CC BY
25
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 128 1965
В. Б. СОКОЛОВИЧ, Ю. Л. ЛЕЛЬЧУК, Б. Н. БЕСПРОЗВАННЫХ
ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОКОЛИЧЕСТВ АЛЮМИНИЯ СО СТИЛЬБАЗО И АЛЬБЕРОНОМ
(Представлена научным семинаром химико-те.хпологического факультета)
Стильбазо II альберон известны в литературе как наиболее чувствительные фотометрические реактивы па алюминий.
Стильбазо предложен в качестве реактива для колориметрического определения алюминия в 1950 году Кузнецовым, Каранович и Драпки-ной [1]. По данным этих авторов, со стильбазо можно определять от 0,1 до 5,0 мкг алюминия в 5 мл. Определению не мешают щелочные и многие двухвалентные металлы. Влияние меди и трехвалентного железа устраняется аскорбиновой кислотой.
Агринская, Петрашень, Назарсико и др. [2—5] определяли со стильбазо 0,005% алюминия и более в различных материалах. Определение алюминия со стильбазо проводится фотоколориметрически [3,5—7], путем колориметрического титрования [1,7] и по стандартной колориметрической шкале [1,4].
Стильбазо представляет собой коричневые кристаллы и используется в виде 0.01—0,08%-ного водного раствора. Оптимальным рН при фотоколориметрировапии многие авторы считают 5,4 [4,6], Агринская [2] рекомендует интервал рН 3,6—5,6, Мухина [7] — 5,2—5,4. Светофильтр зеленый [6].
Возможности использования альберон а (дпхлорсульфодиметилок-сифуксондикарбоновая кислота) для фотометрического определения алюминия были изучены Мустафиным, Матвеевым и Кашковской [8,9]. По данным этих авторов, чувствительность реакции алюминия с альберном составляет 0,01 мкг в 1 мл. Окраска раствора образующегося комплекса подчиняется закону Ламберта-Бера в пределах от 0,5 до 20 мкг в 10 мл, интервал рН 4,0—5,8, максимум светопоглощения при 530 m(u, наибольшая оптическая плотность достигается через 15 минут. Интенсивность окраски не изменяется в течение двух часов. Мешают определению Fe"", Cu", Be", Ti!v, V1VU0",, образующие с альберопом интенсивно окрашенные соединения при тех же значениях рН. Мешающее действие трехвалентного железа устраняется аскорбиновой кислотой, мешающее действие меди—тиосульфатом. Кашков-ская и Мустафин [9] определяли 0,022% и более алюминия в сталях при рН 5,12. Швейгер и Руденко [10] хромазуролом S с ацетатной буферной смесью при рН 5,37 определяли 10 ~2—10~4% алюминия в олове. Накагава Йосинори [11] определял в магнии с хромазуролом S менее 15 мкг алюминия в 25 мл при рН 6+0,2 и 550 т\\.
112
Нами были проверены и уточнены рекомендованные в литературе условия фотометрирования с указанными реактивами на растворах соли сернокислого алюминия и сделаны попытки использовать стильбазо и альберон для определения 10~ 4—]0~5% алюминия в олове высокой чистоты.
По полученным данным, чувствительность определения алюминия со стильбазо составляет 0,1 мкг в 25 мл, чувствительность определения с альбероном — 0,4 мкг в 10 мл.
Раствор комплекса алюминия со стильбазо имеет максимальную оптическую плотность при рН 6,6 (рис. 1). В присутствии ацетатной
Ф
',0
0,9 0,8 0,7
0,6 0,5 ОМ 0,3
0,2 о,<
Ц 5 6 1 В 3 рН
Рис. L Зависимость оптической плотности стильбазо и его комплекса с алюминием от рН раствора: 1 — стильбазо и его комплекс с алюминием; 2 — стильбазо: 3 — комплекс стильбазо с алюминием.
буферной смеси при рН 6,6 максимум оптической плотности фотомет-рируемого раствора достигается через 10 минут и не изменяется в течение 45 минут. Максимум светопоглощения при 508 m¡i. Оптимальная концентрация стильбазо—0,5 мл 0,05%-ного водного раствора на 25 мл фотометрируемого раствора. Выяснение влияния посторонних ионов подтвердило литературные данные.
