Спосіб фотометричного визначення концентрації йодат- і перйодат-іонів у розчині при сумісній присутності

Номер патенту: 55782

Опубліковано: 27.12.2010

Автори: Тішакова Тетяна Станіславівна, Дрозд Анатолій Васильович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб фотометричного визначення концентрацій йодат- та перйодат-іонів у розчині при сумісній присутності, який включає приготування реактивної суміші, що містить розчини сульфатної кислоти, йодиду калію, діамантового зеленого, відновлювання йодат- або перйодат-іонів до йод-йодидних комплексів, після додавання порції проби розчину йодат- та перйодат-іонів, що аналізують, екстракцію іонних асоціатів йод-йодидних комплексів з органічним катіоно-барвником діамантовим зеленим в органічний розчинник, вимірювання світлопоглинання іонних асоціатів йод-йодидних комплексів з катіоно-барвником , який відрізняється тим, що перед екстракцією реактивну суміш, з доданою порцією проби розчину йодат- та перйодат-іонів, що аналізують, нагрівають до температури 70-80 °С; крім того, таку ж саму порцію проби розчину йодат- та перйодат-іонів, що аналізують, піддають редокс-реакціям перетворення перйодат-іонів в йодат-іони електрохімічним шляхом, з подальшим відновлюванням йодат-іонів до йод-йодидних комплексів, проведенням екстракції іонних асоціатів, вимірюванням світлопоглинання іонних асоціатів йод-йодидних комплексів з катіоно-барвником  та розраховують концентрації йодат-іонів  і перйодат-іонів  у розчині, що аналізують, шляхом розв'язання системи рівнянь:

 (1),

де  - молярний коефіцієнт поглинання іонних асоціатів йод-йодидних комплексів з катіоно-барвником;

* - об'єм органічної фази;

* - об'єм водної фази.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при приготуванні розчину реактивної суміші та розчинів усіх реактивів як розчинник використовують азотовану бідистильовану воду, яку отримують шляхом насичення бідистильованої води газоподібним азотом.

