CC BY
8
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
Том 167
1967
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОПРИМЕСЕЙ МЕДИ В ЛЮМИНОФОРЕ Л-34 И ХЛОРНОЙ КИСЛОТЕ ВЫСОКОЙ чистоты
Л. Г. БАЛЕЦКАЯ, М. С. ЗАХАРОВ, X. А. ЛЕЛЬЧУК, Л. Н. ДУДЕНКО
(Представлена научным семинаром химико-технологического факультета)
Для переведения люминофора Л-34- в растворенное состояние был опробован ряд минеральных кислот: НЫ03, РШОз-|-НС1, Н3РО4, горячая РЬБСХь НС1, НСЮ4.
Лучшим растворителем люминофора оказалась 7Ы соляная кислота.
В качестве активатора в состав люминофора входит 2% БЬгОз. 3 присутствии такого количества сурьмы медь в растворенном люминофоре определить невозможно, так как сурьма и медь восстанавливаются при одинаковых потенциалах. Попытка определить медь методом АПН с перенесением [1] не принесла желаемых результатов.
Во время электролиза вместе с медью восстанавливается сурьма. Сурьма, плохо растворима в ртута [2], ее содержание в люминофоре на несколько порядков больше, чем меди. При восстановлении ионы сурьмы покрывают ртутный электрод пленкой, которая экранирует электрод и мешает анодному растворению меди. По указанным причинам возникла необходимость в отделении микроконцентраций меди от основной массы люминофора. По литературным данным [3], полное отделение меди в солянокислой среде можно достигнуть экстракцией аде-тилацетоном. Проведены исследования по выяснению полноты экстрагирования меди ацетилацетоном в хлороформе при различных значениях рН раствора. Нужное значение рН раствора получают добавлением соответствующих количеств 1 М МН4ОН. В делительную воронку добавлялись раствор люминофора и известные количества 1 М МН4ОН. Результаты представлены в табл. 1.
Из табл. 1 видно, что наиболее полное извлечение меди (до 100%) ацетил-ацетоном в хлороформе наблюдается при значении рН 4—5. Следует отметить, что при растворении люминофора иногда остается небольшой нерастворимый осадок. Качественный анализ осадка показал наличие окислов сурьмы. Этот осадок составляет не более 5% исходной навески. Исследования показали, что определяемое содержание меди в люминофоре при проведении анализа в присутствии осадка и без осадка колеблется в пределах ошибок опыта (10—15%). При спектральном анализе осадка следов меди не было обнаружено.
Описание определения
В кварцевом стаканчике (проверенном на чистоту) емкостью 10 мл растворяют 0,35 г люминофора в 5 мл 7Ы НС1 соляной кислоты. Раствор
76
выпаривается при температуре 180—200° в выпарительной камере [4]. После выпаривания осадок растворяют в 10 мл 0,5 NHC1' и содер-
Таблица 1
Результаты исследований полноты отделения микроколичеств меди от люминофора
¿1-34 экстракцией ацетилацетоном в хлороформе при различных значениях рН. Условия опытов: навеска люминофора 0,35 г, чувствительность гальванометра 1 ■ 50—8% ajMM, время электролиза Тмин., <рэл.= — 1 в (нас. к. э.), IV=333 мв мин,
V=3 мл
Значение рН раствора Глубина зубца в холостой пробе, мм Глубина зубца в пробе+добавка 0,15 мкг\мл Си Глубина зубца в пробе+добавка Си 0,1 Ъмкг\мл-\~ -|--до6.0,1 5 мкг\мл Си в электролизер Процент извлечения меди
рН 1 нет зубца нет зубца нет зубца 0%
рН 2 3 5 16 13
рН 2 14 24 44 50
рН 3 13 27 46 68,5
3 14 28 48 70
20 37 56 90
рН 4—5 . 20 . 37 56 90
20 37 58 81 -
жимое стаканчика выливают в чистую делительную воронку. Стаканчик споласкивается 2 мл тридистиллата и раствор переносят в делительную воронку, рН раствора в воронке доводят 1 М МН4ОН до значения 4,5. К содержимому воронки добавляют 4 мл ацетилацетона в хлороформе (1 : 4) и экстрагируют в течение 3 минут, нижнюю фазу переводят в стаканчик. В воронку добавляют 2 лы хлороформа и экстрагируют в течение 3 минут, чтобы собрать оставшийся ацетилацетон. Органическую фазу выпаривают при 250°. Во избежание разложения солей меди при выпаривании к остатку добавляют 1 мл НВг и вновь выпаривают. После выпаривания в охлажденный стаканчик добавляют 2 мл 0,25 М ЫН4-тартрата [5], стаканчик помещают в электролизер, проводят электролиз при потенциале— 1 в (нас. к. э.) и полярографирование.
Содержание примесей оценивается методом добавок. Чувствительность методики, оцененная по трехкратной дисперсии, составляет
но-ь %.
