Исследования по определению примесей меди, свинца, кадмия, висмута, сурьмы и никеля в кристаллах сложного состава методом АПН и акпн Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

Том 275

1976

ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ 5• 10~5— 10~7% ПРИМЕСЕЙ МЕДИ, СВИНЦА, КАДМИЯ, ВИСМУТА, СУРЬМЫ И НИКЕЛЯ В КРИСТАЛЛАХ СЛОЖНОГО СОСТАВА МЕТОДОМ АПН И АКПН

-¿...л..;,... Н. В. ПОДКОРЫТОВА, А. А. КАПЛИН, Н. Т. РУДЬ

(Представлена научно-методическим семинаром кафедры физической химии)

Интенсивное развитие квантовой электроники предъявляет высокие требования к качеству используемых материалов. Все более широкое применение для определения примесей в чистых веществах находит полярографический метод анализа, особенно его разновидности — методы АПН и АКПН [2—4].

Соли и кристаллы состава КН2РО4 и СэНгАзО; являются новыми объектами для аналитической химии; имеется одна работа по химико-спектральному определению целого ряда примесей в арсенатах рубидия и цезия [1], причем такому определению предшествует сложная и длительная обработка пробы и экстракционное концентрирование примесей. Растворы водорастворимых кристаллов и солей вышеуказанного состава в большинстве случаев можно использовать в качестве фонов для определения примесей, что исключает стадию разложения и дополнительной обработки образцов.

Целью работы являются исследования по разработке методик определения 5 • 10—5— 1 • Ю-7 % Сс1, РЬ, Си, В1, 5Ь, № в кристаллах КН2Р04 и СэНгАзСи.

Все исследования проводились на полярографе ОН-101 (Венгрия). В работе использовался циркуляционный электролизер для метода АКПН [2]. Катодом служил ртутный пленочный электрод на серебряной подложке, а электродом сравнения — насыщенный каломельный электрод.

В качестве фона нами исследовались 0,1 М и 0,05 М растворы солей КН2Р04 и СэНгАБС^. Для определения Си, РЬ, Сс1 выбран 0,1 М раствор солей, а для определения В1, БЬ— эти же растворы, подкисленные соляной кислотой до 0,25 М.

Установлено, что потенциалом совместного определения Си, РЬ и Сс1 в растворах солей КН2РО4 и СэНгАэС^ является потенциал ф =—1,7 е, для В1, БЬ—ф =—0,5 в.

Исследование зависимости величин анодных токов от времени электролиза показало, что после некоторого времени (больше 7 мин) начинает сказываться истощение раствора. Исследования по определению N1 методом АКПН описаны ранее [3]. Зависимости величин анодных токов элементов от концентрации их в растворах солей КН2Р04 и СзНгАэО.! прямолинейны.

Величина навески подбиралась, исходя из растворимости солей и требуемой чувствительности определения элементов. Исследования пока-

зали, что навеска анализируемого образца в 0,2 г обеспечивает определение вышеуказанных элементов с требуемой чувствительностью и практически не искажает форму их катодных и анодных пиков, за исключением катодных пиков никеля на фоне CSH2ASO4; с добавлением этой соли катодные пики никеля уменьшаются за счет быстрого образования труднорастворимого осадка.

Для анализа соли CsH2As04 на содержание никеля была использована методика разложения соли НВг и последующего удаления As (111) в виде AsBr3 при t = 160—180° С.

Ход анализа КН2Р04

В чистый кварцевый стакан приливается 5 мл фона (0,1М раствор КН2Р04). Навеска соли 0,2 г растворяется в фоне при слабом нагревании. В течение 10 мин пропускается через раствор аргон, затем проводим электрохимическое концентрирование металлов при ф = —1,7 в; т=3мин. Потенциал пика С(1 равен —0,56 в\ Си—(+0,05); РЬ—(—0,43)в.

