Спосіб визначення ртуті у розчинах

Спосіб визначення ртуті у розчинах, що включає попереднє руйнування органічних речовин ртуті дією ультразвуку, екстракційне концентрування ртуті розчином дитизону у чотирихлористому вуглеці, р уйнування екстракту ртуті дією ультразвуку і визначення вмісту ртуті абсорбцією 3 36250 тами ртуті, унаслідок використання УЗ високої інтенсивності (12,5-20Вт/см 2) для руйнування екстракту ртуті. Використання УЗ двох частот для руйнування органічних речовин ртуті у розчинах кухонної солі, розсолах і природних водах та для руйн ування екстрактів ртуті обумовлено більш високою ефективністю двочастотного УЗ у порівнянні з УЗ однієї частоти. Це пояснюється особливостями утворення і схлопування кавітаційних пухирців при двочастотній дії УЗ при якій переважно (більше 90%) утворюються малих сферичних кавітаційних пухирців, при схлопуванні саме яких і інтенсифікуються дані процеси. У таблиці 1 наведені результати порівняння способу визначення ртуті за найближчим аналогом та способом, що пропонується. У способі за найближчим аналогом. Параметри УЗ при руйнуванні органічних речовин ртуті у розчинах кухонної солі, природних водах тa розсолах були наступні: частота УЗ 22кГц, інтенсивність 12Вт/см 2, час дії 60с. Параметри УЗ при руйнуванні екстрактів ртуті: частота УЗ 22кГц, інтенсивність 15Вт/см 2, час дії 25с. У способі, що заявляється. Параметри УЗ при руйнуванні органічних речовин ртуті у розчинах кухонної солі, природних водах та розсолах були наступні: частота УЗ 22кГц, інтенсивність 2,0Вт/см 2 та частота УЗ 1,0МГц, інтенсивність 2,5Вт/см 2, час дії 30с Параметри УЗ при проведенні екстракції ртуті були такі: частота 500кГц, інтенсивність 0,4Вт/см 2, час дії 2 хв. Параметри УЗ при руйнуванні екстрактів ртуті були наступні: частота УЗ 22кГц, інтенсивність 2,0Вт/см 2 та частота УЗ 1,0МГц, інтенсивність 2,5Вт/см 2, час дії 30с. З табл. 1 випливає, що найбільш точні результати визначення ртуті ви ходять при використанні способу, що пропонується. При використанні способу за найближчий аналогом відносне стандартне відхилення результатів аналізу становить Sr = 0,150...0,170); а у способі, що пропонується Sr = 0,073...0,090. Подальші досліди проводили на пробах, підготовлених таким чином: ртуть із розчинів, що досліджуються, була попередньо видалена, потім після підкислення розчинів до рН 1, знову введена у розчини проб до концентрації 2,000мкг/л. У кожній пробі визначали вміст ртуті. Далі розраховували ступінь витягу ртуті як відношення кількості знайденої ртуті до кількості введеної у % і заносили отримані результати у таблиці 2-10. Зміна частоти низькочастотного УЗ при руйнуванні органічних речовин ртуті у розчинах кухонної солі, природних водах та розсолах від 18 до 100кГц на величину витягу ртуті не сказалася (табл. 2). Порівняння результатів, одержаних з використанням високочастотного УЗ частотою 4 0,9...5,0МГц показало, що кращі результати були отримані при