Спосіб фотоколориметричного визначення нікелю у зварювальному аерозолі

Спосіб фотоколориметричного визначення нікелю у зварювальному аерозолі, що включає відбір проб на аналітичні фільтри аерозольні хімі 3 дневої кислоти; 0,5 мл ацетону; 4 мл 20 %-ного розчину гідроксиду натрію для нейтралізації хлороводневої кислоти; 1,5 мл 20 %-ного розчину лимоннокислого натрію; 0,5 мл 0,05 М розчину йоду в якості окисника; 1,5 мл 1 %-ного розчину диметилгліоксиму в 20 %-ному гідроксиді натрію та доводять об'єм розчину дистильованою водою до 25 мл. Через 15 хвилин отриманий розчин червонобурого кольору фотометрують відносно холостого розчину, який не містить нікелю (колба №1) при довжині хвилі 490 нм та товщині поглинаючого шару 5 см. Для побудови другої градуювальної залежності брали 7 мірних колб об'ємом 25 мл, в кожну з яких при перемішуванні додавали стандартний розчин нікелю (c(Ni2+) =10 мкг/мл) в об'ємах вказаних у таблиці 1; 1,5 мл концентрованої хлороводневої кислоти; 0,5 мл ацетону; 4 мл 20 %-ного розчину гідроксиду натрію для нейтралізації хлороводневої кислоти; 1,5 мл 20 %-ного розчину лимоннокислого натрію; 1 мл 1 %-ного свіжоприготованого персульфату амонію в якості окисника; 1,5 мл 1%-ного розчину диметилгліоксиму в 20 %ному гідроксиді натрію та доводять об'єм розчину дистильованою водою до 25 мл. Через 15 хвилин отриманий розчин червоно-бурого кольору фотометрують відносно холостого розчину, що містить всі реактиви в тих самих кількостях, як і досліджувана проба, і який не містить нікелю (колба №1), при довжині хвилі 490 нм та товщині поглинаючого шару 5 см. Дані наведені в таблиці 2. Видно, що результати, отримані при використанні обох окислювачів, збігаються. Тангенс кута нахилу градуювальної залежності, який характеризує чутливість методу визначення, практично однакові при використанні обох окислювачів. Приймаючи до уваги те, що розчин персульфату амонію дуже нестійкий і його потрібно готувати щодня, у якості окисника для розробки даної методики було обрано розчин йоду, який готували з додаванням 4 % йодиду калію за методикою [4]. Згідно [4] розчин йоду з концентрацією 0,05 моль/л, що містить не менше 4% йодиду калію доволі стійкий. Приклад 2. Для вибору оптимальних умов аналізу було вивчено спектр поглинання диметилгліоксиматного комплексу нікелю з використанням розчину йоду у якості окислювача. Для цього в колбу об'ємом 25 мл додавали 2 мл стандартного розчину нікелю (c(Ni2+) = 10 мкг/мл); 1,5 мл концентрованої хлороводневої кислоти; 0,5 мл ацетону; 4 мл 20 %-ного розчину гідроксиду натрію; 1,5 мл 20 %-ного розчину лимоннокислого натрію; 0,5 мл 0,05 М розчину йоду; 1,5 мл 1 %-ного розчину диметилгліоксиму в 20 %-ному гідроксиді натрію та доводять об'єм розчину дистильованою водою до 25 мл. Через 15 хвилин вимірюють оптичну густину отриманого розчину червоно-бурого кольору відносно холостого розчину в діапазоні довжин хвиль від 400 до 600 нм при товщині поглинаючого 46023 4 шару 5 см. Холостий розчин готували додаванням в колбу на 25 мл тих самих реагентів в тих самих концентраціях, що і аналізований розчин без додавання стандартного розчину нікелю. Отриманий спектр поглинання приведено на фігурі. В результаті для проведення аналізу було обрано найбільш оптимальну довжину хвилі 490 нм, при якій спостерігається максимум світлопоглинання. Приклад 3. Перевірку правильності розробленої методики проводили порівнянням зі стандартною методикою визначення нікелю в атмосферному повітрі [1]. Після відбору проб згідно [1], вирізали робочу поверхню аерозольного фільтру з відібраною