Для построения калибровочных графиков была составлена следующая методика. В несколько мерных колб емкостью 25 мл вносится rio
8. Заказ 5131.
113
5—10 мл ацетатной буферной смеси с рН 8,1, 0,2 мл соляной кислоты (1:4), требуемый объем стандартного раствора алюминия, 0,2 мл 5%-ного свежеприготовленного раствора аскорбиновой кислоты, 0,2 мл 25%-ного уксуснокислого натрия и 0,5 мл 0,05%-ного раствора стиль-базо. Содержимое колб доливается до метки ацетатной буферной смесью с рН 8,1 и перемешивается. рН подготовленного к фотометри-рованию раствора получается равным 6,6. Через 10 минут раствор фотоколориметрируется на ФЭК-Н-57 в кюветах 50 мм при зеленом светофильтре N9 4 с максимумом пропускания 508 т\х. Раствор сравнения содержит все реактивы без алюминия. Установлено, что при содержании алюминия менее 0,1 мкг в 25 мл прямолинейной зависимости между оптической плотностью и концентрацией не наблюдается. При содержании алюминия от 0,1 мкг до 1,0 мкг в 25 мл закон Ламберта-Бера сохраняется, но имеет место плохая воспроизводимость. Аналогичный эффект наблюдается при построении калибровочных графиков по методикам, заимствованным из литературы- Не получилось сходящихся результатов и при определении алюминия в олове высокой чистоты после разложения навески с практически полным удалением олова. По методам колориметрического титрования и колориметрической шкалы надежных результатов при определении десятых долей мкг алюминия также получено не было.
Исследование оптических свойств комплекса алюминия с альберо-пом показало, что максимум светопоглощения отвечает 536 m¡x. Границы оптимальной кислотности характеризуются пределами рН 5,0—5,5 с максимумом при 5,4 (рис. 2). Максимум оптической плотности дости-
гается через 5 минут и сохраняется почти без изменений в течение 15 минут. Замечено, что при стоянии подготовленных к фотоколорнмет-рированию растворов в них появляются синие аморфные частички.
Водный раствор альберона при хранении не устойчив. Через ]—2 суток после приготовления па поверхности раствора появляется пленка и выпадает осадок.
Для построения калибровочных графиков была составлена следующая методика. В конические колбочки емкостью 50 мл вносится ацетат-114
3 А 5 Б РН
Рис. 2. Зависимость оптической плотности комплекса алюминия с альбероном от рН раствора.
ная буферная смесь с рН 5,4 из расчета, чтобы общий объем колори-метрируемого раствора составил 10 мл, требуемый объем стандартного раствора алюминия, 0,2 мл 5%-ного свежеприготовленного раствора аскорбиновой кислоты и 0,3 мл 0,3%-ного водного раствора альберона. Содержимое колбочек взбалтывается, выдерживается в течение 5 минут и фотоколориметрируется на ФЭК-Н-57 с зеленым светофильтром № 5 при 538 m\i в кюветах 20 мм. Раствор сравнения может содержать или только использованные реактивы без алюминия, или реактивы с добавками 5—10 мкг алюминия. Во втором случае десятые доли мкг алюминия определяются точнее, тш как измерение оптической плотности производится на более чувствительном участке шкалы ФЭК-Н-57.
При построении калибровочных графиков для количеств алюминия от 0,01 до 0,4 мкг в 10 мл прямолинейной зависимости между оптической плотностью и концентрацией не наблюдается. Для количеств алюминия от 0,4 до 2,0 мкг в 10 мл закон Ламберта-Бера сохраняется. По причине неустойчивости растворов калибровочную кривую следует строить одновременно с определением алюминия в исследуемом материале.
Опробованные нами в качестве экстрагентов комплекса алюминия с альбероном бензол, хлороформ, четыреххлористый углерод, бутиловый спирт, изоамиловый спирт, бутилацетат, диэтиловый эфир и ацетон не дали положительных результатов.
Точность определения алюминия с альбероном проверялась на растворах соли сернокислого алюминия. Некоторые данные приведены в табл. 1.
