CC BY
10
И 3 В Е С Т И Я
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том Ш7 1975
АМАЛЬГАМНО-ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦИНКА, КАДМИЯ И ИНДИЯ В СВИНЦЕ С ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ ОТДЕЛЕНИЕМ СВИНЦА
В. Е. КАТЮХИН, А. А. КАП'ЛИН, А. Г. СТРОМБЕРГ
(Представлена научным семинаром ХТФ)
Определение ряда примесей, например 2п и 1п, б евинце высокой чистоты методом амальгамной полярографии с накоплением затруднительно, некоторые же элементы (С(1 и др.) вообще невозможно определить этим методом без отделения основной массы свинца. Отделение большинства примесей можно проводить осаждением свинца серной кислоты в форме РЬ504. __
1. Но недостатком этого метода является необходимость в длительной выдержке раствора над осадком для достаточно полного осаждения свинца.
Нами исследована возможность определения 10~'-.....10 6% процента примесей 2п, Сс1, 1п в свинце высокой чистоты методом амальгамной полярографии с накоплением с предварительным электролитическим отделением основы. Согласно литературным данным [2—3], электролитическое выделение РЬ наиболее целесообразно проводить на аноде в форме РЬОг электролизом азотнокислых растворов при значительном избытке свободной азотной кислоты. При этом на катоде по известным реакциям будут восстанавливаться в основном ионы водорода и Ы03~, а па аноде — ионы ОН" и ионы свинца в виде РЬ02.
Экспериментальная часть
Электролитическое выделение свинца производилось в стеклянном стаканчике емкостью 10—11 мл. В качестве анода использовался цилиндр из платинового листа поверхностью 5 см2, который помещался в цилиндрически свернутую платиновую сетку с поверхностью 30 см2. Питание подавалось от выпрямителя СВ-6 по схеме, приведенной в [3].
Исходный раствор при работе с синтетическими растворами: к 4 мл раствора спектрально чистого РЬ с концентрацией последнего 1-Ю"2 моль]л добавляется 1 мл НЫ03 (9—12 н) и стандартные растворы Сс1, 1п с таким расчетом, чтобы концентрация этих элементов в растворе составляла 1 • 10~6—1 ■ 10~5 моль/л.
Перемешивание раствора осуществлялось магнитной мешалкой и продувкой азота. Через электролитическую ячейку пропускался ток заданной величины, при этом на аноде накапливалась РЬОг в виде плотного микрокристаллического осадка коричнего цвета. Периодически этот осадок снимался с анода в растворе азотной кислоты с добавкой нескольких капель Н2О2. После выделения основной массы свинца раствор упаривался досуха, в стаканчик добавлялся индифферентный
электролит, на котором снималась полярограмма определяемых элементов. В работе использовался полярограф ОН-101, при этом в качестве катода использовался пленочный амальгамированный электрод. Концентрация элементов определялась методом добавок.
В .процессе работы нами исследовано влияние плотности тока и времени электролиза на степень выделения свинца и произведена оценка потерь 2п, Сс1, 1п после электролитического отделения основной массы свинца. Результаты исследований приведены в табл. 1 .и 2.
Обсуждение результатов
Из табл. 1 следует, что 'Выделение авинца на аноде нужно проводить (при (платности тока 200 тА/см2. Но так как три плотности тока свышс 100 тА/см2 раствор сильно (нагревается и поэтому быстро 'испаряется, что требует частого доливания и то/дкисления ¡раствора, то (наиболее удобно вести вдро-
Таблица 2
Величина потерь кадмия, цинка и индия после очистки раствора от свинца
Таблица <1
Влияние плотности тока и времени электролиза на степень очистки раствора от свинца
№ п.п. тА\см2 Т, мин Конечная концентрация свинца, моль1 л
I 10 30 2' -Ю-4
120
60 6 .10-®
2 50 90 6 -ю-6
3 100 40 2 • 10_е
4 ¡100 90 5 -Ю-7
Среднее Среднее квадратичное
Сн-ю-6, моль,л ск-10-6, моль 'л Число опытов значение Ск-10-6, Величина потерь, %
МОЛЬ-Л
Кадмий
7 7; 10; 7; 7; 6; 5
6 7 0,8 О
7,2 6; 10; 8; & 3 6,5 0,8 10
7,2' 6,5; 6,5; 6,5 3 6,5 <10
Цинк
36 30; 45; 30; 30 4 33,7 0,27 9 18 13,5; 12,9; 17,7; 15,4; 13,8; 14,1
6 14,7 19
9,25 9,88; 8,8 6 9,4
Индий
2,4 1,9; 1,9; 1,9; 1,5
4 1,8
18 1,69; 1,77; 1,87; 1,87; 1,69; 1,42
6 1,8
0,6 0,68; 0,6; 0,52 3 0,6
0,01 25
Обозначения: у — плотность тока, тА/см2; Ск — конечная концентрация элементов, м/л; Си — начальная (исходная) концентрация элементов.
цесс при плотности тока 100 тА/см2. Общее время электролиза—1,5 часа.
Из табл. 2 вытекает, что потери определяемых элементов в пределах ошибки метода составляют 10% для кадмия, 9—19% для цинка и 25% для индия.
Вышеприведенные цифры не являются предельными при определении их методом АПН на фоне 0,5 М КОН-1-0,1 ЭДА при данной степени очистки от свинца. На этом фоне Zn, 1п можно определить при сто-
кратном избытке РЬ, а Сё при десятикратном, т. е. в нашем случае можно определить Ю-8 моль/л 7п, 1п и 10"7 моль/л Сс1.
Дальнейшие исследования будут направлены на уменьшение содержания свинца в растворе после отделения свинца.
Выводы
1. Подобраны оптимальные условия электролитического отделения основной массы свинца от примесей.
¡2. На искусственных смесях разработана методика полярографического определения Ю-4—10~6% 2п, Сс1, 1п в 104—105-кратном избытке свинца с предварительным электролитическим отделением основы.
3. В работе показана принципиальная возможность применения метода АПН для анализа примесей 2п, С<1, 1п в свинце высокой чистоты.
ЛИТЕРАТУРА
1. Методы анализа веществ высокой чистоты. Изд. «Наука», А1., 1965,
2. А. Классен. «Электроанализ». Госхимиздаг, 1934.
3. Фишер. «Электроанализ», Госхимиздат, 1932.
