Р.М.Калонов З.З.Яхшиева
Джиззакский государственный педагогический институт
Аннотация: Разработаны методики экстракционно-амперометрического определения висмута(III) раствором тиосоединений. Предложенные методики применены к анализу бинарных, тройных и более сложных модельных смесей, имитирующих промышленные материалы и природные объекты.
Ключевые слова: висмут, методика, экстракционно-амперометрического определение, тиосоединения
Extraction-amperometric determination of bismuth(III)
R.M.Kalonov Z.Z.Yakhshiyeva
Jizzakh State Pedagogical Institute
Abstract: Methods for the extraction-amperometric determination of bismuth(III) with a solution of thio compounds have been developed. The proposed methods are applied to the analysis of binary, ternary and more complex model mixtures that imitate industrial materials and natural objects.
Keywords: bismuth, method, extraction-amperometric determination, thio compounds
Актуальность проблемы. Ввиду того, что висмут [1] в природных материалах обычно сопутствует платиновым металлам, поэтому возникла необходимость в изучении уровня его распространения в природе [2] для решения важных геохимических, народнохозяйственных и других проблем, что в свою очередь требует разработки методов определения в большом числе разнообразных и сложных по составу материалах металлургического производства, хвостах, стандартных образцах, ювелирных изделиях, электронной технике и органических объектах, содержащих висмут.
Главным этапом при проведении анализа является [3] разрушение экстрагированного комплекса висмута(III) и избытка экстракционного реагента сильным окислителем, причем он должен достаточно быстро и полно
разрушать экстрагированный комплекс, но ни сам при этом, и ни продукты его восстановления не должны взаимодействовать с органическим реагентом и титруемым катионом, а также не участвовать в электродных процессах.
Экспериментальная часть
Экстракция висмута(III) дитизоном и последующее его титрование. Дифенилтиокарбазон (дитизон) нами применен в качестве органического реагента для экстракционного отделения висмута [4]. Он применяется в чистом виде, растворенном в смеси неводных инертных (апротонных) растворителей CHCl
3 и CCl
4.
Нами разработан новый гибридный экстракционно-амперометрический метод определения висмута(III) тиосоединением,
сущность которого заключалась в четырехкратном его экстрагировании CHCl
3 раствором дифенилтиокарбазона в кислой среде (0,5-1,0 М НCl), а также разрушении небольшого избытка экстракционного реагента и дитизонатного комплекса висмута(III) сильным окислителем (хромовый ангидрид, перманганат калия, пероксид водорода) и последующем его амперометрическим титрованием раствором тиомочевины.
Результаты и их обсуждение
К аликвоте анализируемого раствора, содержащей 5-25 мкг висмута(III), добавляют дитизон (ДТЗ), растворенный в смеси хлороформа и тетрахлорметана, неоднократно взбалтывают в делительной воронке в течение 10-25 мин. После разделения фаз экстракт, содержащий комплекс висмута(III) и избыток экстракционного реагента, которые разрушают при небольшом нагревании с хромовым ангидридом или пероксидом водорода, причем первоначальная окраска экстракта быстро исчезает (остается лишь очень слабая окраска, обусловленная избытком хромового ангидрида или продуктом его восстановления). После охлаждения анализируемого раствора до комнатной температуры к нему добавляют 2 мл универсального буфера Бриттона- Робинсона (рН 2,62) и титруют 0,001-0,1 М раствором тиомочевины, в зависимости от концентрации висмута(III) в анализируемой пробе, при разности потенциалов (∆Е), на индикаторных электродах, равной 0,75 В. Точку эквивалентности устанавливают экстраполяцией прямолинейных участков кривых амперометрического титрования, до их взаимного пересечения.
Экстракция фенилтиомочевинного комплекса висмута(III) и последующее его титрование раствором тиомочевины: к аликвоте анализируемого раствора, содержащей 5-20 мкг висмут(III), добавляют 2 % этанольный раствор фенилтиомочевины (ФТМЧ), прибавляя 0,5-1,0 мл СНCl
3 и неоднократно взбалтывают в делительной воронке в течение 1-5 мин. Экстракт с золотом окрашен в желтый цвет. После разделения фаз экстракт разрушают при
нагревании с KMnO
4, причем первоначальная окраска экстракта быстро исчезает (остается лишь очень слабая окраска, обуславливаемая избытком KMnO
4 или продуктами его восстановления). После охлаждения анализируемого раствора до комнатной температуры в колбу (25 мл) отбирают аликвоту исследуемой пробы (2-5 мл), добавляют 2 мл универсальный буфера Бриттона-Робинсона (рН 2,62) и титруют 0,001-0,1 М раствором тиомочевины в зависимости от концентрации золота в анализируемом растворе при разности потенциалов (∆Е), равной 0,75 В.
В таблице 1 приведены результаты влияния различных по природе сильных окислителей нарезультаты гибридного экстракционно- амперометрического определения золота раствором тиомочевины
Таблица 1 Результаты по изучению влияния различных по природе сильных окислителей
на экстракционно-амперометрическое определение 5 мкг висмута (III)
—
раствором тиомочевины (Р = 0,95;
X ± ΔХ)
| Природа и концентрация окислителей, М |
Найдено, Ме, мкг |
n |
S |
S |
| CrO3-(0,1) |
2,0 мл |
4,98 ± 0,07 |
4 |
0,06 |
0,009 |
| H2О2-(10,0) |
5,0 мл |
5,04 ± 0,03 |
5 |
0,03 |
0,006 |
| KMnO4-(0,2) |
2,0 мл |
4,88 ± 0,10 |
4 |
0,06 |
0,012 |
| HClO4-(1,7) |
1,0 мл |
5,10 ± 0,14 |
4 |
0,09 |
0,018 |
Из данных таблицы можно заключить, что наилучшие результаты получаются c помощью 10,0 М пероксиде водорода, поскольку при его разложении образуются вода и кислород, а затем на 0,1 М растворе хромового ангидрида, поскольку по сравнению с остальными применяемыми для разрушения окислителями в анализируемых средах он является сильнейшим.
