Определение следов меди методом амальгамной полярографии с накоплением в некоторых материалах, применяемых в производстве люминофоров. II. Определение меди в бифосфате и карбонате кальция Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ _ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА_

Том 164 1967

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЛЕДОВ МЕДИ МЕТОДОМ АМАЛЬГАМНОЙ ПОЛЯРОГРАФИИ С НАКОПЛЕНИЕМ В НЕКОТОРЫХ МАТЕРИАЛАХ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЛЮМИНОФОРОВ. II. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДИ В БИФОСФАТЕ И КАРБОНАТЕ КАЛЬЦИЯ

Л. Г. БАЛЕЦКАЯ, В. М. ПИЧУГИНА, М. С. ЗАХАРОВ (Представлена научно-методическим семинаром ХТФ) j

Содержание меди в бифосфате и карбонате кальция, применяемых в производстве люминофоров, не должно превышать — Ь Ю-6 %. Весьма перспективным методом определения следовых количеств является метод амальгамной полярографии с накоплен нием (АПН- [1,2].

Для переведения бифосфата кальция в растворенное состояние нами было опробовано несколько минеральных кислот: HNO3, HCl, НВг. Из исследованных кислот лучшим растворителем бифосфата кальция оказалась соляная кислота с концентрацией не менее 3 N. Проводить амаль-гамно-полярографическое определение меди непосредственно в полученном растворе не представляется возможным по следующим соображениям. Анодные зубцы меди на полученном растворе 1) сливаются с таковыми для висмута, который может присутствовать в бифосфате кальция, и 2) имеют размытый характер. Хорошей формы анодые зубцы меди получаются на фоне 0,5 N ацетата аммония + 0,1 N винной кислоты [3]. Поэтому амальгамно-полярографическое определение меди в бифосфате кальция проводилось нами методом АПН с перенесением [4].

Накопление меди осуществлялось из раствора, полученного при растворении бифосфата кальция в соляной кислоте, а полярографирование после перенесения проводилось на фоке 0,5 М ацетата аммония +0,1 М винная кислота. Нами была изучена 'воспроизводимость определения меди методом АПН с перенесением. В этих исследованиях были проведены две серии опытов. В первой серии анодные зубцы меди получались на выбранном фоне без перенесения, а во второй серии анодные зубцы получались после перенесения. Результаты исследования представлены в табл. 1.

Из таблицы видно, что ошибка определения меди не превышает 10—15%, что является допустимым при определении следовых количеств.

На основании проведенных исследований предлагается следующая методика определения следов меди в бифосфате кальция. Навеска

в 0,75 г бифосфата кальция помещается в кварцевый стаканчик и при слабом нагревании инфракрасной лампой в боксе растворяется 3 мл 3 N соляной кислоты. Стаканчик с растворенной пробой помещается в электролизер, конструкция которого описана в [5], раствор в течение 10 минут продувается азотом и проводится накоплением на электроде. Электролиз проводится в течение 10 минут при потенциале—1,0 в (нас. н.э.). После электролиза электроды во втором стаканчике обмываются водой (тоже освобожденной от кислорода), полярографирование проводится в третьем стаканчике на выбранном фоне. Содержание примесей оценивается методом добавок.

Таблица 1

Изучение воспроизводимости определения меди методом АПН с перенесением

Условия опытов: концентрация меди в растворе 0,05 7; объем фона 3 мл\ потенциал электролиза — 1,0 б (нас. к. э.); тэл = 10 мин; чувствительность полярографа

3.10 -*а\мм

Глубина анодного зубца меди при полярографировании без перенесения, мм Глубина анодного зубца меди при полярографировании с перенесением, мм % переноса

15 14 93,3

16 15 88

15 13 86

Максимальная чувствительность методики по трехсигмовому критерию при разработанных условиях составляет 4.10~7%.

По предлагаемой методике выполнены анализы бифосфата кальция на содержание меди. Результаты анализов и их статистическая обработка представлены в табл. 2.

Т а бл ица2

Результаты анализа бифосфата кальция на содеражние меди

Л'-Ю+в %

содержание меди в СаНР04 X— X

5,7 —0,4 0,16 Средняя арифметическая:

5,0 5,0 +0,3 +0,3 0,09 0,09 53 = 5,3. • 10

5,0 5,7 6,0 5,0 5,0 5,6 5,0 +0,3 —0,4 —0,7 0,3 0,3 —0,3 0,3 . 0,09 0,16 0,49 0,09 0,09 0,09 0,09 Средняя квадратичная ошибка отдельного измерения: 1,44 а =а - -=0,144. 10 Наиболее возможная ошибка: Д = За = 0,144.3 =0,432. Средняя квадратичная ошибка среднего арифметического:

53,0 1,44 «=0,04. V ю Хист.-(5,3±0,04),10-е%.

Определение меди в карбонате кальция

В литературе [6] описана методика определения меди в карбонате кальция с полярографированием на фоне СаС12 + НС1. Эта методика имеет ряд недостатков: 1) на указанном фоне анодный зубец меди совпадает с таковым для висмута; 2) чувствительность методики достигает лишь 1.10 5 %• Нами были проведены исследования по разработке методики, не страдающей отмеченными недостатками.

Карбонат кальция можно перевести в растворенное состояние многими минеральными кислотами. С целью выбора фоьа, на котором бы анодный зубец меди не сливался с анодными зубцами других элементов (В1 и РЬ), имеющих потенциалы анодных зубцов, близкие к таковому для меди, нами были получены анодные зубцы в следующих электролитах: тЫСа (НОз)2 тЛ^Са.3(Р04)2, тУУСаВг2 + 0,1 N винная кислота шЛ/Са(Вг)2 тИ СаВг + 0,05 N лимонная кисло га. Результаты этих исследований представлены в табл. 3.