Таблица 1
Проверка точности фотоколориметрического определения алюминия с альбероном
Взято А1, мкг Найдено А1, мкг Абсолютная ошибка, мкг Относительная ошибка, %
1,0 1,15 + 0,15 + 15,0
2,0 1,82 —0,18 —9,0
2,0 1,76 -0,24 -12,0
2,0 2,27 +0,27 + 13,5
0,50 0,39 -0,11 -22,0
2,00 1,20 -0,80 -40,0
2,00 2,60 + 0,60 +30,0
Таблица 2
Результаты определений алюминия с альбероном в образце олова высокой чистоты
Найдено А1, И Среднее значение, % Абсол. отклон. от среднего значения, % Относит, отклон. от среднего значения, %
0,80 ю- 4 +0,18 10"4 + 29,0
0,34 Ю-4 -0,28 ю-4 —45,1
0,70 10~4 0,62-10 ~4 + 0,08 10"4 + 12,8
0,85 10 4 + 0,23 10.....4 + 37,0
0,75 Ю-1 + 0,13 Ю-4 + 20,9
0,55- ю-4 -0,07 Ю-4 -11,2
0,35- ю-4 -0,27 кг4 -43,5
Некоторые результаты, полученные нами при определении алюминия в олове высокой чистоты после разложения навески с практически полным удалением олова [12] и растворения сухого остатка в ацетатной буферной смеси с рН 5, 4, приведены в табл. 2.
Выводы
1- Проведено сравнительное изучение фотометрического определения следов алюминия со стильбазо и альбероном.
2. Установлено, что при фотоколориметрическом определении десятых долей мкг алюминия с реактивом стильбазо надежных результатов не получается.
3. Реактив альберон может быть использован для фотоколориметрического определения 10 — 10^ 5% алюминия в олове высокой чистоты при условии одновременного построения калибровочного графика. Ошибка определения до + 45%.
ЛИТЕРАТУРА
1. В. И. Кузнецов, Г. Г. К а р а н о в и ч и Д. А. Д р а п к и н а. Колориметрическое определение алюминия с новым реагентом стильбазо. Заводская лаборатория, XVI, 787, 7, 1950.
2. Н. А. Агринская, В. И. Петрашень. Колориметрическое определение алюминия в стали с применением реагента стильбазо. Тр. Новочеркас. политехи, ин-та, 31, 63, 1955.
3. Н. А. Агринская. Ускоренный метод определения малых количеств алюминия в сталях и чугунах. Заводская лаборатория, XXIII, 279, 3, 1957.
4. В. А. Н а з а р е н к о, Е. А. Бирюк. К определению алюминия и фтора реактивом стильбазо. Сб. «Совр. методы анализа в металлургии», М., Металлургиздат, 186, 1955.
5. Н. А. Агринская, В. И. Петрашень. Сравнительное изучение колориметрических методов определения алюминия с алюминоном и стильбазо. Тр. Новочеркас. политехи, ин-та, 72, 13, 1958 (1959).
6. Б. Б. Е в з л и н а. Фотометрическое определение алюминия в шлаках фосфор-пых печей. Научн. ин-т по удобрениям и инсектофунгицидам, 8, 87, 1958.
7. 3. С. Мухина, Е. И. Никитина и др. Методы анализа металлов и сплавов. М., Оборонгиз, 139, 1959.
8. И. С. Муста фин, Л. О. Матвеев. Аналитическое применение фенолкар-боновых кислот трифенилметанового ряда. Заводская лаборатория, XXIV, 259, 3, 1958.
9. Е. А. Кашковская. Определение алюминия с реактивом альберон. Заводская лаборатория, XXIV, 1189, 10, 1958.
10. М. И. Ш в а й г е р, Э. И. Р у д е н к о. Определение малых количеств алюминия в олове. Заводская лаборатория, XXVI, 939, 8, 1960.
П. Накзагава Йосинори, Т а н а к а Такаси, Хонда Сигэру. Спектро-фотометрическое определение алюминия с помощью хромазурола Б. Реф. Журнал химия, 20д45, 1962.
12. Ю. Л. Лельчук, В. Б. С о к о л о в и ч, Е. А. Курышева. Люминесцентное определение следов алюминия в олове высокой чистоты. Извл, ТПИ, т. 128, 1964.