В целях установления степени разрушения образованного комплекса и избытка экстракционного реагента, соответственно и получения точных характеристик гибридных экстракционных методик в таблице 2 приведены результаты титрования висмута(III) раствором тиомочевины в различных модельных бинарных, тройных и более сложных смесях после его экстракционного отделения.
Таблица 2 Результаты гибридного экстракционно-амперометрического определения
|
Экстра- гирующий
реагент |
Состав анализируемой смеси и концентрация ее компонентов, мкг |
Найдено металла, мкг |
n |
S |
Sr |
|
|
висмута(III) раствором тиомочевины в модельных бинарных, тройных и более сложных смесях (ΔЕ = 0,75 В; Р = 0,95;
x ± ΔХ)
|
ДТЗ |
Bi(4,0) + Mо (20,0); |
4,09±0,13 |
4 |
0,08 |
0,019 |
| Bi (10,5)+Tе(12,5)+Mn(10,0); |
10,46±0,18 |
5 |
0,17 |
0,016 |
| Bi (10,0)+Cd(20,0)+Th(8,0)+Ni(10,0); |
10,14±0,32 |
5 |
0,30 |
0,030 |
|
Bi (10,5) + Cd(5,0) + Al(5,0) +
+ Re(8,0) + Au(1,45); |
10,59±0,65 |
4 |
0,37 |
0,022 |
|
Bi (16,0) + Mo(8,0) + La(5,0) +
+Pt(14,0)+Cd(5,0)+Rh(100,5); |
15,89±1,09 |
4 |
0,63 |
0,030 |
|
Bi(4,5)+Ni(2,0)+Mo(4,0)+Fe(5,0)+ +Th(4,0)+Re(5,0)
+ Pt(1,0); |
4,28±0,93 |
5 |
0,46 |
0,020 |
|
ФТМЧ |
Bi (4,0) + Mо (10,0); |
4,09±0,21 |
4 |
0,12 |
0,029 |
| Bi (6,0) + Tе (2,5) + Mn (10,0); |
6,06±0,54 |
5 |
0,27 |
0,032 |
| Bi (10,0)+Cd(10,0)+Th(14,0)+Ni(1,13) |
10,94±0,60 |
5 |
0,30 |
0,023 |
|
Bi (16,5)+Cd(5,0)+Al(5,0)+
+Re(8,0)+Au(10,45); |
10,59±0,65 |
4 |
0,37 |
0,022 |
|
Bi (10,0)+Mo(10,0)+La(5,0)+
+ Au (14,0)+Cd(5,0)+Rh(100,5); |
10,89±1,09 |
4 |
0,63 |
0,030 |
|
Bi (4,5)+Ni(5,0)+Mo(8,0)+Fe(5,0)+
+Th(14,0)+Re(7,0) + Pt(12,0). |
4,08 ± 0,93 |
5 |
0,46 |
0,020 |
Как видно из данных таблицы, разработанные методики амперометрического титрования висмута(III) раствором тиомочевины в различных модельных бинарных, тройных и более сложных смесях после его экстракционного отделения отличаются высокой точностью и весьма хорошей избирательностью.
На основании проведенных экспериментов по оптимизации условий титрования висмута(III) в его индивидуальном состоянии, а также для получения оптимальных оценок селективности титрования в бинарных, тройных и более сложных смесях были разработаны методики амперометрического титрования ионов висмута раствором тиомочевины в различных промышленных материалах и природных объектах.
Из полученных результатов видно, что висмут(III) вполне можно оттитровать в рудах, сплавах, хвостах, шламах, припоях и других материалах, что позволяет предположить о применимости разработанных амперометрических методик определения висмута(III) раствором тиомочевины к анализу реальных промышленных материалов и природных объектов.
Использованная литература
- Химическая энциклопедия. //-М.: Большая Российская энциклопедия. Т-3. С.1127.
- Лурье Ю.Ю.. Справочник по аналитической химии. // -М.:Химия.1979 С.230
- Коренман Я.И. Практикум по аналитической химии. Электрохимичес- кие методы анализа. // — М.: Колос. С. 232.
- Yakhshieva Z The conditions for amperometric titration of the Ag (I) ion with sulfur-containing reagents. // Universia Chemistry and Biology. Electronic scientific — 2016. №4 (22).
- Яхшиева З.З., Жураева Л.К., Рахимбердиева Г.У. Некоторые аспекты применимости тиомочевины при амперометрическом титровании платины. // Хим. и химич. технол.. Ташкент.- №4. — С. 72-73.
- Яхшиева З.З., Яхшиева М.Ш., Эшонкулов Э.А. Оптимизация условий титрования золота раствором амида изотиоугольной кислоты. //.Вестник НУУз.
— 2015. № 3/2. — С. 266-270.
- Яхшиева З.З. Амперометрическое титрование иона Pd(II) растворами ДДТКNa и (ДДТК )2Рb. // Вестник НУУз. — №1. — С.310-312.