пробою, поміщали її в скляний стакан на 100 мл, додавали 1,5 мл концентрованої (12 моль/л) хлороводневої кислоти, нагрівали 5 хвилин, не доводячи до кипіння, охолоджували розчин до кімнатної температури, додавали 0,5 мл ацетону. Кількісно переносили отриманий розчин в мірну колбу на 25 мл, змивали стакан тричі по 0,5 мл дистильованою водою, а далі додавали гідроксид натрію, лимоннокислий натрій, розчин йоду, розчин диметилгліоксиму згідно прикладу 2 та доводили до позначки дистильованою водою. Через 15 хвилин фільтрували отриманий розчин в кювету на 5 см та проводили вимірювання оптичної густини розчину при довжині хвилі 490 нм по відношенню до холостого розчину, приготованого як в прикладі 2. З даних таблиці 3 видно, що при використанні обох методів результати збігаються. Відносне стандартне відхилення результатів за новою методикою менше, тому точність визначення нікелю за новою методикою вища. Необхідний об'єм хлороводневої кислоти було підібрано експериментальним шляхом таким чином, щоб це була мінімальна кількість кислоти, в якій розчиняється фільтр з відібраною на нього пробою. При збільшенні концентрації кислоти з'являється необхідність додавання більшої кількості лугу для нейтралізації розчину, щоб утворився диметилгліоксиматний комплекс нікелю. Враховуючи те, що в порівнянні зі стандартною методикою загальний об'єм аналізованого розчину збільшується приблизно в чотири рази, при розробці нової методики об'єм допоміжного реагенту 20%-ного розчину лимоннокислого натрію також був збільшений в чотири рази. Техніко-економічна ефективність. Запропонований спосіб дозволяє підвищити експресність (пробопідготовка за розробленою методикою займає 5 хвилин замість 2 годин за стандартною методикою) та точність фотоколо-риметричного визначення нікелю в зварювальному аерозолі шляхом розчинення ацетилцелюлозного фільтру в суміші хлороводневої кислоти та ацетону, а також є більш зручним за рахунок використання в якості окисника замість персульфату амонію розчину йоду, який є більш стійким у часі. 5 46023 6 Таблиця 1. Дані для побудови градуювальних графіків для визначення нікелю № колби 1 2 3 4 5 6 7 Об'єм стандартного розчину нікелю, мл 0 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 Вміст нікелю в градуювальному розчині, мкг 0 5 10 20 30 40 50 Таблиця 2 Вплив окислювача на градуювальну залежність визначення нікелю (c(Ni2+), мкг 0 5 10 20 ЗО 40 50 рівняння прямої тангенс кута нахилу Оптична густина розчину, що фотометрують з використанням окислювача персульфат амонію йод 0,006 0,007 0,061 0,065 0,124 0,122 0,237 0,236 0,348 0,346 0,449 0,453 0,533 0,531 у = 0,0107х + 0,0141 y = 0,0107 х + 0,015 0,0107 0,0107 Таблиця 3. Перевірка правильності визначення нікелю (n = 5; р = 0,95) у зварювальному аерозолі Знайдено Стандартна методика [1] Sr С ± d, мг/м3 0,0007±0,0001 0,14 Джерела інформації, які було використано при складанні заявки. 1. Методические указания по определению вредных веществ в сварочном аэрозоле. - М.: Рарог. 1992. - С.9 - 11 (прототип). 2. Дмитриев М.Т., Казнина М.И., Пинигина И.А. Санитарно-химический анализ загрязняющих ве Нова методика С ± d, мг/м3 0,0008±0,0001 Sr 0,07 ществ в окружающей среде. - М.:Химия, 1989.С.139-145. 3. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД 52.04.186-89. -М.: Госкомгидромет СССР, 1991.-С.138-14. 4. Коростелев П. П. Реактивы и растворы в металлургическом анализе. - М.: Металлургия, 1977.-С.221- 222. 7 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 46023 8 Підписне Тираж 28 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