використанні УЗ частотою 1,5...2,5МГц (табл. 3). При цьому інтенсивність низькочастотного УЗ повинна бути 1,5...2,5Вт/см 2, а високочастотного - 2,5...3,0Вт/см 2 (табл. 4). Час дії УЗ повинен бути 20...40с. (табл. 5). При екстрагуванні ртуті під дією УЗ максимальна величина витягу ртуті була при частоті 500...800кГц, інтенсивності 0,3...0,5Вт/см 2 протягом 1...3хв. (табл. 6). При руйнуванні екстрактів ртуті максимально можлива величина витягу ртуті досягалася при використанні одночасної дії УЗ двох частот - УЗ частотою 18...100кГц і інтенсивністю 1,5...2,5Вт/см 2 та УЗ частотою 1,0...2,5 МГц і інтенсивністю 2,5...3,0Вт/см 2 (табл. 11) протягом 15...30с.(табл. 7-9). Порівняння способу, що заявляється зі способом по найближчому аналогу, показує, що він має на відміну від способу по найближчому аналогу, істотні відзнаки, які дозволяють підвищити точність визначення ртуті та покращати відтворюваність результаті аналізу ртуті. Приклад. У хімічний реактор місткістю 1500мл приливають 1000мл розчину проби, що аналізується (природні води, розсоли, розчини кухонної солі) і одночасно діють УЗ частотою 18...100кГц, інтенсивністю 1,5...2,5Вт/см 2 та УЗ часто тою 1,0...2,5МГц, інтенсивністю 2,5...3,0Вт/см 2 протягом 20...40с. Потім підкисляють оброблений розчин азотною кислотою до рН 1...2, приливають 10мл 0,002%-ного розчину дитизону у чотирихлористому вуглецю і діють УЗ частотою 500...800кГц, інтенсивністю 0,3...0,5Вт/см 2 протягом 1...3хв. Екстракти за допомогою центрифугування при 2000об/хв., осаджують і переносять у хімічний реактор місткістю 50мл. Перший реактор промивають 5мл чотири-хлористого вуглецю і об'єднують його з екстрактом. К екстрактам приливають 5мл дистильованої води і проводять руйнування органічногоекстракту ртуті одночасною дією ультразвуку часто тою 18...100кГц і інтенсивністю 1,5...2,5Вт/см 2 та ультразвуку частотою 1,0...2,5МГц і інтенсивністю 2,5...3,0Вт/см 2 протягом 15...30с. Цей процес проводять під тягою у зв'язку з виділенням хлору. Отриманий розчин переносять у реактор аналізатора ртуті і встановлюють вміст ртуті методом абсорбції "холодної пари". Паралельно ті ж самі проби піддають аналізу на вміст ртуті за найближчим аналогом. Крім того, в розчини, що аналізуються вводять відому кількість ртуті - 0,050мкг/л і проводять аналіз відповідно до вищеописаного. Застосування пропонованого способу дозволяють підвищити точність визначення ртуті та покращати відтворюваність результаті аналізу ртуті. 5 36250 6 Таблиця 1 Порівняння способів визначення ртуті за найближчим аналогом та того, що заявляється Спосіб за Спосіб, що заявляється найближчим аналогом Введено ртуті, Проба мкг/л Знайдено рту- Відносне ста- Знайдено рту- Відносне станндартне відхидартне відхиті, мкг/л ті, мкг/л лення Sr(n=6) лення Sr(n=6) Розсіл Слов'янського родо0 0,045 0,079 0,038 0,162 вища (Україна) 12.09.2007р. 0,050 0,092 0,073 0,080 0,154 *Розчин кухонної солі, руд0 0,025 0,089 0,020 0,165 ник №1 ГПО „Артемсіль" 0,050 0,073 0,079 0,064 0,158 (Україна) 12.09.2007р. Розсіл озера Баскунчак (Ро0 0,018 0,090 0,016 0,170 сія) 15.08.2007р. 0,050 0,067 0,078 0,059 0,151 р. Бахмут (Україна) 0 0,034 0,087 0,029 0,164 12.09.2007р. 0,050 0,082 0,076 0,072 0,150 *Концентрація хлориду натрію - 100г/л. Таблиця 2 Вплив частоти низькочастотного УЗ на ступінь витягу р туті при руйнуванні органічних речовин ПРОБА Розсіл Слов'янського родовища Розчин кухонної солі, рудник №1 ГПО „Артемсіль" Розсіл озера Баскунчак р. Бахмут Ступінь витягу р туті, % 50 60 17 18 44 80 100 110 87 97 96 96 95 95 94 88 86 96 97 96 96 95 94 87 85 88 97 98 97 98 97 97 96 97 96 97 96 95 89 92 Частота високочастотного УЗ 1,0МГц, інтенсивність - 3Вт/см 2. Інтенсивність низькочастотного УЗ - 2Вт/см 2. Час дії УЗ - 30с. Таблиця 3 Вплив частоти високочастотного УЗ на ступінь витягу ртуті при руйнуванні органічних речовин ПРОБА Розсіл Слов'янського родовища Розчин кухонної солі, рудник №1 ГПО „Артемсіль" Розсіл озера Баскунчак р. Бахмут Ступінь витягу р туті, % 1,5МГц 2МГц 2,5МГц 3МГц 4МГц 5МГц 96 95 95 90 65 38 0,9МГц 90 1МГц 96 91 97 97 96 96 91 67 39 92 94 97 98 96 98 96 98 96 97 90 94 69 74 41 45 Частота низькочастотного УЗ 44,0кГц, інтенсивність - 2Вт/см 2. Інтенсивність високочастотного УЗ - 3Вт/см 2. Час дії УЗ - 30с. 7 36250 8 Таблиця 4 Вплив інтенсивності ультразвуку на ступінь витягу ртуті при руйнуванні органічних речовин Інтенсивність низькочастотного УЗ, Вт/см 2 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Ступінь витягу р туті, % при інтенсивності УЗ високої частоти, Вт/см 2 2,0 2,5 2,6 2,8 3,0 3,5 Розсіл Слов'янського родовища 89 89 91 92 93 89 89 95 97 97 96 90 89 96 97 97 96 90 89 96 97 97 96 89 89 90 91 90 90 89 Розчин кухонної солі, рудник №1 ГПО „Артемсіль" 93 90 91 92 93 87 80 95 98 97 96 86 84 96 98 98 97 88 84 96 98 98 97 88 90 90 89 89 90 89 Розсіл озера Баскунчак 90 90 91 92 93 89 87 95 96 96 96 87 86 96 96 96 97 86 86 97 97 97 97 85 89 90 92 91 91 88 р. Бахмут 89 92 93 94 93 89 88 97 98 97 97 88 89 97 98 98 98 89 90 97 98 98 97 89 92 93 94 94 92 90 Частота низькочастотного УЗ - 44кГц, частота високочастотного УЗ - 1МГц. Час дії УЗ-30с. Таблиця 5 Вплив часу дії двочастотного ультразвуку на ступінь витягу ртуті при руйн уванні органічних речовин 15 90 Ступінь витягу р туті, % Час дії УЗ, с 20 30 35 95 96 97 40 97 45 94 91 96 97 97 97 93 92 93 96 96 97 98 97 98 97 98 93 93 Проба Розсіл Слов'янського родовища Розчин кухонної солі, рудник №1 ПТО „Артемсіль" Розсіл озера Баскунчак р. Бахмут Частота низькочастотного УЗ - 44кГц, частота високочастотного УЗ - 1МГц; Інтенсивність високочастотного УЗ - 3Вт/см 2. Ін тенсивність низькочастотного УЗ - 2Вт/см 2. 