Спосіб визначення арсену

1.Спосіб визначення арсену, що включає переведення його у забарвлену сполуку у кислому середовищі із застосуванням сірковмісного органічного реагенту і фотометрування одержаного забарвленого розчину, який відрізняється тим, що як сірковмісній органічній реагент застосовують 36330 відносно розчину, який не вміщує арсену. Кількість арсену визначають із градуювального графіка, який будують у інтервалі вмісту арсену 10-90 мкг. Молярний коефіцієнт поглинання одержаної сполуки дорівнює 26400. Спосіб дозволяє визначати від 0,3 мкг/мл арсену. Визначенню арсену не заважає присутність 200-кратної кількості цинку, 5-кратної міді, 10кратної заліза (ІІІ) (див.: Акимов В.К., Ефремова Л.В. и Рудзит Г.П. Журн. аналит. химии. –1978. -Т. 33. - С. 934-937). Способу притаманні такі недоліки: спосіб недостатньо чутливий і його неможливо застосувати для визначення в об'єктах з малим вмістом арсену, наприклад у питній та природній воді. Згідно з санітарно-токсикологічним показником гранично допустима концентрація арсену в питній воді та воді водоймищ дорівнює 0,05 мг/л, а за допомогою способу, який описане вище, визначають більш ніж 0,3 мг/л; визначенню арсену заважає присутність іонів вісмуту, кадмію; для проведення аналізу необхідно мати складну і дорогу апаратуру, бо розчин фотометрують в ультрафіолетовій області спектру. Ці недоліки обмежують застосування способу, який прийнято за прототип. Завданням даного винаходу була розробка способу визначення арсену з більшою чутливістю і селективністю до іонів арсену та спрощення апаратури, яку застосовують під час аналізу. Рішення поставленої задачі було досягнуто тим, що спосіб визначення арсену, що включає переведення його у забарвлену сполуку у кислому середовищі із застосуванням сірковмісного органічного реагенту і фотометрування одержаного забарвленого розчину, згідно з винаходом, як сірковмісний органічний реагент застосовують тетраметил-4,4'-діамінотіобензофенон (тіокетон Міхлера) з концентрацією 0,07-0,10 мас.% і процес утворення забарвленої сполуки проводять у присутності молібдату амонію і неіоногенної поверхнево-активної речовини (ПАР) при таких концентраціях реагентів мас.%: молібдат амонію 1,5-4,5, ПАР 1,11-1,49 в середовищі сірчаної кислоти з концентрацією 10,7-16,0 мас.% до одержання стійкого забарвлення розчину. Тетраметил-4,4'-діамінотіобензофенон (тіокетон Мі хлера) уводять у реакційну суміш у вигляді розчину в органічному розчиннику, що змішується з водою. Тіокетон Міхлера застосовано як сірковмісний органічний реагент, який приймає участь в процесі утворення забарвленої сполуки. У зв'язку з тим, що реагент малорозчинний у воді, застосовують його розчин в органічному розчиннику, який змішується з водою. Молібдат амонію спільно з тіокетоном Міхлера призводить до утворення стійкого забарвлення розчину. Неіоногенний ПАР призводить до підвищення чутливості реакції. Процес утворення забарвленої сполуки відбувається у кислому середовищі, що утворюють за допомогою сірчаної кислоти. Вивчено вплив кожного реагенту, щоб досягти поставленої задачі. Як можна бачити з даних, наведених у табл. 1, позитивний ефект досягається тільки у концентраційних межах реагентів за даним винаходом, які приймають участь в реакції. Збільшення або зниження діапазону концентрацій за даним способом призводить до зниження чутливості способу. Спосіб визначення арсену, згідно з винаходом, полягає в тому, що до дослідного розчину, що вміщує арсен, додають розчин компонентів у концентраціях за даним способом, витримують до одержання стійкого забарвлення розчину, вимірюють оптичну густин у відносно контрольного розчину на фотоелектроколориметрі або спектрофотометрі. Кількість арсену знаходять згідно з градуювальним графіком. Приклад 1. Загальний спосіб визначення арсену До розчину, що аналізується, з вмістом арсену від 0,2 до 3,0 мкг, додають 3 мл розчину сірчаної кислоти з концентрацією 10,7%, 1 мл розчину молібдату амонію з концентрацією 1,5%, 0,7 мл розчину синтанолу з концентрацією 1,1% та 0,5 мл ацетонового розчину тіокетона Міхлера з концентрацією 0,07%. Доводять об'єми розчинів дистильованою водою до 25 мл. За 30 хвилин вимірюють оптичну густину розчину відносно контрольного розчину, що містить усі перелічені реагенти, на фотоелектроколориметрі. Кількість арсену знаходять