Определение меди в хлорной кислоте
Была исследована возможность определения микроколичеств меди непосредственно в хлорной кислоте. Определить следы меди, используя в качестве электролита хлорную кислоту, не представляется возможным. Хлорная кислота является сильным окислителем и на поверхности ртутного электрода образуются окисные пленки ртути, которые сильно пассивируют электрод. Это приводит к большой невоспроизводимости результатов. По этим причинам для определения меди хлорную кислоту необходимо удалять выпариванием. Исследования показали, что при выпаривании при температурах выше 250—270° наблюдается потеря микропримесей. При дальнейших исследованиях выпаривание проводили при температурах 250—270°. Для переведения окислов меди, которые могут образоваться при выпаривании хлорной кислоты, в соль к остатку добавляется 1 мл НВг и выпаривание повторяется.
После выпаривания в стаканчик приливают 2 мл 0,25 М ]МН4-тар-трата и раствор полярографируют.
Изучена возможность потерь микроколичеств меди при выпаривании хлорной кислоты при заданном температурном режиме. Перед выпариванием в стаканчик с хлорной кислотой делалась добавка меди, холостым опытом служила проба без добавки меди. Содержание меди определяли методом стандартных добавок.
Результаты исследований представлены в табл. 2.
Таблица 2
Исследование потерь микроколичеств меди при выпаривании хлорной кислоты. Условия опытов: время электролиза 10 мин, потенциал электролиза — 1 в (нас. к. э.), чувствительность гальванометра 4*10-§а\мм, радиус ртутной капли — 0,04 см,
объем фона — 2 мл
Взято мкг 10 2 меди Найдено мкг 10 2 меди % определения меди
1 1,92 1,8 98
2 1,92 2 100
3 1,92 1,65 86
4 1,92 1,8 95
5 192 2 100
6 1,92 1,76 93
7 1,92 2 100
8 1.92 1,94 100
9 1,92 1,88 99
10 1,92 1,89 99
11 1,92 1,9 100
Таблица 3
Результаты анализа хлорной кислоты на содержание меди. Условия опытов:^ — — 1 в (нас. к. э.), время электролиза—\0мин, 5—4*10 а\мм
/?-0,04 см, К= 2 мл.
№ пп Содержание меди х-10+7% в хлорной кислоте (х—х)
I 6 —0,6 —0,36
2 6,5 -1,1 1,21
3 6,5 -1,1 1,21
4 5 0,4 0,16
5 5,1 0,3 0,09
6 5,8 —0,4 0,16
7 5 5 -0,1 0,01
8 5,4 0 0
9 4.9 ' 0,5 0,25
10 4,6 0,8 0,64
11 4,5 0,9 0.81
12 5,4 0 0
65,2 | | 4,8
Из таблицы 2 видно, что потери микроколичеств меди не превышают 15%, что является допустимым при определении микроколичеств. Предлагается методика определения меди в хлорной кислоте высокой чистоты. 10 мл хлорной кислоты заливается в кварцевый стаканчик, проверенный на чистоту. При 250—270° кислота выпаривается в выпарительной камере. Выпаривание проводится досуха в течение часа. К остатку после выпаривания добавляется 1 мл НВг и раствор вновь выпаривается досуха. К остатку после выпаривания приливают 2 мл 0,25 М МН4-тартрата, стаканчик вставляется в электролизер, в течение 10 минут проводится электролиз при потенциале—1 б (нас. к. э.) при непрерывном пропускании азота и полярографирование.
По разработанной методике были проведены анализы одного из заводских образцов хлорной кислоты. Результаты анализа и их статистическая обработка приведены в табл. 3.
Средняя арифметическая ^ = 5,4.
Средняя квадратичная ошибка отдельного измерения:
4 8
— - 0,4. 12
Наиболее возможная ошибка; А = За = 0,4*3 = 1,2.
Средняя квадратичная ошибка среднего арифметического;
пи
ао ~ ~ — = 0,11,
у п 12
Хист = (5,4 ± 0,П)-10"7 %.
Чувствительность методики определения меди в хлорной кислоте составляет 1 • 10 —7 % •
Выводы
1. Разработана методика определения меди в люминофоре Л-34. Чувствительность методики 1-10
2. Разработана методика определения меди в хлорной кислоте высокой чистоты. Чувствительность методики 1 • 10~7 %.
ЛИТЕРАТУРА
1. А. А. Кап лин, М. С. Захаров, А. Г. Стромберг. Сб. Методы анализа химических реактивов и препаратов, 5—6, Изд. ИРЕА, Москва, 1963, 92.
2. Л. Ф. 3 а и ч к о, М. С. Захаров. Определение растворимости сурьмы в ртути методом АПН, ЖАХ, 1965 (в печати).
3. Дж. Моррисон, Г. Фрейзер. Экстракция в аналитической химии. Науч-но-технич. изд.. Л., 1960.
4. А. Г. Стромберг, М. С. Захаров, В. С. С м о р о д и н о в, В. М. П и ч у-гина. Сб. Методы анализа химических реактивов и препаратов, 5—6, изд. ИРЕА, Москва, 1963, 92.
5. Л. Г. Балецкая, М. С. Захаров, X. А. Лельчук, В. М. Пичугина. Определение микроконцентрации меди в материалах, применяемых в производстве люминофоров. Изв. ТПИ, 1965 г. (в печати).
