CC BY
11
I13BLCT Ii я
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДША ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
Том 302 197G
ЭКСТРАКЦИОННО-АМАЛЬГАМНО-ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЛЕДОВ ОЛОВА И КАДМИЯ В ОСОБО
ЧИСТОМ ЖЕЛЕЗЕ
Ю. А. КАРВАИНОВ, С. П. ТАРЗЕМЯИОВА
(Представлена научным семинаром кафедры аналитической химии)
Для отделения олова и кадмия от основы использована экстракция их днэтиловым эфиром в виде иодидных комплексов [ij. Полученный таким образом неводпый экстракт, представляющий из себя диэти-ловый эфир вместе с извлеченными иодидными комплексами кадмия или олова, сам по себе не пригоден для проведения в нем полярографических измерений из-за большого сопротивления раствора (малой электропроводности) [2].
Одним из необходимых условий, которому должны удовлетворять фоновые растворы в полярографии, является их достаточно высокая электропроводность, которая по порядку величины должна быть не ниже электропроводности 0,1 JSI водного раствора KCl. В связи с этим, прежде всего встает вопрос подбора электропроводящей смеси, одним из компонентов которой является анализируемый экстракт. Нами изучена электропроводность двойной неводной смеси диэтиловын эфир —■ 96% -ный С2Н5ОН при разном соотношении указанных компонентов в смеси, по при постоянной концентрации индифферентного электролита в пей, равной 0,2/V NH4NO3.
Измерения электропроводности проводили по методу Кольрауша в сосуде, специально предназначенном для растворов с большим сопротивлением. В схему установки входили: генератор звуковой частоты, мост постоянного тока п электронный осциллограф в качестве нуль-ин-струмента.
Из анализа полученной изотермы удельной электропроводности следует, что при соотношении компонентов в смеси, равном 1:1, электропроводность равна 3,2.1- см~\ что по порядку величины соответствует электропроводности 0,1 N водного KCl. С увеличением доли 96%-ного С2Н5ОН в смеси электропроводность ее продолжает увеличиваться. Исходя из полученных данных при амальгамно-полярографи-ческом определении следов олова и кадмия, неводный экстракт смешивался с 96%-ным этиловым спиртом в соотношении 1 : 2. Мы не взяли соотношения, когда на одну объемную часть экстракта приходится три и более объемных частей спирта, поскольку с увеличением доли спирта в фоновом растворе концентрация определяемого элемента уменьшается, следовательно, уменьшается и чувствительность метода.
Далее были проведены исследования но выяснению оптимальной концентрации лигапда при экстракции олова и кадмия в виде подидаых комплексов из сернокислой среды. Полученные при этом данные приведены в табл. L
Как видно из данных таблицы, оптимальной концентрацией в сернокислом растворе (0,25 N Ь^С^) для кадмия является — 0,044 Л/ и для олова — 0,040 N.
Таблица 1
[кп г-моль Кадмий О л оно
обнаруж., 2-иОН] Л обнаруж., г-ион л
л »ведено, г-ион1л % н:шл. введено, г-аон\л % и.чвл.
0,01 7,7- 10~7 5,10-И)~7 6С>,0 7.7 ■ Ю~7 3,85-10~7 50,0
0,02 5,30-ИГ7 69,7 4,32-10 7 56,1
0,03 6,52-10~7 84.7 5,70-ИГ7 • 74,7
0,04 7,25-10 ~7 94,2 6,25-10 ~7 81/2
0,05 6,75-НГ7 88,0 6,25-10"7 81,2
0,05 - 7,00-И Г7 01,0 5,76-10~7 76,0
|H2s<4
г-моль
л
0,25 7 ,:М(Г7 95 (¡,2-ИГ7 80,5
0,Н) 7,4-10 96 6,4- Ю-7 83,0
0,05 7,7-КГ7 7,55-10'7 9Н 7,7-10 7 6.6 -КГ7 80,4
0 ,01 7,55-10~7 98 6,70-10 ~7 88,0
0,01 7,55-10~7 98 | 6,7-10 7 87,3
Примечание: Соотношение органической и водной фаз было panno 1:4; время однократной экстракции соответствовало 3 мин.