Текст

Дивитися

1. Спосіб фотометричного визначення концентрацій йодат- та перйодат-іонів у розчині при сумісній присутності, який включає приготування реактивної суміші, що містить розчини сульфатної кислоти, йодиду калію, діамантового зеленого, відновлювання йодат- або перйодат-іонів до йодйодидних комплексів, після додавання порції проби розчину йодат- та перйодат-іонів, що аналізують, екстракцію іонних асоціатів йод-йодидних комплексів з органічним катіоно-барвником діамантовим зеленим в органічний розчинник, вимірювання світлопоглинання іонних асоціатів йодйодидних комплексів з катіоно-барвником A 1 , який відрізняється тим, що перед екстракцією реактивну суміш, з доданою порцією проби розчину йодат- та перйодат-іонів, що аналізують, нагрівають до температури 70-80 °С; крім того, таку ж саму порцію проби розчину йодат- та перйодат-іонів, що аналізують, піддають редокс-реакціям перетворення перйодат-іонів в йодат-іони електрохімічним шляхом, з подальшим відновлюванням йодат-іонів до йод-йодидних комплексів, проведенням екстракції іонних асоціатів, вимірюванням світлопоглинання іонних асоціатів йод-йодидних комплексів з катіоно-барвником A 2 та розраховують концент Корисна модель належить до сфери фізикохімічних вимірів, і може знайти застосування в хімічному аналізі, зокрема, при моніторингу йодвмістних аніонів у навколишньому середовищі, при визначенні йодвмістних аніонів як мікродомішок у різних об'єктах. В роботі [Т. Cherian, В. Narayana. A facile spectrophotometric method for the determination of iodate in table salt using new chromogenic reagents. // S.Afr. J. Chem. - 2007. - V. 60. - p. 8-10] запропонували швидкий спектрофотометричний спосіб для визначення йодат-іону з використанням хромогенних реагентів. Спосіб базується на реакції йодат-іону з йодидом калію з утворенням йоду, що обезбарвлює фіолетове забарвлення тіонину або азуру В. Порівнюють власне поглинання йодйодидного комплексу та поглинання йодйодидного комплексу з хромогенними агентами. Зменшення значення світлопоглинання при відповідних довжинах хвиль пропорційно початковій концентрації йодат-іонів. Цей спосіб було вдало використано для визначення йодат-іону у кухонній солі, але він характеризується низькою чутливістю. Так, коефіцієнт молярного поглинання для тіонину та азуру В складає 27000 дм3/моль·см та 20600 дм3/моль·см, відповідно. Відомий спектрофотометричний спосіб для визначення йодат-іону з використанням метилено рації йодат-іонів c IO 3 і перйодат-іонів c IO 4 у розчині, що аналізують, шляхом розв'язання системи рівнянь: A1 V орг.ф. A2 V в.ф. V орг.ф. V в.ф. 4с IO 4 3c IO 3 3 c IO 4 с IO 3 , (1), де - молярний коефіцієнт поглинання іонних асоціатів йод-йодидних комплексів з катіонобарвником; (13) 55782 (19) UA (11) V в.ф. - об'єм водної фази. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при приготуванні розчину реактивної суміші та розчинів усіх реактивів як розчинник використовують азотовану бідистильовану воду, яку отримують шляхом насичення бідистильованої води газоподібним азотом. U V орг.ф. - об'єм органічної фази; 3 55782 4 вого голубого, у якості хромогенного агенту, опиасоціатів йод-йодидних комплексів з катіоносаний в роботі [Narayana В., Pasha С, Cherian Т., барвником. Mathew M. Spectrophotometric method for the Недоліками цього способу є те, що при аналізі determination of iodate using methylene blue as a розчинів, що містять йодат та перйодат-іони кінцеchromogenic reagent. // Bulletin of Chemical Society вий результат отримують в перерахунку на один з of Ethiopia. - 2006. - V. 20. - № 1. - p. 143-147]. Осаніонів, при чому при використанні цього способу новою цього способу також є реакція утворення результат містить систематичну похибку відносно йоду при взаємодії йодат-іонів з йодидом калію у сумарної концентрації. У способі-прототипу також кислому середовищі та обезбарвлення синього не вирішується задача визначення концентрації кольору метиленового голубого й вимір зменшенйодат та перйодат-іонів при їх сумісній присутності ня у світлопоглинанні метиленового голубого при у розчині, що аналізують. 