CC BY
45
УДК 614.777 +628.312 +622.5]-07: [546.47 +546.8»
ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦИНКА И СВИНЦА В ВОДЕ С ПОМОЩЬЮ СУЛЬФАРСАЗЕНА
М. А. Ягодницын
Зыряновский свинцовый комбинат
Разработан фотометрический метод изучения цинка и свинца в сточных, шахтных и природных водах с реактивом сульфарсазеном, предложенным впервые для исследования свинца в химических реактивах и других продуктах. Метод позволяет определять цинк от 0,005 мг/л и свинец от 0,01 мг/л и выше из объема воды не более 1 л с относительной ошибкой, не превышающей соответственно 8 и 12%. Сульфарсазен в слабощелочной среде (рН 8,0— 9,8) образует с цинком и свинцом растворимые в воде комплексные соединения красного цвета с максимумом поглощения при длине волны 500 нм. Молярные коэффициенты поглощения обоих комплексов равны^45 000. Окрашенные растворы подчиняются закону Ламберта-Бера-Бугера при содержании цинка 2—30 мкг и свинца 5—90 мкг в объеме воды 100 мл. Цинк и свинец отделяют от всех мешающих элементов, кроме кадмия и марганца, и одновременно концентрируют путем экстракции диэтилдитиокарбамата цинка и свинца смесью толуола с изоамиловым спиртом (2:1) и реэкстракции их 2 н. раствором соляной кислоты. При этом цинк и свинец полностью реэкстрагируются, а мешающие элементы (медь, кобальт, никель, железо и др.) остаются в органическом растворе. Один цинк полностью реэкстра-гируется и 0,6 н. раствором соляной кислоты, при этом в реэкстракт попадает незначительное количество свинца и марганца.
При исследовании цинка в реэкстракте свинец и марганец связывают раствором молибдата аммония. Кадмий, содержание которого обычно в 100—150 раз меньше, чем цинка, определяют вместе с последним. При анализе свинца цинк, кадмий и марганец связывают ферроцианидом калия. Но в большинстве сточных и природных вод марганец отсутствует, а цинка больше, чем свинца, в несколько раз, поэтому при связывании большого количества цинка ферроцианидом калия может выпасть осадок, мешающий определению свинца. В этом случае цинк и кадмий связывают раствором цианида калия. Если цинка и меди в воде больше, чем свинца, в 50 раз и выше, например в сливах сгустителей медного и свинцового концентрата, то свинец предварительно отделяют от основной массы цинка и меди путем соосаждения его с карбонатом кальция в аммиачной среде, а цинк определяют из другой, в несколько раз меньшей порции воды, реэкстрагируя его 0,6 н. раствором соляной кислоты.
Следует заметить, что большой избыток солей аммония (свыше 600 мг/л) заметно гасит окраску комплекса цинка с сульфарсазеном. На окраску комплекса свинца с сульфарсазеном соли аммония не влияют.
Для исследования 100—300 мл сточной воды помещают в стакан или коническую колбу, приливают 10 мл прозрачного 5% раствора хлорной извести или 5 мл пергидроля (30%), нагревают на плите 8—10 мин., воду подкисляют соляной кислотой по бумаге конго из расчета более 1 мл кислоты на 100 мл воды. Воду кипятят 2—3 мин. и охлаждают. В пробы природной и шахтной воды, не содержащие цианидов, растворов хлорной извести или пергидроля не приливают, а пробы только подкисляют соляной кислотой без нагревания.
Пробу переносят в делительную воронку соответствующей емкости, вносят маленький кусочек бумаги конго и приливают порциями по 10—15,и насыщенный раствор ацетата натрия до перехода окраски бумаги конго из синей в красную и 5—10 мл избытка. Затем приливают 20 мл 3% раствора
диэтилдитиокарбамата натрия, перемешивают, приливают 20 мл смеси толуола с изоамиловым спиртом (2:1) и экстрагируют 30 сек. Водный слой переносят в другую делительную воронку, к нему приливают еще 10—15 мл раствора диэтилдитиокарбамата натрия, перемешивают, приливают 10— 15 мл смеси толуола с изоамиловым спиртом и снова экстрагируют 30 сек. Водный слой отбрасывают, а органические объединяют в одной воронке. К органическому раствору приливают 20 мл 2 н. раствора соляной кислоты в течение 30 сек. и реэкстрагируют цинк и свинец. Водный слой сливают в стакан или в колбу, а к органическому приливают еще 10—15 мл 2 н. раствора соляной кислоты и снова реэкстрагируют 30 сек. Водные растворы объединяют, выпаривают до 0,5—1 мл, разбавляют дистиллированной водой до 60—70 мл, переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, доводят водой до метки и перемешивают. Для определения цинка отбирают 5—20 мл раствора в другую мерную колбу емкостью 100 мл, разбавляют водой до 60—70 мл, вносят маленький кусочек бумаги конго. Если в воде содержится марганец или свинец, то приливают 4 капли насыщенного и профильтрованного раствора молибдата аммония. Затем приливают из бюретки по каплям хлорид-но-аммиачный буферный раствор, содержащий в 1 л 54 г хлорида аммония и 350 мл концентрированного аммиака, до перехода окраски бумаги конго из синей в красную и 0,5 мл избытка, приливают 2 мл 0,05% раствора суль-фарсазена в 0,05 М растворе буры, доводят водой до метки, перемешивают и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре СФ-4 при длине волны 500 нм или на фотоколориметре ФЭК-М с зеленым светофильтром. Можно колориметрировать и визуально в колориметрических пробирках.
Для определения свинца отбирают аликвотную часть в объеме 10—50 мл в мерную колбу емкостью 100 мл, разбавляют водой до 60—70 мл, вносят маленький кусочек бумаги конго, приливают из бюретки по каплям хло-ридно-аммиачный буферный раствор до перехода окраски бумаги конго из синей в красную и 0,5 мл избытка, приливают 2 мл сульфарсазена, 8 капель 1% раствора цианида калия, доводят водой до метки, перемешивают и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре СФ-4 при длине волны 500 нм или на фотоколориметре ФЭК-М с зеленым светофильтром.
При наличии в воде марганца, что, однако, бывает очень редко, все 3 мешающих элемента (цинк, кадмий и магний) маскируют 2 каплями 5% раствора ферроцианида калия, который приливают сразу же после взятия аликвотной части.
Если цинка и меди в воде больше, чем свинца, в 50 раз и выше, то последний предварительно отделяют от основной массы цинка и меди путем соосаждения с карбонатом кальция. В этом случае 300—500 мл воды нагревают дэ кипения, приливают 5 мл пергидроля (30%), приливают соляную кислоту плотностью 1,19 г/см3 из расчета по 1 мл на каждые 100 мл воды, приливают 10 мл 3 % раствора хлорида кальция, концентрированный аммиак из расчета по 5 мл на каждые 100 мл воды, 20 мл 10% раствора карбоната натрия, перемешивают и дают в течение 30—40 мин. осадку осесть. Аммиачный раствор отсасывают стеклянной трубкой, соединенной резиновым шлангом с водоструйным насосом, осадок растворяют в 3—4 мл соляной кислоты, разбавляют водой до 100—120 мл и затем ведут анализ так, как описано выше, т. е. свинец экстрагируют, реэкстрагируют и т. д.
Поступила 20/111 1969 г.
