Спосіб іонометричного визначення бору

Спосіб іонометричного визначення бору, який включає переведення сполук бору у форму тет 3 37751 фторид вміщуючих розчинів і наступного вимірювання активності іонів тетрафторборату з використанням хімічного сенсора, який відрізняється тим, що в якості електродоактивної речовини хімічного сенсора використовується іонний асоціат 2-(Nетилкарбазол-3)-етініл-1,3,3-триметил-3Н-індолію тетрафторборат (ЕКТІ) із співвідношенням компонентів: 1,2% - 2-(N-егилкарбазол-3)-етініл-1,3,3триметил-3Н-індолій тетрафторборату, 65,8% онітрофенілоктилового етеру, решта - полівінілхлорид. Суттсвість вказаних умов, та деякі метрологічні характеристики способу іонометричного визначення бору ілюструються наступними прикладами аналізу різних борвміщуючих об'єктів. Приклад №1. Виготовлення електроду. Виготовлення хімічного сенсора. 3,5мг іонного асоціату 2-(N-етилкарбазол-3)-етініл-1,3,3-триметил-3Ніндолій тетрафторборату ретельно перемішують з 100мг полівінілхлориду та 200мг пластифікаторао-нітрофенілоктилового етеру в керамічному тиглі. Отриману суміш розчиняють в 3мл тетрагідрофурану і виливають в скляне кільце (d=25мм) приклеєне до скляної поверхні, накривають фільтрувальним папером, та залишають до повного висихання на одну добу при кімнатній температурі. З отриманої еластичної мембрани за допомогою коркорізу з діаметром 10мм вирізають диск який приклеюють до торця полівінілхлоридного корпуса для іон-селективних електродів. Отриману таким чином грубку з мембраною заповнюють внутрішнім розчином і використовують в якості хімічного сенсора. Приклад №2. Визначення бору у вода х. У пластмасові (поліпропілен, поліетилен чи тефлон) стаканчики на 30-50мл вводять 10мл досліджуваної проби, добавляють 2,5мл розчину NH4F з концентрацією 1моль/л та 5мл суміші сульфатної та фосфа тної кислот з концентрацією 5 та 2 моль/л 4 відповідно. Отриманий розчин перемішують пластмасовою мішалкою і залишають стояти не менше 20 хвилин. Після витримування, до розчину, при перемішуванні, добавляють 7,5мл розведеного (1:1) розчину аміаку і охолоджують до кімнатної температури. В отриманий розчин занурюють електроди (хлор срібний порівняння в пластмасовому корпусі та іон-селективний на основі ЕКТІ) і вимірюють потенціал хімічного сенсора за допомогою високоомного мілівольтметра. Вміст бору знаходять із градуювального графіка, побудованого аналогічно з використанням стандартних розчинів борної кислоти (табл. 1) чи зчитують покази з табло приладу в одиницях логарифму концентрації у випадку попереднього калібрування іонометра (для концентрацій бору більш як 1мг/л). Концентрацію бору у пробі (С (В), мг/л) розраховують за рівнянням: С (В), мг/л = 10logX, де log Х - значення знайдене з градуювального графіка чи зчитане із показів приладу. Для побудови градуювального графіка використовують стандартні розчини борної кислоти вихідний з концентрацією 104,6мг/л, виго товлений розчиненням у двічі дистильованій воді 0,6000г Н3ВО3 в мірній колбі на 1л, та робочий з концентрацією 10,49мг/л отриманий 10-кратним розведенням вихідного двічі дистильованою водою. Вимірювання потенціалів градуювальних розчинів проводять починаючи з найбільш розведеного розчину, знімаючи покази з іонометра, з точністю 0,1мВ, через 1-3хв після занурення електродів. З одержаних даних будують градуювальний графік у координатах Е=f(log СB). При вимірюванні розчинів невідомої концентрації після кожної о вимірювання електроди промивають дистильованою водою і обережно висушують фільтрувальним папірцем. Таблиця 1 Дані побудови градуювального графіка V(B), мл V(Н2О), мл СВ, мг/л 0 10 0 0,5 9,5 0,52 logC ц.