665,6 нм. Це зменшення пропорційне концентрації В основу корисної моделі поставлено задачу йодат-іону. Спосіб також відрізняється низькою удосконалення способу фотометричного визначення концентрації йодат- або перйодат-іонів, у чутливістю =12400 дм3/моль см. якому за рахунок створення нової сукупності ознак Відомий спектрофотометричний спосіб визнабула б досягнута можливість окремого визначення чення йодат-іону у кухонній солі, що описаний в концентрації йодат та перйодат-іонів при їх сумісроботі [Rosa Lina G.N.P. Silva, Fernando de Olivera, ній присутності у розчині, що аналізують. E.A. Neves. Spectrophotometric determination of Поставлена задача у способі-прототипі здійсiodate in table salt. // J. Braz. Chem. Soc. - 1998. - V. нюється за рахунок, приготування реактивної су9. - № 2. - p. 171-174], який також базується на міші, що містить розчини сульфатної кислоти, йореакцій йодат-іонів з йодидом у присутності фосдиду калію, діамантового зеленого, відновлювання форної кислоти з утворенням трийодиду та вимірі йодат- або перйодат-іонів до йод-йодидних комвласного поглинання йод-йодидного комплексу плексів, після додавання порції проби розчину йопри 288 нм та при 352 нм. Коефіцієнти молярного дат- та перйодат-іонів, що аналізують, екстракції поглинання складають 73200 дм3/моль см та 3 іонних асоціатів йод-йодидних комплексів з органі110300 дм /моль см для 352 та 288 нм, відповідно чним катіоно-барвником діамантовим зеленим в при 22 °С. Межа визначення складає органічний розчинник, вимірювання світлопогли2,0 10-7моль/дм3 для йодат-іону. нання іонних асоціатів йод-йодидних комплексів з Відомий зворотній проточно-інжекційний спеккатіоно-барвником А1 згідно з корисною моделлю трофотометричний спосіб визначення йодат-іону перед екстракцією реактивну суміш, з доданою та йодид-іону у кухонній солі, що описаний у робопорцією проби розчину йодат- та перйодат-іонів, ті [Zhihai Xie, Jingchan Zhao. Reverse flow injection що аналізують, нагрівають до температури 70spectrophotometric determination of iodate and iodide 80°С; крім того, таку ж саму порцію проби розчину in table salt // Talanta. - 2004. - V. 63. - № 2. -p. 339йодат- та перйодат-іонів, що аналізують, піддають 343]. Спосіб також базується на реакції утворення редокс-реакціям перетворення перйодат-іонів в три йодиду при взаємодії йодат-іонів з надлишком йодат-іони електрохімічним шляхом, з послідуюйодиду у кислому середовищі, вимірі власного чим відновлюванням йодат-іонів до йод-йодидних поглинання трийодиду при 351 нм. Світлопогликомплексів, проведенням екстракції іонних асоціанання прямо пропорційно пов'язане з концентрацітів, вимірюванням світлопоглинання іонних асоціаєю йодат-іонів. Діапазон визначення цього способу -7 -5 3 тів йод-йодидних комплексів з катіоно-барвником складає 1 10 - 1,7 10 моль/дм . А2 та розраховують концентрації йодат-іонів Відомий спектрофотометричний спосіб визначення йодат- та перйодат-іонів, що базується на c IO 3 і перйодат-іонів c IO 4 у розчині, що аналіекстракції іонної пари перйодат - тетраметиламозують, шляхом розв'язання системи рівнянь: нія йодид при рН 4 у хлороформ та вимірі світлоA 1 V орг.ф. поглинання екстракту при 509, 358 нм та 288 нм 4с IO 4 3c IO 3 [M.S. El-Shahawi, F.A. Al-Hashemi. V в.ф. (1) Spectrophotometric determination of periodate or A 2 V орг.ф. iodate ions by liquid-liquid extraction as an ion-pair 3 c IO 4 с IO 3 , using tetramethylammonium iodide. // Talanta. - 1996. V в.ф. - V. 43. - №12. - p. 2037-2043]. де - молярний коефіцієнт поглинання іонних Найбільш близьким по технічній сутності та асоціатів йод-йодидних комплексів з катіонорезультату до способу, що заявляється, є спосіб барвником; фотометричного визначення йодат- або перйодатVoрг.ф. - об'єм органічної фази; іонів з катіоно-барвником діамантовим зеленим Vв ф. - об'єм водної фази. [Уильямс У.Дж. Определение анионов: СправочДля зменшення світлопоглинання екстракту з ник. Пер. с англ. - М.: Химия, 1982- 624 с.], який холостого досліду реакцію утворення йодвключає приготування реактивної суміші, що місйодидних комплексів та екстракцію їх з діамантотить розчини сульфатної кислоти, йодиду калію, вим зеленим проводять в середовищі азоту, роздіамантового зеленого, відновлювання йодат- або чини готують на азотованій бідистильованій воді, перйодат-іонів до йод-йодидних комплексів, після яку отримують шляхом насичення бідистильованої додавання порції проби розчину йодат- та перйоводи газоподібним азотом. В результаті забезпедат-іонів, що аналізують, екстракцію іонних асоціачується визначення концентрацій йодат-іону та тів йод-йодидних комплексів з органічним катіоноперйодат-іону окремо та з високою чутливістю. барвником діамантовим зеленим в органічний розчинник, вимірювання світлопоглинання іонних 5 55782 6 Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю Приклади конкретної реалізації представлені істотних ознак корисної моделі і технічним резульнижче. татом, що досягається, полягає в тім, що послідоПриклад 1. Визначення концентрації йодат та вне відновлення та окислення йодат- та перйодатперйодат-іонів на модельних розчинах. іонів забезпечує вимірювання сумарного