CC BY
36
! 1 3 В Е С Т 11 Я
'¡ОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 107 1975
ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЛЕДОВ ПЕРХЛОРАТ-ИОНОВ В ВОДЕ С БРИЛЛИАНТОВЫМ ЗЕЛЕНЫМ
Ю. Л. ЛЕЛЬЧУК, в. Н. БЕСПРОЗВАННЫХ, Г. Н. ДЕМБОВСКАЯ
(Представлена научным семинаром кафедры аналитической химии)
Для определения небольших количеств перхлорат-ионов предложены экстракционно-фотометрические методы, основанные на фотомет-рировании экстрактов комплексов перхлората с метиленовым голубым [1], с бриллиантовым зеленым [2] и малахитовым зеленым [3]. Наши опыты показали, что более устойчивые данные получаются с бриллиантовым зеленым и бензолом в качестве экстрагента. Этот реактив использован нами для определения микроколичеств перхлорат-ионов в воде.
По литературным данным {2], бриллиантовый зеленый дает с ионами СЮ~ соединение зеленого цвета, хорошо экстрагируемое бензолом, толуолом и метаксилолом. Он позволяет открывать 0,5 мкг/мл СЮГ в присутствии СЮ3"" и С1~. Авторами установлено, что состав образующегося соединения 1:1, максимум поглощения в вышеуказанных экстрагентах 619 ммк. Оптическая плотность экстрактов остается постоянной, если соединение экстрагируется 'при рН от 7 до 4,5. При экстракции бензолом оптимальным является 15-кратный избыток реактива, при экстракции толуолом или метаксилолом—20-кратный избы-
__(у _
ток. Изучено также влияние анионов С1-, СЮГ ,Сг2ОГ , СгОГ > N0 N0^- и катионов 1л+, К+, и Ва2+.
Экспериментальная часть
Вода использована дважды перегнанная, все реактивы квалификации ч. д. а. или х. ч., бензол — для криоскопии. Исходный стандартный раствор с титром СЮ-Г 1000 мкг/мл готовился из перхлората натрия, высушенного до постоянного веса при 50°С. Рабочий стандартный раствор с титром СЮГ 'Ю мкг/мл готовился в день работы с ним. 0,4%-ный водный раствор бриллиантового зеленого хранился в темной склянке п каждые 110——15 дней готовился свежий.
Первыми опытами было установлено, что наиболее полно экстрагируется окрашенный комплекс при 3-кратной экстракции бензолом. Первые 2 раза используется по 10 мл бензола, последний раз 5 мл. Оптическая 'плотность бензольного экстракта практически не меняется н течение 24 часов (табл. 1). Избыток реактива должен быть регламентирован, так как с увеличением его повышается и оптическая плотность раствора (табл. 2).
' Таблица!
Устойчивость бензольных экстрактов комплекса перхлората с бриллиантовым зеленым во времени. Содержание С10^ 10 мкг, объем колбы 25 мл, кювета с толщиной 2 см, раствор сравнения — бензол
Срок хранения экстракта, час._0,1 0,5 1 3_10_24
Оптическая ¡плотность 0,535 0,530 0,533 0,530 0,532 0,550
Т а б л иц а 2
Влияние избытка ¡реактива на оптическую плотность бензольных экстрактов комплекса. Объем колбы 25 мл, кювета с толщиной слоя 2 см, светофильтр № 8, концентрация реактива 0,4%
СЮ
Добавлено раствора брил, зел., мл
Оптическая плотность
о о о о о
30 10 ■10 10 10
0,25 0,50 1,0 2,0 2,5 0,25 0,50 1,0 2,0 2,5
0,002 0,002 0,003 0,013 0,019 0,500 0,516 0,530 0,537 0,534
На рис. 1 приведены по-лученные ¡нами оп ектр офо-тометр ич еоки е крив ые бен -зольных экстрактов холостой 'тробы 01), (раствора с
2 мкг СЮ4 (2) ¡и раствора
с 5 мкг СЮ4" (3) в 25 мл в
кюветах с толщиной слоя
5 см на спектрофотометре СФ-4А. По нашим данным, максимум (поглощения отвечает не 619 [2], .а 638 ммк. Правильность -наших данных ¡подтверждена ¡измерением оптической плотности растворов с одинаковой (концентрацией СЮ 4~ на фо-токолориметре-нефелометре
ФЭКН-57 при светофильтре № 7 с максимумом пропускания в 610 ммк и светофильтре № 8 с максимумом пропускания в 656 ммк (табл. 3). Последний светофильтр, как более близкий к максимуму поглощения, оказался более чувствительным.
Нами изучено также влияние хлорид-, бромид-, >бром<ат-и хлорат-ионов на точность определения перхлорат-иона с бриллиантовым зеленым. Результаты этих опытов приведены в табл. 4. Из этих данных видно, что первые 3 аниона заметно не изменяют оптическую плотность растворов даже тогда, когда их ¡концентрация на 2 порядка выше концентрации перхлорат-иона. Хлорат-ион 'мешает определению.
