Спосіб вольтамперометричного визначення кобальту(іі)

Реферат: UA 95804 U UA 95804 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі аналітичної хімії, зокрема аналітичної хімії кобальту, і може бути використана для визначення кобальту у модельних розчинах різного складу та реальних складних об'єктах, а саме у сплавах, медичних препаратах, відходах виробництва. Відомий спосіб вольтамперометричного визначення іонів Со(ІІ) на фоні суміші NH4OH+NH4CI; потенціал півхвилі відновлення іонів Со(ІІ) рівний -1,17В. Спосіб дає можливість Ζn Νi одночасного визначення іонів цинку і кобальту, оскільки Ε1/2 -Ε1/2 -0,2Β [Пятницкий И. В. Аналитическая химия кобальта. Μ.: Наука, 1965. – 560 с.]. Недоліком способу є неможливість застосування за сумісної присутності співмірних кількостей нікелю. Відомий спосіб визначення мікрокількостей кобальту при використанні вольтамперометричних кривих, що відповідають процесу відновлення Со(ІІІ) до Со(ІІ). З цією метою найчастіше використовують аміачні комплекси кобальту(Ш) [Пятницкий И. В. Аналитическая химия кобальта. М.: Наука, - 1965. - 560 с.]. Як фоновий електроліт використовують калій ціанід. Хвиля відновлення Со(ІІІ) до Со(ІІ) існує у аноднішій області потенціалів (0-0,5В), у порівнянні з хвилею відновлення Со(ІІ) до металічного, що сприяє розробці селективніших способів його визначення. Для окиснення Со(ІІ) до Со(ІІІ) та подальшого використання одержаної форми у полярографічному аналізі використовують окисники різної природи (перманганат у присутності амонійної буферної суміші, гідрогенпероксид або натрію пероксиборат). При одержанні Со(ІІІ) останнім способом хвиля відновлення кобальту(Ш) виникає при потенціалі -0,547В, тобто передує хвилі відновлення Ni(II). Недоліком способу є довготривалість та непередбачуваність хімічних процесів у пробі при додаванні сильних окисників. Відомий спосіб визначення Со(ІІ) у присутності 1,10-фенантроліну зміннострумовою полярографією. На полярограмах виникає три хвилі, потенціали яких зсунуті у анодну область у порівнянні з потенціалом піку відновлення іонів Со(ІІ). Кожна з них досягає максимального значення струму при різних співвідношеннях концентрацій Со(ІІ):1,10-фенантролін -2:1 (Еп3 = 0,99В), 1:2 (Еп2 = -0,96В) і 1:3 (Еп1 = -0,76В), що свідчить про утворення комплексних сполук різного складу. Спосіб дає можливість одночасного визначення нікелю, бо на полярограмах розчинів Ni(II) з 1,10-фенантроліном спостерігається одна передхвиля, висота якої досягає максимального значення струму при співвідношенні Ni(II):1,10-фенантролін 1:1 (Еп1 = -0,87В). При 4-кратному надлишку реагенту передхвиля зникає, а іони Ni(II) у цих умовах стають полярографічно неактивним. [Прохорова Г.В., Осипова Е.А., Григорьева Е.В. Полярографическое определение кобальта в никелевых концентратах с использованием 1,10фенантролина // Журн. аналит. химии. 1989. Т.44, №9. С.1485-1489.]. Процес відновлення іонів Со(ІІ) у присутності 1,10-фенантроліну є гетерогенним каталітичним процесом. Суттєвим недоліком, який утруднює проведення аналізу є здатність 1,10-фенантроліну при високих концентраціях утворювати на поверхні електроду двомірний конденсований адсорбційний шар [Осипова Е.Н., Прохорова Г.В., Агасян П.К., Грязное СМ. Адсорбция 1,10фенантролина на ртутном электроде // Журн. аналит. химии. 1980. - Т. 35, № 1. - С. 23-26.], який інгібує електродні процеси. Відомо, що для визначення вмісту Со полярографічним способом запропоновано використання циклопентадієнових комплексів кобальту, зокрема дициклопентадієніл кобальту (кобальтоцен). Ці комплекси використовують як каталізатори для одержання піридинів [Banemann Η. Cobalt-catalyzed pyridine syntheses from alkynes and nitriles // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1978. V. 17. P.505-517.]