмісту талію до 8мкг (табл.2, приклад 18) за рахунок неповного руйнування сполуки талію(І) з МФ на поверхні ППУ. Замежове збільшення концентрації кислоти при десорбції до MФ НNO3 (табл.2, приклад 19) призводить до підви щення нижньої межі визначуваного вмісту талію до 10мкг ймовірно за рахунок часткового руйнування іммобілізованого МФ та самого сорбенту. Переваги запропонованого способу визначення талію порівняно з прототипом [4] відображені в табл.3, де представлені результати визначення талію при числі паралельних дослідів, рівному 5 та довірчій ймовірності 0,95. Визначення талію про 7 31168 8 водили за методикою, описаною у прикладі конквмісту талію з 0,25мкг в пробі до 0,1мкг в пробі та ретного визначення. при вмісті талію 0,25мкг в пробі підвищити точність Порівняно з прототипом [4] пропонований споз 6% до 4%. сіб дозволяє знизити нижню межу визначуваного Таблиця 3 Приклад Введено ТІ, мкг 1 2 3 4 5 6 7 8 0,1 0,25 0,5 1,00 2,5 5,0 20,0 100,0 Пропонований спосіб Відносна похибка, Знайдено ТІ, мкг % 0,115 ± 0,020 15,0 0,24 ± 0,03 4,0 0,48 ± 0,05 4,0 0,96 ± 0,08 4,0 2,4 ± 0,16 4,0 4,85 ± 0,20 3,0 19,0 ± 0,91 3,0 103 ± 2,63 3,0 Відомий спосіб Знайдено ТІ, мкг Відносна похибка, % Не визнач. 0,23 ± 0,015 0,53 ± 0,03 1,06 ± 0,05 2,35 ± 0,20 4,70 ± 0,35 18,8 ± 1,95 106 ± 6,05 -6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 Примітка* Умови: об'єм водної фази 1000мл, pH 6,5, 0,1г модифікованого МФ ППУ. Десорбція 5мл водного розчину НNO3 з pH 0,5 при числі паралельних дослідів рівному 3 та довірчій ймовірності 0,95. Перевагою пропонованого способу є також те, що концентрування талію здійснюють у вигляді талію(І), а не у вигляді талію(ІІІ), як у прототипі. Отже, при аналізі вод немає потреби проводити процеси окиснення-відновлення талію внаслідок того, що талій у водах може знаходитися переважно у вигляді талію(І). Талій(ІІІ), як відомо [І], при рН>3 гідролізує і збирається в донних осадах. При необхідності талій відновлюй, до талію(ІІІ) гідроксиламіном сірчанокислим [Я Наближені умови сорбції до умов середовища, з якого проводять сорбцію. Джерела інформації. 1. Коренман И.М., Аналитическая химия таллия. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 172 с. 2. Трохименко О.М., Фалендыш Н.Ф., Трачевс кий В.В. Соосаждение таллия(I) фосфорновольфрамовой кислотой и бромидом тетрабутиламмония и его атомно-абсорбционное определение //Укр. хим. ж. - 1996. -62, N 3. С. 47 - 51. 3. Пилииенко АЛ., Терлецкая A.B., Матвеева Е.Я., Шевченко Т.Л. Фотометрическое и флуореметрическое определение таллия в поверхностных и питьевых водах //Химия и технология воды 1991.-13, N 8. С. 689 - 692. 4. Михалюк П.И., Назаренко А.Ю., Сухан В.В. Определение следовых количеств таллия методом атомно-абсорбционной спектроскопии после его предварительного концентрирования на пенополиуретане //Журн. аналит. химии - 1991.- 46, N 12. С. 2325 - 2327. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім’ї Хохлових, 15, м. Київ, 04119, Україна (044) 456 – 20 – 90 ТОВ “Міжнародний науковий комітет” вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна (044) 216 – 32 – 71