Спосіб екстракційно-фотометричного визначення алюмінію

Винахід відноситься до аналітичної хімії, а саме до способів екстракційно-фотометричного визначення і може бути використаний для аналізу природніх та промислових об'єктів. Відомо, що для фотометричного визначення алюмінію широко застосовують трикомпонентні системи: іон алюмінію органічний реагент/хромазурол S, еріохромціанін R, сульфохром/-катіонний ПАР (Антонович В.П., Манджагаладзе О.В., Новоселов М.М. Применение поверхностно-активных веществ в фотометрических методах анализа. - Тбилиси: Изд. Тбилисск. ун-та, 1983. - С.111). Недоліком способів є низька селективність і як правило вузький інтервал оптимальної кислотності. Більш селективним є спосіб екстракційнофотометричного визначення алюмінію, який включає в себе утворення змішаного комплексу з 5-бромсаліцилфлуороном та 5,7дібромоксіхіноліном в ізобутанолі та послідуюче фотометрування екстракту (Назаренко В.А., Костенко И.Г., Бирюк Є.А. // Журн. анал. хим. 1979. - Т.34 10. - 1937 - 1942). Недоліком способу є низька чутливість та тривалий час проведення аналізу. Відомі способи екстракційно-фотометричного визначення алюмінію, які базуються на утворенні та екстракції в активні роозчинники трикомпонентних комплексів алюмінію з органічними реагентами (кислотним хром темносинім, пірокатехіновим фіолетовим, алізариновим червоним, еріохром чорним Т) та органічними основами (дифенілгуанідінієм, диметилбензилфеніламонієм, етилтридодециламонієм) та фотометруванням екстрактів (Пилипенко А.Т., Тананайко М.М. Разнолигандные и разнометальные комплексы и их применение в аналитической химии. - М.: Химия, 1983. - С.119). Недоліком способів є низька чутливість та використовують саліциліденгідразон капронової кислоти (СГКК) та основний барвник N,N'диметиліндокарбоціанін (ДІК), екстракцію проводять толуолом при pH 6,9 - 9,8. Відмінною ознакою способу є те, що вперше для визначення алюмінію використовують екстракційну систему: іон металу - органічний реагент - основний барвник. Екстракцію іонного асоціату алюмінію проводять толуолом при pH 6,9 - 9,8 (буферна система оцтова кислота - аміак). Рівновага екстракції встановлюється за 30 секунд і екстракти стійкі протягом доби. В якості екстрагентів для вилучення трикомпонентного комплексу алюмінію досліджені похідні бензолу, ефіри оцтової кислоти, Найбільш повне вилучення іонного асоціату алюмінію з СГКК та ДІК досягається бензолом і толуолом. Внаслідок токсичності бензолу як екстрагент вибраний толуол. В якості комплексоутворювачів досліджені саліциліденгідразони оцтової, масляної, капронової, бензойної, a-нафтойної, нафтілоцтової, n-нітробензойної, оксібензойних та оксінафтойних кислот. Найбільш придатним виявився саліциліденгідразон капронової кислоти (СГКК), для якого характерне максимальне вилучення алюмінію у вигляді трикомпонентного комплексу. Співвідношення компонентів в розчині СГКК - ДІК рівне 1 : 2 : 1. селективність. по -критерію 0,0055мкг/мл Забарвлені екстракти підлягають закону Бера в інтервалі концентрацій алюмінію 0,006 3,24мкг/мл. На основі екстракційної системи - СГКК ДІК можливе 10-кратне концентрування алюмінію. Визначенню алюмінію не заважають лужні та лужноземельні елементи /в тому числі хлориди, сульфати, тіосульфати, 3000-кратні кількості фосфат-іону, 1000-кратні оксалат-іону, 100-кратні нітрат-іону. -елементи утворюють з СГКК комплекси, які не вилучаються у вигляді потрійних сполук. Заважають РЗЕ. 100-кратні кількості фторид-іону маскують бурою, 10000 - кількості та маскують тіосульфатом та 1,10-фенантроліном, що дозволяє безпосередньо визначати алюміній в сплавах. На основі екстракційної системи - СГКК ДІК розроблені методики визначення алюмінію в питтєвій та природніх водах. Відносне стандартне відхилення при визначенні 0,1мкг/мл складає 0,025. Приклад. 