Для определения В\ и БЬ к анализируемому раствору добавляется 2 капли концентрированной НС1 и проводится концентрирование этих элементов при ср = —0,5 в в течение 5 мин. Потенциал анодного пика В1 равен (—0,07) б, а БЬ—(—0,20) е. Затем раствор упаривается досуха при

120—130°С, к остатку приливается 4 мл 0,1 М раствора КС1 и 1 мл 0,1М раствора КБСЫ и раствор полярографируется на никель при ф — —1^7 вух — 2 мин, стадия растворения проводится в капилляре после выключения насоса; потенциал растворения ф = 0,01 в, тР = 1 мин. Съемку катодной полярограммы начинают при ф =—0,25 в после выдерживания электрода при этом потенциале в течение 1 мин, потенциал катодного пика никеля равен (—0,58) е.

Содержание Си, РЬ, Сс1, В\, БЬ, N1 в образце устанавливается по методу добавок стандартных растворов. Проведен анализ нескольких образцов. Чувствительность методики при навеске 0,2 г соли для РЬ — 7 . 10~7%, для Си — 8-10-7%, В1—Ь10-6%, N1 — 1,5- 10~6 % , время анализа 3—2,5 часа. Относительная ошибка определения Си - 18,2%, РЬ — 11 %, Вг - 8,8%, № - 11,9 % -

Ход анализа соли CsH2As04

Навеска соли 0,2 г растворяется при слабом нагревании в 5 мл 0,05 М раствора СэНгАэС^ и помещается в ячейку. После удаления аргоном кислорода проводим электрохимическое накопление металлов при Ф — —1,8 в, х = 3 мин. Потенциал пика РЬ равен —0,43 в, Си—1-0,05 е, Сс1--0,57 в. Для определения В1 и БЬ к анализируемому раствору добавляется 2 капли концентрированной НС1 и проводится концентрирование при ф = —0,2 в в течение 5 мин. Потенциал анодного типа В'\ равен —0,07 е. После этого раствор упаривается досуха при 1= 120— — 130°С. К сухому остатку приливается 2 мл концентрированной НВг и упаривается досуха при ^ = 160—180° С; операция повторяется дважды после приливания по 1 мл концентрированной НВг. К полученному остатку добавляется 1 мл Н1МОз и после выпаривания остатка досуха определяется никель. Для этого к остатку приливается 4 мл 0,1 М раствора КС1 и 1 мл 0,1 М раствора КЭСЫ. Удаление кислорода проводится аргоном в течение 10 мин, электролиз никеля — при ф = —1,8 в, т = 2 мин, а растворение — при ф = 0,01 в, т = 1 мин. Съемка катодной полярограммы начинается при ф =—0,25 в после выдерживания

электрода при этом потенциале в течение 1 мин. Потенциал катодного пика N1 ф = —0,5 е. Содержание Си, РЬ, Сс1, ЕН, N4 в образце устанавливается по методу добавок стандартных растворов.

Проведен анализ нескольких образцов. Чувствительность методики при навеске 0,2г соли для РЬ—1,5- 10-7%,Си—1 • 10-е %, В!—1 - 10~6%, N1 — 2-10~6%. Время анализа 3,5 часа. Относительная ошибка определения Си—8,8%, РЬ—20%, В1—9,3%, №—28,8 % .

Выводы

1. Проведены исследования по выбору оптимальных условий определения Си, РЬ, Сё, БЬ, Ш, N1 в кристаллах КН2Р04 и С$Н2А$04.

2. Разработана амальгамно-полярографическая методика определения 5 • Ю-5—10~7 % Си, РЬ, N1, ЕН, С(1, БЬ в солях и кристаллах КН2Р04 и СэНзАбС^.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ю. А. Фед яшина, И. Г. Юделевич, Т. Т. Строки« а. ЖАХ, 21, 10, 1232—1235, 1966.

2. В. И. К у л е ш о в. «Завод, лаб.», 950, 1967.

3. В. И. Кулешов. - Диссертация. Томский политехнический институт, Томск, 1969.

4. Л. М. Артемов а, Ю. И. Иванов, Е. И. К о р о л е в а, В. И. Кулешов, Н. В. П о д к о р ы т о в а.— В сб.: «Подготовка и восстановление руд» (завод «Сиб-электросталь»). Изд-во «Металлургия», вып. 2, 208, 1971.