. Спосіб визначення кобальту ґрунтується на реакції окиснення кобальтоцену 1,2-дибромстиролом [Долинский С.Э., Левин Д.З., Лейбзон В.Н., Мортиков Е.С.Полярографический анализ смеси циклопентадиенильных комплексов кобальта // Журн. аналит. химии. 1992. - Т. 47, № 5. - С. 865-870]. Недоліком способу є довготривалість та неможливість застосування за сумісної присутності нікелю, цинку. Найближчим аналогом за технічною суттю є спосіб полярографічного визначення кобальту з деякими нітрогенвмісними (ДМГ, 1,2-піридилазорезорцин) [Bobrowski A., Zarebski J. Catalytic system in adsorptive stripping voltammetry // Electroanalysis. 2000. V.12, №15. P.I 177-1186] і сульфурвмісними (цистеїн, тіогліколева кислота) лігандами [Romanus Α., Miller H., Kirsch D. Application of adsorptive stripping voltammetry (AdSV) for the analysis of trace metals in brine // Fresenius' J. Anal. Chem. 1991. V.340. P.363-370]. Дослідження проводили на стаціонарному ртутному електроді. Як фонові електроліти використовували аміачний буферний розчин з рН 9,5 (для ДМГ, цистеїну, 1,2-піридилазорезорцину) та ацетатний буферний розчин з рН 5,2 (для 1 UA 95804 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 тіогліколевої кислоти). Так, у присутності ДМГ каталітичні хвилі виділення водню виникають при -8 концентраціях іонів Со(ІІ) 2 × 10 моль/л. Спосіб має два вагомі недоліки: 1 - різниця потенціалів піків відновлення Со(ІІ) та Ni(II) є лише 0,1-0,2В і тому результати визначення одного металу у присутності іншого дуже часто є утрудненими [Gilbert M.J.M., Powell H.K.J., Fardy JJ. Determination of cobalt in plant digests by adsorption stripping voltammetry // Anal. Chim. Acta. 1988. V.207. P. 103-109.]; 2 - пік відновлення іонів Со(ІІ) перекривається із піком відновлення іонів Zn(II). В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити спосіб вольтамперометричного визначення кобальту(ІІ) у сплавах, медичних препаратах шляхом отримання полярографічно активного комплексу з використанням органічного реагенту, що дасть змогу підвищити чутливість, селективність, експресність способу та спростити процес аналізу. Поставлена задача вирішується тим, що у способі вольтамперометричного визначення кобальту(П), за яким готують аміачний буферний розчин рН 8,5-9,5, додають розчин органічного реагенту, після чого вносять розчин Со(ІІ), при цьому, як органічний реагент використовують ο,ο'-дигідроксозаміщений азобарвник: або еріохромчервоний В (ЕЧВ), або еріохромчорний Τ (ЕЧТ), або калькон, або кальцес, реакцію проводять при кімнатній температурі. Кобальт знаходить широке і різноманітне застосування в різних галузях промисловості: сільському господарстві та медицині, що пов'язано з властивостями цього металу і його сплавів. 60 У чистому вигляді кобальт застосовують відносно рідко: тільки у вигляді радіоактивного Со у промисловій γ-дефектоскопії і γ-терапії і для виготовлення вимірювальних інструментів. Близько 80 % кобальту витрачається на отримання надтвердих, жаростійких, інструментальних і зносостійких сплавів, а також постійних магнітів. Ці сплави знаходять застосування в машинобудуванні, в авіаційній техніці, ракетобудуванні, електротехнічної та атомної промисловості. Як легуючий елемент кобальт застосовують при виробництві вольфрамових швидкорізальних інструментальних сталей, що володіють великою міцністю і забезпечують високі швидкості механічної обробки [Химушин Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы - Μ.: Металлургиздат, 1969. - 752 с.]. Ріжуча здатність інструментальних сталей пропорційна вмісту в них кобальту до 13 %. Добавки кобальту до молібденових сталей також покращують їхні ріжучі властивості. Значний інтерес для атомної промисловості як конструкційний матеріал ядерних реакторів мають нержавіючі сталі з низьким вмістом кобальту (