світлопоПідготували вихідні розчини йодату та перйо-2 3 глинання, в якому внесок перйодат-іону в утворендату калію концентрацією 1 10 моль/дм . ня іонних асоціатів йод-йодидних комплексів, що Приготували модельні суміші (суміш № 1 - суотримані в надлишку йодиду, змінюється. міш № 4), вміст йодат- та перйодат-іонів у яких При цьому на платиновому електроді протіканаведено в табл. 1. ють наступні процеси: Модельні суміші готували у мірній колбі місткіВідновлення перйодат-іону до йодиду йодатстю 100 см3 змішуванням необхідних об'ємів розіону до йодиду: чинів йодату калія, перйодату калію та 10 см3 1 + ІО4 +8Н +8е І +4Н2О моль/дм3 H2SO4, доводили до мітки бідистильованою водою, насиченою газоподібним азотом. Ю3-+6Н++6е- І-+3Н2О Для приготування реактивної суміші змішуваі наступне окислювання йодид-іонів до йодатли 10 см3 діамантового зеленого, 2 см3 сульфатної іонів: кислоти концентрацією 1 моль/дм3, 10 см3 йодиду І-+3Н2О-6е- ІО3-+6Н+ калію концентрацією 2 10-3 моль/дм3 у хімічному При цьому забезпечується визначення концестакані. Реактивну суміш переносили у мірну колнтрацій двох аніонів при сумісній присутності. бу, вводили порцію проби розчину суміші йодат- та Перед екстракцією іонних асоціатів до аналіперйодат-іонів, що аналізують, в об'ємі Vв.ф.=85 зованого розчину додають надлишок йодиду, насм3, закривали пробкою, гріли протягом 1 хвилини грівають розчин до температури 70-80 °С. При при температурі 70-80 °С та охолоджували до кімцьому в розчині протікає такий процес: натної температури. Остиглий розчин переносили 8І-+ІО3-+6Н+ 3І3-+3Н2О у ділильну лійку, вводили 20 см3 чотирихлористого Йод-йодидний комплекс, що утворився, взаєвуглецю, насичували азотом протягом 2 хв. та ексмодіє з катіоно-барвником. Концентрації йодаттрагували протягом 3 хв. Через 10-15 хв. органічну іону і перйодат-іону знаходять рішенням системи фазу фільтрували та переносили у мірну колбу рівнянь виду (1). місткістю Vорг.ф.=50 см3. Проводили ще 2 послідовУ такий спосіб досягається результат рішення ні екстракції порціями чотирихлористого вуглецю поставленої задачі, тобто даний спосіб дозволяє по 15 см3 кожна та збирали відфільтровані екстравизначити концентрацію кожного з іонів, йодат-іону кти, доводили об'єм у колбі до мітки, перемішувата перйодат-іону, при сумісній присутності у розли та вимірювали світлопоглинання при довжині чині. хвилі 645 нм у кюветах з товщиною поглинаючого Спосіб здійснюють наступним чином. шару 1 см. Для визначення концентрації йодат та перйоПроводили редокс-реакції з другою порцією дат-іонів відбирають дві порції проби з розчину проби розчину модельної суміші, шляхом електройодат та перйодат-іонів, що аналізують. хімічного відновлення при потенціалі 0,25 В відноДо першої порції проби розчину, що аналізусно насиченого хлор-срібного електроду порівнянють, додають надлишок йодид-іонів, після доданя протягом 60 хв., потім переключали потенціал вання барвника у середовищі сульфатної кислоти на значення 1,1 В та проводили електрохімічне іонні асоціати йод-йодидного комплексу з діаманокислення розчину, що аналізують протягом 60 хв. товим зеленим екстрагують у неполярний розчинПодальшу обробку отриманого розчину, екстракник чотирихлористий вуглець (ССl4) та вимірюють цію та виміри проводили, як описано вище, викосвітлопоглинання іонних асоціатів йод-йодидних ристовуючи усю порцію проби розчину після елеккомплексів з катіоно-барвником А1 (максимум при тролізу. довжини хвилі 645 нм). За наведеною послідовністю проводили виміУ другій порції проби розчину, що аналізують, рювання світлопоглинання з холостого досліду А0, проводять електрохімічне відновлення йодат-іонів значення якого дорівнювало 0,070. та перйодат-іонів при потенціалі 0,25 В протягом Описану послідовність процедур виконали для однієї години. Потім проводять окислення продуккожної з сумішей. тів до йодат-іону при потенціалі 1,1 В протягом Результати виміру світлопоглинання іонних однієї години. Після електрохімічного перетворенасоціатів йод-йодидних комплексів з катіононя додають надлишок йодиду калію. Йодат-іон барвником аналізованих розчинів сумішей (після взаємодіє з йодидом калію з утворенням йодвіднімання значення світлопоглинання з холостого йодидних комплексів, що екстрагуються з діамандосліду) до проведення редокс-реакцій А1 та після товим зеленим у ССl4 та вимірюють світлопоглиА2 наведені в табл. 1 нання іонних асоціатів йод-йодидних комплексів з Отримані дані необхідні для рішення системи катіоно-барвником А2. рівнянь (1). Проводять розрахунки і визначають концентрації йодат та перйодат-іонів у досліджуваному розчині. 