Подбор маркера для нормализации сигнала при анализе Sn(II) в водных растворах методом РФА Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

З. Т. Динь, С. А. Бахтеев, Р. А. Юсупов

ПОДБОР МАРКЕРА ДЛЯ НОРМАЛИЗАЦИИ СИГНАЛА ПРИ АНАЛИЗЕ вп(11) В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ МЕТОДОМ РФА

Ключевые слова: рентгенофлуоресцентный анализ, сульфат олова, тетра гидрата хлорид марганца (II), вода.

Разработана методика количественного анализа Бп(іі) в водных растворах методом рентгеновской флуоресценции с многократным внутренним отражением и использованием МпСІ2»4Н20, Сбі2 для нормализации сигналов Sn(II). При концентрациях Sn(II) менее 10-3 моль/л предложено применение в качестве репера МпСІ24Н20 вследствие отсутствия взаимного влияния на аналитические сигналы и отсутствия примеси Sn(II) в исходном реактиве.

Keywords: X-ray fluorescence analysis, ,cadmium sulphide, Manganese(II) Chloride Tetrahydrate, water.

Technique for quantitative analysis of concentration Sn(II) in aqueous solution was developed by method of X-ray fluorescence with multiple internal reflection and using MnCl2*4H2O, CdI2 for standardization of signal Sn(II). With concentration Sn(II) lower than 10'3M, it is necessary to use in quality of internal standard MnCl24H2O because of absence of interference on analytical signal and absence of impurity Sn(II) in original reagent MnCl24H2O.

Введение

Исследования по оптимизации синтеза тонких пленок оксида олова и халькогенидов металлов [1-4] требуют наличия экспрессных и экономичных методик измерения концентраций ионов металлов в водных растворах в широком диапазоне концентраций. В диапазоне концентраций Sn(II) менее 10-3 моль/л применение в качестве репера CdI2 затруднено из-за наличия примеси Sn(II) в данной соли (CSn(N) = 0.04%), а также подавления сигнала Sn(II) вследствие присутствия атомов Cd.

Экспериментальная часть

Оборудование

1. Автоматическая микропипетка объемом 0,50-5,00 мл;

2. Стаканы с меткой объемом 500 мл, 1000 мл.

3. Магнитная мешалка ММ 1.

4. Весы аналитические марки OHAUS Adventurer Pro AV264.

5. Рентгенофлуоресцентные спектрометры

марок СУР-02 «Реном ФВ» и S2 PICOFOX.

Реактивы

1. SnSO4 (ч), ТУ 2623-033-00205067-2003.

2. CdI2 (чда), ГОСТ 8421-57

3. MnCl2.4H2O (ч), ГОСТ 612-75 Растворы

1. SnSO4

2. CdI2

3. MnCl2

4. Дистиллированная вода

5. Дистиллированная дегазированная вода

Построение градуировочного графика с использованием репера Cd(II)

Для построения градуировочного графика готовили растворы SnSO4 со следующими концентрацииями (моль/л):

Для первой серии: 0,00100; 0,000800; 0,000600; 0,000300; 0,000100.

Для второй серии: 0,00100; 0,000900; 0,000800; 0,000700; 0,000600; 0,000500; 0,0004; 0,0003; 0,0002; 0,0001.

Для третьей серии: 0,00112; 0,000892; 0,000669; 0,000446; 0,000223.

Для четвёртой серии: 0,000956; 0,000743;

0,000531; 0,000319; 0,000106; 0.

Для приготовления раствора навеску йодистого кадмия (СС12) растворяли в дистиллированной воде в мерной колбе в соответствии с табл.1. После этого брали аликвоту градуировочного раствора 5,0 мл и смешивали с 10,0 мл аликвоты раствора внутреннего стандарта. С помощью автоматической пипетки отбирали 5.0 мкл этой смеси и наносили каплю на кювету для РФА с внешней стороны по методике, описанной в [4].