Определение следов перхлорат-ионов в воде
К Ю мл анализируемой воды в пробирке емкостью 20— 25 мл добавляют 1 мл 0,4%-ното водного раствора бриллиантового зеленого, перемешивают, переносят .в делительную воронку и экстрапируют
■Рис. 1. Опектрофотометрические кривые бензольных экстрактов бриллиантового зеленого и его комплекса с перхлорат-ионом:
1)—холостой опыт; 2)—3 5 мкг С107
мкг СЮ4"; 3) —
Таблица 3
Зависимость оптической плотности бензольных экстрактов комплекса от светофильтра. Объем колбы 25 мл} кювета с толщиной слоя 3 см
сю;-, мкг Оитичеека я плотность
Светофильтр № 7, Л 610 ммк Светофильтр № 8, /—656 ммк
1,0 0,089 0,12а
1,0 0,088 : " 0,120
8,0 0,420 0,615
8,0 ■ 0,420 0,615
15,0 0,760 0,920
¡5,0 0,7Г>0 0,920
образующийся комплекс 3 порциями бензола. Первые 2 порции по 10 мл, последняя 5 мл. После добавления каждой порции бензола встряхивают содержимое воронки 1 минуту, оставляют стоять 2—-3 минуты и после разделения фаз сливают водную фазу через краник в ту же пробирку, а бензольный экстракт через горлышко воронки переносят в сухую мерную колбочку ем-
Т а б /I и ц а 4
Влияние некоторых анионов на оптическую плотность бензольного жстракта
комплекса перхлората с бриллиантовым зеленым. Содержание СЮ 4" 10 мкг, объем колбы 25 мл, кювета с толщиной слоя 2 см
Добавлено С1~, мкг 0 25 50 100 500 1000 10000
Оптическая плотность 0,530 0,520 0,518 0,520 0,530 0,520 0,530
Добавлено Вг~, мкг 0 5 15 25 50 лею 1000
Оптическая плотность 0,530 0,551 0,554 0,554 0,555 0,558 0,590
Добавлено ВгО^, мкг 0 10 25 50 100 1000 —
Оптическая плотность 0,530 0,530 0,555 0,531 0,560' 0,565 —
Добавлено мкг 0 10 15 20 25 50 100
Оптическая плотность 0,530 0,565 0,610 0,666 0,675 0,80 1,06
Добавлено БО^" , мкг 0 10 25 50 100 1000 10000
()итическая плотность 0,530 0,530 0,535 0,528 0,536 0,523 0,530
Добавлено БО,^ , мкг 0 10 100' 1000 — — —
Оптическая плотность 0,536 0,550 0,570 0,606 — — —
костью 25 мл. Затем «переносят из пробирки (водную фазу в делительную вордаку, остатки из стенок пробирки смывают новой порцией бензола и 'повторяют экстракцию.
После 3-й экстракции доводят объем
В
05
0.0
0.2
У
*<5
5,0
15
10
¡2.5 /5 сео; мхг
Рис. 2. Калибровочный график. Объем колбы 25 мл, кювета с толщиной слоя 2 см, светофильтр № 8, концентрация реактива 0,4%.
до метки бензолом, перемешивают и измеряют оптическую плотность экстракта на фотоколоримепре-нефелометр е ФЭКН-57 в кюветах с толщиной слоя в 2 см при красном светофильтре № 8 с максимумом пропускания в 656 мм к. Раствором сравнения служит бензол.
Для постр оения калибровочного графика опыты с определенными объемами стандартного раствора СЮ Г проводятся в тех же условиях. Объем водного раствора перед экстр а кцией до б о -
8'6
Проверка точности фотометрического определения перхлорат-иона с бриллиантовым зеленым методом добавок в [водопроводной воде
Взято для Добавлено Найдено Относительная
анализа воды, мл СЮ4 , мкг С10 4 , мкг ошибка, %
10 НО 10,1 + 1
10 НО 10,2 +2
20 10 10,0 0
20 10 9,85 -1,5
30 10 10,0 0
30 10 9.75 -2,5
дются во всех опытах до 10— 12 мл. Калибровочный прафик, построенный в ¡выбранных условиях, .подчиняется закону Лам-берта-Бера при ¡содержании С10-4 от 0 до 15 мкг (рис.й).
Точность метода проверен а !м етод ом до б авок. Ча'сть полученных данных приведена в табл. 5.
Выводы
Изучены оптимальные условия экстракционно-фотометрического определения следов перхлорат-ионов в воде с бриллиантовым зеленым и бензолом в качестве зкстрагента. Чувствительность метода 10~5%. Продолжительность анализа 1 час. Относительная ошибка не превышает ±5%.
ЛИТЕРАТУРА
1. Г. Ш а р л о. Методы аналитической химии. 907. Изд. «Химия», ¡М-Л., 1965.
2. В. А. 'Г о л о с н и дк а я, В. И. Петрашень. Труды Новочеркасского политехнического института, т. 141, 65, 73, 1964.
3. ¡В. А. 1Г о л о с н и цк а я, В. И. Петрашень. Сб. «Передовые методы химической технологии и контроля производства». 270. Изд. Ростовского университета, 1964.