7 55782 8 Таблиця 1 № суміші 1 2 3 4 Склад суміші (введено) с(КIO3) 10-6, моль/дм3 с(КIO4) 1,00 2,00 0,50 1,00 Молярний коефіцієнт поглинання іонного асоціату йод-йодидного комплексу складає 52000дм3/моль см. 10-6, моль/дм3 1,00 1,00 2,00 3,00 А1 А2 0,560 0,862 0,849 1,052 0,481 0,781 0,671 0,794 Далі розраховували концентрації йодат- та перйодат-іонів у модельних сумішах за рівнянням (1), результати визначення наведені в табл.2. Таблиця 2 № суміші 1 2 3 4 с(IO4-) 10-6, моль/дм3 0,90 0,92 2,02 2,93 Екстракцію іонних асоціатів першої порції кожного модельного розчину проводили без нагрівання реактивної суміші. Світлопоглинання при аналізі сумішей йодат- і перйодат-іонів отримали такі: для суміші № 2 - А1=0,825, А2=0,765; для суміші № 4 відповідно А1=1,021, А2=0,779. Світлопоглинання при аналізі сумішей йодатта перйодат-іонів з використанням нагрівання реакційної суміші наступні: для суміші № 2 визначено ,% -10 -8 1 -2 с(IO3-) 10-6 моль/дм3 0,95 2,06 0,52 1,06 ,% -5 3 -4 6 А1=0,862, А2=0,781; для суміші № 4 – А1=1,052, А2=0,794. При розрахунку концентрацій йодат- та перйодат-іонів у суміші при рішенні системи рівнянь (1), використовуючи значення світлопоглинань екстрактів іонних асоціатів без нагрівання реактивної суміші отримали концентрації, наведені в табл. 3. Таблиця 3 № суміші 2 4 Введено с(КIO3) 10-6 моль/дм3 с(КIO4) 10-6 моль/дм3 2,00 1,00 1,00 3,00 При розрахунку концентрацій йодат- та перйодат-іонів у суміші при рішенні системи рівнянь (1), використовуючи значення світлопоглинань Визначено с(КIO3) 10-6, моль/дм3 с(КIO4) 10-6, моль/дм3 2,22 0,68 0,12 2,76 екстрактів іонних асоціатів з нагріванням реактивної суміші отримали концентрації, наведені в табл. 4. Таблиця 4 № суміші 2 4 Введено с(КIO3) 10-6 моль/дм3 с(КIO4) 10-6 моль/дм3 2,00 1,00 1,00 3,00 Як видно з наведених результатів нагрівання забезпечує отримання достатньо точних результатів. Готували розчин, що містить сульфатну кислоту, йодид калію, діамантовий зелений на бідистильованій воді ненасиченій газоподібним азотом. Проводили три послідовних екстракції у 15см3 чотирихлористого вуглецю, доводили до мітки в мірній колбі місткістю 50 см3 і вимірювали світлопоглинання. При трьох паралельних вимірах отримано відповідно А01=0,250, А02=0,230, А03=0,220. Світлопоглинання екстрактів з холостого досліду при використанні бідистильованої Визначено с(КIO3) 10-6 моль/дм3 с(КIO4) 10-6 моль/дм3 2,06 0,92 1,06 2,93 води насиченої газоподібним азотом наступні: А01=0,068, А02=0,070, А03=0,073. Як видно, газоподібний азот, що пропущений через бідистильовану воду, на якій готували реактиви, зменшує значення світлопоглинання з холостого досліду. Приклад 2: Співставлення розрахунків концентрацій за способом, обраним за найближчий аналог, і заявленим способом. Спосіб, обраний за найближчий аналог, дозволяє визначити концентрацію одного з іонів йодату або перйодату. У випадку взаємної присутності двох аніонів розрахунок проводять в пере 9 55782 10 рахунку на один з іонів. Так, в аналізі модельних ктів до проведення редокс-реакцій, що наведені у сумішей були отримані світлопоглинання екстратабл. 5. Таблиця 5 -6 № суміші А1 ( =645 нм) 1 2 3 0,560 0,862 0,849 Як видно з наведених результатів в аналізі сумішей в перерахунку на йодат-іон результати завищені, а в перерахунку на перйодат-іон- занижені. Комп’ютерна верстка В. Мацело 3 Визначено с 10 , моль/дм в перерахунку на в перерахунку на йодат-іон перйодат-іон 2,12 1,59 3,27 2,45 3,22 2,41 -6 Введено с 10 , моль/дм Сумарна концентрація (с(КІО4)+с(КІО3)) 2,0 3,0 2,5 3 Таким чином, спосіб, що заявляється, забезпечує визначення двох іонів - йодат- та перйодатіонів у розчині при сумісній присутності з достатньо високою чутливістю та точністю. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for photometric determination of concentration of iodate- and periiodate-ions in solution at joint presence

Автори англійською

Drozd Anatolii Vasyliovych, Tishakova Tetiana Stanislavivna

Назва патенту російською

Способ фотометрического определения концентрации йодат- и перйодат-ионов в растворе при совместном присутствии

Автори російською

Дрозд Анатолий Васильевич, Тишакова Татьяна Станиславовна

МПК / Мітки

МПК: G01N 21/01

Мітки: сумісній, визначення, йодат, перйодат-іонів, концентрації, фотометричного, спосіб, розчині, присутності

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/5-55782-sposib-fotometrichnogo-viznachennya-koncentraci-jjodat-i-perjjodat-ioniv-u-rozchini-pri-sumisnijj-prisutnosti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб фотометричного визначення концентрації йодат- і перйодат-іонів у розчині при сумісній присутності</a>

Подібні патенти