Таблица 1 - Рецептура приготовления раствора С^ІІ)

Объём дистиллированной воды, мл Масса С^2, г Концентрация С^П), моль/л

Первая серия

250 0,9156 0,010

Вторая серия

250 0,9207 0,010

Третья серия

100 0,3753 0,010

Четвёртая серия

100 0,0376 0,001

После анализа методом рентгеновской флуоресценции с многократным внутренним отражением с помощью прибора 82 РГСОБОХ получены данные, представленные на рис.1 - 2. Из рисунка 1 видно, что в диапазоне малых концентраций Бп(11) (10-3-10-4 моль/л) существует зависимость аналитического сигнала 8п(11) от концентрации СС(11) (ССс|(||)=0.01моль/л). При малой концентрации СС(11) (ССС(||)=0.001моль/л) и в

диапазоне малых концентраций Бп(11) (10-3-10-4

моль/л) заметен сигнал примеси Бп(||) в веществе Сс|2 (рис.2).

Рис. 1 - Зависимость приведенного сигнала 8п(П) от концентрации 8п(!!)при концентрации репера ССа(11) =0.01моль/л

Рис. 2 - Зависимость приведенного сигнала 8п(!!) от концентрации 8п(!!) при концентрации репера Ссь(И)=0.001 моль/л

Построение градуировочного графика с использованием репера Мп(!!)

Растворы 8п8О4 готовили аналогично по описанной выше методике следующих концентрациий (моль/л): 0,000928; 0,000722;

0,000515; 0,000309; 0,000103;0.

Для приготовления раствора Мп(11) навеску

0,1984 г хлорида марганца (МпС12*4Н20) растворяли в дистиллированной воде в мерной колбе объемом 100 мл (СМп(||)=0,010 моль/л). После этого аликвоту градуировочного раствора 5,0 мл смешивали с 10,0 мл раствора внутреннего стандарта. С помощью автоматической пипетки отбирали 5.00 мкл этой смеси и наносили каплю на кювету для РФА с внешней стороны [4].

После анализа методом рентгеновской флуоресценции с многократным внутренним отражением с помощью прибора 82 РГСОБОХ получен график, представленный на рис.3.

О

■■ - О- ■■ ■: 6

О :

0

: 0 :

: : О

: : О

3 §

0,0001 0,0002 0,0003 0,0004

Рис. 3 - Зависимость приведенного сигнала 8п(!!)от концентрации 8п(!!) при концентрации репера СМп(и) = 0.01 моль/л

После отброса промахов мы получили градуировочной график определения концентрации Эп(||) в диапазоне 10-3-10-4 моль/л в зависимости от приведенных сигналов Бп(||) (рис.4). По этому графику видно, что вещество МпС12.4Н2О содержит очень малое количество олова, которое не влияет на аналитический сигнал Бп(||) в указанном диапазоне концентрации Бп(||).

Рис. 4 - Градуировочный график определения

концентрации 8п(!!) в диапазоне 10-3-10-4 моль/л в зависимости от приведенных сигналов 8п(!!)

Заключение

Разработана методика количественного анализа Бп(||) в водных растворах методом рентгеновской флуоресценции с многократным внутренним отражением и использованием МпС12»4Н2О, С^2 для нормализации сигналов Бп(||) В связи с отсутствием взаимного влияния на аналитические сигналы и отсутствия примесей Бп(||) при аналитических определениях предложено использование в качестве репера МпС124Н2О.

Литература

1. Юсупов Р.А., Бахтеев С.А. Расчет областей выделения твердых фаз в системах ион металла - вода -комплексообразующий агент // Журн. физ. химии. -

2009. -Т.83.- №12.- С.2395-2397.

2.Юсупов Р.А., Бахтеев С.А., Смердова С.Г. Расчет областей существования осадков в системах ион металла - Н2О - комплексообразующий агент с учетом растворимости интермедиатов // Журн. физ. химии.-

2010.- Т.84.- №7.- С.1391-1393.

3.Юсупов Р.А., Бахтеев С.А., Гатиятуллин И.Р. Методика выполнения измерений концентрации серебра в технологических водах предприятий //

Вестник Казанского технологического университета. -

2011.- №19. С.306-308.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках в рамках государственного задания и федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 -2013 годы» по госконтракту 16.552.11.7012.

© З. Т. Динь - асп. каф. аналитической химии, сертификации и менеджмента качества КНИТУ; С. А. Бахтеев - канд. хим. наук, асс. той же кафедры, 8а1(1-ЪаЬ@уап(1ех.т; Р А. Юсупов - д-р хим. наук, проф. той же кафедры, ушироуга1'@уаш1ех.т.