3,0мл аналізуємої проби переносять в ділильну воронку, добавляють 2,0мл 0,01М розчину СГКК (в ДМФА), 0,5мл 0,05М розчину тіосульфату натрію, 0,5мл 0,05М розчину 1,10 Заважають З аніонів Найбільш близьким по технічному рішенню та досягаємому результату до даного винаходу є екстракційно-фотометричний спосіб визначення алюмінію, який базується на утворенні та екстракції трикомпонентного комплексу з пірокатехіновим фіолетовим та зефіраміном з послідуючим фотометруванням екстракту (див. Korenaga T., Motomizu S., Toel K., Talanta, 27, 33/1980). Екстракцію проводять хлороформом при pH 9,5. Молярний коефіцієнт поглинання Співвідношення компонентів рівне 1 : 2 : 3. Недоліком способу є низька селективність та тривалий час проведення аналізу. Метою винаходу була розробка більш чутливого, селективного та експресного екстракційно-фотометричного способу визначення алюмінію. Поставлена мета досягається тим, що пропонується спосіб екстракційнофотометричного визначення алюмінію, який включає в себе утворення та екстракцію трикомпонентного комплексу з послідуючим фотометруванням, в якому згідно винаходу, для утворення трикомпонентної сполуки Максимум поглинання толуольних екстраків знаходиться при Молярний коефіцієнт поглинання Границя визначення фенантроліну, 0,5мл 0,001М розчину ДІК, 0,5мл 0,05М розчину бури і доводять до об'єму 10мл буферним розчином (pH 7 - 8). Приливають 3,0мл толуолу і встряхують протягом 30 секунд. Екстракт відділяють, центрифугують і вимірюють оптичну густину при в кюветах з товщиною шару 0,3см відносно холостого досліду. Кількість алюмінію знаходять по калібровочному графіку. На основі даної екстракційної системи розроблені методики експресного визначення алюмінію в сталях, бронзах, латунях та нікельових сплавах. Правильність методик перевірялись аналізом стандартних зразків (М1096х, М1042х, М1904, М446х, С-29а та ін.) з вмістом алюмінію на рівні 0,01 - 0,17%. Відносна похибка визначення складає 3,8% при вмісті алюмінію 0,01%. Приклад. 1,0мл розчину аналізуємого сплаву (0,5г в 100мл або сталі, бронзи або латуні) переносять в ділільну воронку, добавляють 5,0мл 0,01М розчину СГКК (в ДМФА), 0,5мл 0,1М розчину тіосульфату натрію, 2,5мл 0,1М розчину 1,10-фенантроліну, 1,0мл 0,001М розчину ДІК та буфером доводять до об'єму 15мл. Приливають 5,0мл толуолу і встряхують протягом 1 хвилини. Екстракт відділяють, центрифугують і вимірюють оптичну густину в кюветах з товщиною шару 0,5см при відносно холостого досліду. Аналогічно готують холостий дослід, в який вводять 0,2мл насиченого розчину Концентрацію алюмінію знаходять методом добавок (0,2 та 0,4мл 0,0005М розчину алюмінію). Селективність способу досягається специфікою утворення аніонного комплексу з саліциліденгідразоном капронової кислоти, чутливість - використанням основного барвника -диметиліндокарбоціаніна, експресність одноразовою екстракцією толуолом. Розроблений спосіб екстракційнофотометричного визначення алюмінію може бути використаний екологічними лабораторіями для аналізу питтєвих та природніх вод, лабораторіями стандартизації сплавів та заводськими лабораторіями для аналізу сталей, бронз, латуней та нікелевих сплавів.