з градуювального графіка, який побудовано для інтервалу арсену 0,2-3,0 мкг. У табл.2 наведена метрологічна характеристика способу визначення арсену. Приклад 2. Визначення арсену у питній і мінеральній воді за способом додатка Підготуванняпроби. Згідно з відомою методикою, підготування проби проводять таким чином (див.: Методы анализа веществ высокой чистоты. – М.: Наука, 1965. - С.143). У дві склянки вводять рівні об'єми проби, яка досліджується (25-30 мл). В одну з склянок додають арсену в інтервалі 0,2-2,0 мкг. В третю склянку вводять об'єм дистильованої води для контрольної проби рівний об'єму проби, що досліджується. В усі склянки додають по 13 мл розчину сірчаної кислоти, яка розведена водою у співвідношенні 1:1, приливають дистильовану воду до 40 мл. До сумішей додають 1,5 мл 20% розчину калію йодиду, 1 мл 5% розчину аскорбінової кислоти. Одержану суміш переводять в ділильну лійку та 1 хв збовтують з 5 мл 1% хлороформного розчину діетилдитіокарбамінової кислоти. Екстракт відокремлюють, додають 1 мл концентрованої азотної кислоти і упарюють. Визначення арсену. Залишок, одержаний після підготування проби, розчиняють у 3 мл 13,3% розчині сірчаної кислоти, додають 1 мл 3% розчину молібдату амонїю, 0,7 мл 1,3% розчину синтанолу, 0,5 мл 0,08% ацетонового розчину тіокетона Міхлера. Доводять об'єми розчинів дистильованою водою до 25 мл. За 30 хвилин вимірюють оптичну густину розчинів без додатку і з додатком арсену відносно контрольного розчину на фотоелектроколориметрі. Отримані результати використовують при побудуванні графіка: по осі абсцис відкладають кількість доданого арсену, по осі ординат оптичні густини розчинів, отримані при вимірюванні, з додатком і без додатку арсену. Пряма, що здобу 2 36330 то, відсікає ліворуч від нуля по осі абсцис відрізок, який дорівнює кількості арсену в пробі, яка досліджується. Правильність отриманих результатів визначення арсену у воді і їх метрологічні характеристики наведені у табл. 3. Інші приклади з концентраціями реагентів за даним способом зведені у табл. 1. У табл. 4 наведено порівняльні характеристики прототипу і даного способу. З опису і прикладів реалізації можна бачити, що даний спосіб визначення арсену дозволяє: підвищити чутливість визначення арсену в 37 разів (за даним способом 0,008 мкг/мл, за прототипом - 0,3 мкг/мл); підвищити селективність відносно іонів цинку, міді, заліза, вісмуту, кадмію; апаратурне оформлення способу спрощується за рахунок того, що фотометруванню підлягає розчин у видимій області спектру. Таблиця 1 Вплив концентрацій реагентів на результат визначення арсену сірчана кислота 5,3 Концентрація мас.% молібдат амосинтанол нію 3,0 1,3 тіокетон Міхлера 0,08 Уведено арсену, мкг Знайдено арсену, мкг 1,0 0 0 8,0 " " " " 9,3 " " " " 0 10,7 " " " " 0,96±0,02 13,3 " " " " 0,98±0,06 16,0 3,0 1,3 0,08 1,0 1,03±0,04 21,3 " " " " 0,52±0,02 24,0 " " " " 0,32±0,03 13,3 0,7 1,3 0,08 1,0 0 " 1,5 " " " 1,01±0,09 " 3,0 " " " 1,13±0,04 " 4,5 " " " 1,26±0,12 " 7,5 " " " 1,50±0,30 13,3 3,0 0,74 0,08 1,0 0,68±0,18 " " 0,93 " " 0,65±0,08 " " 1,11 " " 0,86±0,04 " " 1,30 " " 0,98±0,06 " " 1,49 " " 0,89±0,03 " " 3,25 " " 0,65±0,08 13,3 3,0 1,3 0,05 2,0 0,79±0,13 " " " 0,07 " 1,94±0,03 " " " 0,08 " 2,07±0,01 " " " 0,10 " 1,92±0,06 " " " 0,26 " 1,98±0,30 Таблиця 2 Кількість досліУведено арсену, мкг дів 8 0,2 Середня оптична густина 0,055±0,010 Знайдено арсену, мкг 0,19±0,04 Відносне стандартне відхилення 0,26 9 0,5 0,141±0,012 0,53±0,05 0,13 11 1,0 0,301±0,013 1,20±0,05 0,07 10 2,0 0,523±0,018 2,13±0,08 0,05 11 3,0 0,730±0,012 2,99±0,05 0,03 3 36330 Таблиця 3 Проба, яка досліджується Питна вода Додаток арсену, мг/л 0,02 Знайдено арсену в пробі, мг/л 0,013±0,005 “ 0,06 0,014±0,001 9 0,21 0,02 і 0,06 0,006±0,001 14 0,22 Мінеральна вода Кількість дослі- Відносне стандартне дів відхилення 5 0,31 Таблиця 4 Показник Прототип Спосіб, що пpoпoнyєтьcя 0,3 0,008 Коефіцієнт молярного поглинання 26400 102000 Довжина хвилі при вимірюванні, нм Селективність (відношення As:Е, що заважає визначенню As): цинк 330 640 1:200 1:500 мідь (ІІ) 1:5 1:200 залізо (ІІІ) 1:10 1:150 вісмут заважає 1:500 кадмій заважає 1:200 свинець 1:500 кобальт 1:250 0,024 (для 38 мкг As) 0,03 (для 3 мкг As) Чутливість, мкг/мл Відносне стандартне відхилення __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4