9 36250 10 Таблиця 6 Вплив параметрів ультразвуку на ступінь витягу ртуті при інтенсифікації екстракції Інтенсивність УЗ, Вт/см 2 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Ступіньвитягу, % Частота УЗ, кГц 91 97 96 97 98 92 Ступіньвитягу, % 490 500 600 750 800 810 92 97 98 96 95 91 При визначенні оптимальної інтенсивності УЗ використовували УЗ частотою 500кГц на протязі 2хв. При визначенні оптимальної частоти УЗ використовували УЗ інтенсивністю 0,4Вт/см 2 на протязі Час дії УЗ, хв. Ступінь витягу, % 0,5 91 1,0 95 2,0 97 2,5 97 3,0 96 3,5 92 2хв. При визначенні оптимального часу дії УЗ використовували УЗ частотою 500кГц і інтенсивністю 0,4Вт/см 2. Дослідження проводили на розсолі Слов'янського родовища. Таблиця 7 Вплив частоти низькочастотного УЗ на ступінь витягу р туті при руйнуванні екстракту ПРОБА Розсіл Слов'янського родовища Розчин кухонної солі, рудник №1 ГПО „АртемсІль" Розсіл озера Баскунчак р. Бахмут Ступінь витягу р туті, % 50 60 17 18 44 80 100 110 34 98 97 98 98 96 96 49 36 98 97 97 97 96 96 54 35 37 98 98 97 98 97 98 98 98 96 97 96 96 56 62 Частота високочастотного УЗ 1,0МГц, інтенсивність - 3Вт/см 2. Інтенсивність низькочастотного УЗ - 2Вт/см 2. Час дії УЗ - 20с. Таблиця 8Вплив частоти високочастотного УЗ на ступінь витягу ртуті при руйнуванні екстракту ПРОБА Розсіл Слов'янського родовища Розчин кухонної солі, р удник №1 ГПО „Артемсіль" Розсіл озера Баскунчак р. Бахмут Ступінь витягу р туті, % 1,5МГц 2МГц 2,5МГц 0,9МГц 1МГц 3МГц 4МГц 5МГц 73 97 97 97 96 77 47 21 74 97 97 96 96 77 45 21 75 78 97 98 98 98 98 98 97 97 78 81 46 48 21 24 Частота низькочастотного УЗ 44,0кГц, інтенсивність - 2Вт/см 2. Інтенсивність високочастотного УЗ 3Вт/см 2. Час дії УЗ - 3хв. 11 36250 12 Таблиця 9 Вплив інтенсивності ультразвуку на ступінь витягу ртуті при руйнуванні екстракту Інтенсивність низькочастотного УЗ, Вт/см 2 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Ступінь витягу р туті, % при інтенсивності УЗ високої частоти, Вт/см 2,0 2,5 2,6 2,8 3,0 3,5 Розсіл Слов'янського родовища 73 78 79 84 85 86 76 96 98 98 98 87 77 96 98 97 97 88 78 97 97 97 98 89 80 80 81 84 93 93 Розчин кухонної солі, рудник №1 ГПО „Артемсіль" 73 76 78 79 83 87 75 97 98 97 97 86 76 97 98 98 97 88 79 97 98 98 97 88 80 81 82 83 85 89 Розсіл озера Баскунчак 74 90 91 92 93 82 74 96 97 96 96 83 76 97 97 97 97 83 77 97 97 97 97 84 79 83 85 88 89 89 р. Бахмут 77 78 79 80 83 84 78 98 98 97 97 85 79 97 98 97 98 86 79 97 97 98 97 87 82 83 84 84 86 87 Частота низькочастотного УЗ - 44кГц, частота високочастотного УЗ - 1МГц. Час дії УЗ - 30с. Таблиця 10 Вплив часу дії двочастотного ультразвуку на ступінь витягу ртуті при руйнуванні екстракту Проба Розсіл Слов'янського родовища Розчин кухонної солі, рудник №1 ГПО „Артемсіль" Розсіл озера Баскунчак р. Бахмут Ступінь витягу р туті, % Час дії УЗ, с 20 25 30 97 97 97 10 82 15 95 35 94 83 95 97 97 97 93 82 84 96 96 97 97 97 98 97 98 93 93 Частота низькочастотного УЗ - 44кГц, частота високочастотного УЗ - 1МГц; Інтенсивність високочастотного УЗ - 3Вт/см 2. Інтенсивність низькочастотного УЗ - 2Вт/см 2. Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 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