Исследования были продолжены в направлении выяснения оптимальной кислотности исходной среды при постоянной концентрации иодида калия в ней, равной 0,044 N (табл. I). Из табл. 1 следует, что с изменением кислотности раствора в интервале 0,25-^-0,01 N по Н25С>4 процент извлечения кадмия остается практически постоянным. Для олова же оптимальная кислотность равна 0,04 N по Н2504.
На примере кадмия исследовано оптимальное время однократной экстракции. Концентрации иодида калия и серной кислоты при этом поддерживались оптимальными. Время экстракции менялось в пределах от 30 сек до 5 мин. В результате указанных исследований выяснено, что оптимальное время установления экстракционного равновесия между водной и органической фазами при соотношении их 4 : 1 равно 2,4 мин.
В работе изучено также взаимовлияние олова и кадмия при их совместном отделении экстракцией диэтиловым эфиром из сернокислой среды в виде иодидных комплексов. Концентрация олова и кадмия в исходном растворе колебалась в пределах 1 - 10~6-^5 • 10~7 г-ион/л.
Исходный раствор представлял из себя следующее. Навеска особо чистого железа в 0,1 г растворялась при слабом нагревании в 5 мл 4М НС!. Содержимое после растворения упаривалось до влажного остатка, охлаждалось и растворялось в 5 мл Н^О. Вводилась добавка стандартного раствора олова и кадмия. К полученной смеси добавляли
Таблица 2
Содержание олова
Число параллельных определений Ошибка отдельною измерения Ошибка среднего арифметического Значение параметров Я И Т Абсолютное отклонение среднего от истинного Результат анализа, %
У * п — 1 — 0,09- Л - Д- -- Л' " Уп ~ -{• 0,03- 1<Г3 а = 0,95 " = 2,31 = ± 0,07-10~3 (5,28±0,07)-10-7
Содержание кадмия
7 ' п - 1 ^ 0,069-10"' л у п ± 0,026-10"4 а =0,95 —2,45 г = == = ± 0,064-10"4 (1,21±0,06).10-4
0,15 мл 1,5 N К1 в 1,5 N Н2504. Условия экстракции поддерживались оптимальными. Опыт показывает, что при изменении концентрации кадмия в исходном растворе и при постоянной концентрации олова в нем содержание кадмия в экстракте изменяется пропорционально концентрации кадмия в исходном растворе и наоборот.
Таким образом, в указанных пределах (1.10_6^-5Л0~7 г-ион/л) взаимовлияние олова и кадмия при их совместном определении практически не сказывается.
Методика экстракционно-амальгамно-полярографического определения следов олова и кадмия в особо чистом железе
Навеска железа в 0,1 г растворяется в кварцевом стаканчике прп медленном нагревании в 5 мл НС1. Содержимое после растворения выпаривается до влажного остатка. Остаток при слабом нагревании растворяется в 5 мл тридистиллированной воды. Переносится в делительную воронку емкостью на 25 мл, смешивается с 0,15 мл в 1,5л7 НзБОх и после добавления 1,5 мл диэтилового эфира экстрагируется один раз в течение 3 мин. Водная фаза отбрасывается, а эфирный экстракт промывается 5 мл Н20 (реэкстракция железа и вымывание И2504). Промытый экстракт переносится в ячейку для полярографирования, смешивается с 3,5 мл 0,2^ ЫН4Ы03 в С2Н50Н (96%-ном) и после продувки раствора азотом в течение 5 мин полярографируется.
Условия анализа: потенциал электролиза фЭ—1,2 в\ время электролиза т..-, = 5 мин; чувствительность по прибору 1 • 10~9 а!мм.
Результаты анализа проб железа пл. 171913 ЖС-0 на олово и кадмий представлены в табл. 2.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дж. Моррисон, Г. Фрейзер. Экстракция в аналитической химии. Л., Гос. н-техиздат химлитературы, 1960.
2. Ю. А. К а р б а и н о в, А. Г. С т р о м б е р г. В сб. «Современные методы химического и спектрального анализа». М., Металлургиздат, 1967, стр. 230.