мг/л E, мВ 111,6 -0,280 93,7 Концентрація стандартного розчину бору С(В)=10,49мг/л С(В)=104,9мг/л 1 2,5 5 10 2,5 5 10 97 7,5 5 0 7,5 5 0 1,05 2,6 5,2 10,5 26,2 52,4 104,9 0,020 89,6 0,419 70,3 0,720 55,5 1,02 38,9 1,42 18,6 1,72 2,4 2,02 -16,3 5 37751 6 Таблиця 2 Результати аналізу вод Проба води Вода Червоного моря Мінеральна вода 1 Мінеральна вода 2 СB 7,01 6,77 6,92 6,68 7,03 24,37 23,65 23,55 23,35 22,27 20,27 19,93 19,42 19,34 19,33 Знайдена концентрація бору, С(В) мі /л Розроблений спосіб Фотометричний спосіб з використанням Азометину CB сер Sr DCB Н [9] 6,88 0,19 0,022 СB = 6,86±0,20 Sr = 0,023 23,4 0,9 0,032 СВ = 23,60±0,58 Sr = 0,019 19,66 0,52 0,021 CB=19,86±0,40 Sr=0,016 Приклад №3. Визначення бору в боросилікатних матеріалах (скло). У пластмасові стаканчики на 30-50мл вносять точну наважку (0,1-0,5г) подрібненого матеріалу, добавляють 2мл плавикової кислоти і при помірному нагріванні на водяній бані (40-60°С) витримують до розчинення матеріалу. Отриманий розчин охолоджують і нейтралізують 3М розчином (NН4)2HPO4, в присутності 1 краплі метилового червоного до переходу червоного забарвлення у жовте. Після охолодження до кімнатної температури розчин кількісно переносять у мірну колбу на 25-50мл і доводять до мітки бідистилятом. Повертають розчин у пластмасовий стаканчик, занурюють електроди і вимірюють потенціал іонселетивного електроду на основі електродоактивної речовини - 2-(N-етнлкарбазол-3)-етініл-1,3,3триметил-3Н-індолій тетрафторборату. Вміст бору (в одиницях масової концентрації w(B2O3)) знаходять за формулою: w(B2O3 ) = r CBF4 × Mr (B 2O3 ) × VK 2m × 100% r CBF 4 де - значення від'ємного логарифму концентрації гетрафторборат іонів, знаходять з граду ювального графіку, побудованого у координатах E = f(log C(BF4)) із використанням стандартних розчинів тетрафторборату амонію па фоні 1М (NH4)H2PO4, m маса зразка (г), Vк - об'єм колби, Мк (В2О3)- відносна молекулярна маса. Або за формулою: C × M (B O ) × VX w(B2O3 ) = СТ r 2 3 2m × 10 Де Vx, об'єм стандартної добавки, знайдений за методом Грана з використанням стандартного розчину тетра фторборату амонію з концентрацією Сст. [10] Таблиця 3 Дані побудови градуювального графіка C( BF4), моль/л pC( BF4) Е, мВ 10-1 1 -133,8 Де С( BF4), моль/л- концентрація тетрафторборат іонів у розчині, рС( BF4)- від'ємний логарифм концентрації тетрафторборат іонів у розчи 10-2 2 -82 10-3 3 -25,8 10-4 4 27,1 10-5 5 80,3 ні. Е- потенціал електроду мВ, що одержують з табло приладу. Рівняння градуювального графіку: Е=188,35+53,89 рС BF4. 7 37751 8 Таблиця 4 Результати аналізу борвміщуючи х силікатних матеріалів зразок 1 2 3 4 5 w(B2O3), % 24,4 23,9 22,8 22,6 22,9 (B2O 3),% Dw (B2 O3) Sr 23,3 0,98 0,034 Розроблений спосіб визначення бору характеризується правильністю та кращою відтворюваністю та експресністю в порівнянні з прототипом. Спосіб може використовуватись у заводських, науково-дослідних та хіміко-аналітичних лабораторіях. Джерела інформації: 1. Немодрук А.А., Каралова З.К. Аналитическая химия бора / Серия „Аналитическая химия элементов". - М.: На ука. - 1964. - 277 с. 2. Sah R. N., Brown P. H. Boron Determination-A Review of Analytical Methods // Microchemical Journal .- 1997. - V. 56. - P.285-304 3. Xiao-Bing Zhang, Can-Cheng Guo, Li-Xin Jian, Guo-Li Shen, Ru-Qin Yu. Fluoroborate ion sensitive PVC membrane electrode based on chloro[tetra(wamino-prienyl)porphinatoj-manganese as neutral carrier // Anal. Chim. Acta. 2000.-V.419.-P. 227-233 4. Saad S.M Hassan, M.A.F. Elmosalami. A new tetrafluoroborate liquid membrane electrode for selective determination of boron // Frezenius Z. Anal. Chem. - 1986. - № 325. - P. 178-180 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 5. Perez-Olmos R., Etxebarria В., Ruiz M.P. Construction and evaluation of letrafluoroborate selective electrodes. Aplication to plating baths analysis // Frezenius J. Anal. Chem . - 1994. - V. 348. - P. 341-345 6. Borovski E. S., Ragoizha G. E., Voitovich A. I., Rakhmanko E. M., Gulevich A. 1,. Potentiometric determination of boron in borophosphosilicate glasses il Indust. Lab. - 1991. - V. 57. - P. 683-685 7. Dolaberidze L.D., Zhgenti K.A., Chkhetiani N.A., D zhaliashvili A.G. lonometric determination of boron in rocks and ores // Indust. Lab.- 1989.- V. 55.-P. ЗІ-32 8. Ми г дли Д., Торренс К. Потенциометрический анализ воды / Пер. с англ. M.: Мир, 1980 . - 516 с. - ПРОТОТИП 9. Lopez F.J., Gimenez E., Hernandez F. Analytical study on the determination of boron in environmental water samples // Fresenius J. Anal. Chem. 1993. V. 346. - P. 984-987 10. Камман К. Работа с ионоселективными электродами: Пер. с нем.- M.: Мир, 1980. -283с. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601