Таблица 3

Потенциалы пиков анодных зубцов Си, В1, РЬ в некоторых электролитах

Фон Потенциалы пиков анодных зубцов относительно (нас. к. э.)

Си Bi РЬ

mNCä (N03)2 +0,05 +0,05 -0,4

mN Са3(Р04)2 +0,03 40,03

mN СаС12 —0,15 —0,05

znWCaBr2 + 0,05 N винная кислота —0,26 нет зубца —0,46

mN CaBr2 + 0,05 N лимонная кислота —0,26 нет зубца —0,46

Из таблицы видно, что лучшим фоном для амальгамно-полярогра^ фического определения меди в присутствии висмута и свинца является раствор Са Вг2 + 0,05Л/ винной кислоты.

В соответствии с выбранным фоном карбонат кальция растворяется в чистой НВг. Избыток кислоты удаляется выпариванием раствора досуха. Изучена возможность соулетучивания следов меди при выпаривании раствора. Результаты исследований представлены в табл. 4.

Таблица 4

Результаты исследований по выяснению соулетучивания меди

Температура выпаривания, Увеличение глубины анодного зубца от добавки 0,2, Си к анализируемому образу перед выпариванием, мм Увеличение глубины анодного зубца от добавки 0,2 [ Си в электролизер, мм % определения

28 27 96,4

220—230 26 25 96,1

23 24 95,8

26 25 96,3

250—270 27 26 96,3

28 25 89,3

Из таблицы видно, что при изученных температурах соулетучивания меди не наблюдается.-

Нами исследовано влияние потенциала электролиза на глубину анодных зубцов меди и свинца (,рис. 1). Из рис. 1 видно, что при потенциале электролиза—0,5 в (нас. к. э.) достигается максимальная глубина

анодного зубца меди, свинец же восстанавливается в незначительных количествах. Дополнительные опыты показали, что висмут при этом потенциале практически не выделяется на электроде, и, следовательно, не мешает амальгамно-полярографи-ческому' определению меди.

На основании проведенных исследований предлагается следующая методика определения следов меди в карбонате кальция. Навеска 0,5 г карбоната кальция помещается в кварцевый стаканчик, сюда приливается 1,5 мл трижды перегнанной HCl. Полученный раствор выпаривается в выпарительной камере [7] досуха, к сухому остатку бромида кальция добавляется 2 мл 0,05 М 'винной кислоты, в течение 15 минут проводится электролиз при — 0,5 в (нас. к. э.) и поля-рографирование при чувствительности полярографа 3.10 ~9 а/мм.

При разработанных условиях чувствительность методики по трех-сигмовому критерию составляет 6.10 ' %.

По предлагаемой методике были проведены анализы СаС03 высокой чистоты на содержание меди (табл. 5).

Таблица 5

Результаты анализа СаС03 на содержание меди

^'10-5, содержание меди в СаС03 (х—ху

1,5 —0,07 0,0049 Средняя арифметическая:

1,5 1,3 —0,07 +0,13 0,0049 0,0169 14,3 1о" = 1'43-

1,2 1,5 +0,23 —0,07 0.0529 0,0289 Средняя квадратичная ошибка от" дельного измерения:

1,6 —0,17 0,0289 °-20! л лл 0 = То = ' Наиболее возможная ошибка: Д = За =0,02-3 =0,06. Средняя квадратичная ошибка сред него арифметического:

1.6 1,5 1.4 1.5 —0,17 —0,07 +0,03 —0,07 0,0289 0.0049 0,0009 0,0049

14,3 0,201 о 0,02 °0 = Уп =Ую Хист = (1,43 ±0,006). 10-5

252

^ 2

1 Д

>*о д Q о

л

°>7-Ч>эл 8 (нас * г)

Рис. 1. Зависимость глубины анодных зубцов меди и свинца от потенциала электролиза на фоне Са Вг2+0,5 N винная кислота. Кривая 1— для меди; кривая 2—для свинца. Условия опытов: 1. С=0,1 -¡¡мл Си; У=2,5 мл; 5=4-• 10~9 а!мм; т = 10 мин; г = 0,04 см; 1^=333 мв'мин. 2. С = 0,1 -¡¡мл РЬ; У=3 мл; £=8-10~9 а/мм; т=10 мин; г=0,04 см.

Выводы

1. Разработана амальгамно-полярографическая методика определения микроконцентрадий меди в бифосфате кальция. Чувствительность методики 4.10 —7 %.

2. Разраоотана методика определения следов меди в карбонате кальция высокой чистоты. Чувствительность методики 6.10~7 %.

ЛИТЕРАТУРА

1. А. Г. Стромберг, Э. А. Стромберг. Заводская лаборатория, 27, 3, (1961). {

2. А. Г. Стромберг, Э. А. Захарова. Заводская лаборатория, 30, 261, 1964.

3. Л. Г. Б а л е д к а я, М. С. Захаров, X. А. Лельчук. ЖАХ, (в печати).

4. А. А. К а п л и н, М. С. Захаров, А. Г. Стромберг. Сб. Методы анализа химических реактивов и препаратов, 5—6, изд. ИРЕА, М., 92, 1963.

5. В. И. Кулешов, А. Г. Стромберг. Сб. Методы анализа химических реактивов и препаратов, 5—6, изд. ИРЕА, М., 37, 1963.

6. 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, М., 72, 1963.