×
20.08.2013
216.012.61a0

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСМИЯ ИНВЕРСИОННО-ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ В ПРИРОДНОМ И ТЕХНОГЕННОМ СЫРЬЕ НА ГРАФИТОВОМ ЭЛЕКТРОДЕ, МОДИФИЦИРОВАННОМ ЗОЛОТОМ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение направлено на определение ионов осмия (VIII) инверсионно-вольтамперометрическим (ИВ) методом в природном и техногенном сырье и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для определения содержания в растворах различных концентраций ионов металлов. Способ определения осмия инверсионно-вольтамперометрическим методом в природном и техногенном сырье, на графитовом электроде, модифицированном золотом, заключается в том, что ионы осмия (VIII) переводят из пробы в раствор и проводят вольтамерометрическое определение. Согласно изобретению накопление ионов осмия (VIII) проводят на графитовых электродах, модифицированных золотом, в течение 60-120 с последующей регистрацией пиков селективного электроокисления осмия с поверхности рабочего электрода, при скорости развертки потенциала 80 мВ/с, потенциале электролиза -1,0 В, на фоне 0,1 М HSO, концентрацию определяют по высоте пика в диапазоне потенциалов от +0,3 до +0,6 В методом добавок аттестованных смесей. Изобретение обеспечивает возможность снизить предел и нижнюю границу определяемых содержаний и увеличить интервал определяемых содержаний осмия (VIII) по пикам селективного электроокисления осмия с поверхности золото-графитового электрода методом ИВ. 2 пр., 1 табл., 2 ил.
Основные результаты: Способ определения осмия инверсионно-вольтамперометрическим методом в природном и техногенном сырье на графитовом электроде, модифицированном золотом, заключающийся в том, что ионы осмия (VIII) переводят из пробы в раствор и проводят вольтамерометрическое определение, отличающийся тем, что проводят накопление ионов осмия (VIII) на графитовых электродах, модифицированных золотом, в течение 60-120 с последующей регистрацией пиков селективного электроокисления осмия с поверхности рабочего электрода, при скорости развертки потенциала 80 мВ/с, потенциале электролиза -1,0 В, на фоне 0,1 М НSO, концентрацию определяют по высоте пика в диапазоне потенциалов от +0,3 до +0,6 В методом добавок аттестованных смесей.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к анализу объектов природного и техногенного происхождения методом инверсионной вольтамперометрии для определения ионов осмия на графитовом электроде, модифицированном золотом.

Известна методика определения осмия, где катодом служил платиновый микродисковый электрод, анод - насыщенный каломельный электрод или платиновая пластина с большой поверхностью (500 мм2). Перемешивание раствора проводили за счет вращения электрода. Оптимальной концентрацией фонового электролита был выбран 1М NaOH. Определяемая концентрация составила 1·10-4-1·10-2 моль/л. Потенциалы волн, по которым проводили определения, составили 0,08 В и -0,56 В [Бардин М.Б., Гончаренко В.П. Исследование полярографического поведения осмия на платиновом микродисковом электроде // Журнал физической химии. 1964. Т.38. №11. С.2626-2632]. Недостатком методики является использование микродискового платинового электрода, сложного в изготовлении, и соответственно стоимость значительно увеличивается при использовании в качестве материала дорогостоящего металла. Низкая чувствительность определяемых содержаний осмия.

Известен метод определения осмия с применением переменно-токовой полярографии (вектор-полярография). Определяли 1·10-3-1·10-1 мкг/мл Os (5·10-5-5·10-3 моль/л). Рабочим электродом использовался ртутный, а электродом сравнения насыщенный каломельный. В качестве рабочего фонового электролита в ходе экспериментальных исследований был выбран раствор Ca(OH)2 1:2. Накопление проводили 20 минут для COs=n·10-3 мкг/мл развертку проводили от -0,05 до -0,7 В. Потенциал накопления, использованный при электроконцентрировании осмия, составлял -0,05 В, потенциал пика волны -Еп=-0,44 В [Жирова В.В., Жиров К.К., Кравченко Э.В., Гавриленко В.В. Вектор-полярографическое определение микрограммовых количеств осмия // Журнал аналитической химии. 1969. Т.24. №9. С.1381-1385]. Недостатком метода является заметное влияние меди и свинца, подавляющих пик осмия. Длительность времени накопления, что ограничивает в анализе потоковых проб. Использование металлической ртути, являющейся веществом 1-го класса опасности. Низкая чувствительность определяемых содержаний осмия.

Известен метод определения осмия, где использовали в качестве рабочего электрода платиновый микродисковый или графитовый электроды, а электродом сравнения служил насыщенный каломельный электрод. Используя метод инверсионной вольтамперометрии, можно определить 10-7-10-6 М осмия на фонах 0,1 М KCl, 0,1 М KCl+KOH, 0,1 М KCl+0,1 М Na2S2O3 [Бардин М.Б., Гончаренко В.П., Болоцкая Ф.З. Определение малых количеств осмия методом пленочной вольтамперометрии // Журнал аналитической химии. 1970. Т.25. №11. С.2160-2166]. Недостатком методики является использование микродискового платинового электрода, сложного в изготовлении, и соответственно стоимость значительно увеличивается при использовании в качестве материала дорогостоящего металла. Низкая чувствительность определяемых содержаний осмия.

Для вектор-полярографического метода определения осмия была разработана методика [Бардин М.Б., Гончаренко В.П. Новые возможности использования твердых электродов при полярографическом определении осмия // Инструментальные методы анализа благородных металлов. М.: Цветметинформация. 1967. С.9-17] (прототип). В данном методе в качестве катода использовали золотой микродисковый электрод. Анодом служила платиновая пластина с большой поверхностью. Преимуществом вектор-полярографии считается отсутствие характерной полярограммы растворенного кислорода. При изучении растворов осмия (VIII) количественную оценку проводили по пику Еп=-0,6 В. Поляризацию электрода вели от +0,4 до - 0,7 В. На золотом электроде в отличие от платинового наблюдается хорошая воспроизводимость результатов. Фон варьировался от 0,1 до 10 н. щелочи. Высоты всех пиков осмия прямо пропорциональны его содержанию в растворе и могут быть использованы для количественного определения в пределах концентраций 10-4-10-5 М (20-2 мг/л). Недостатком метода является использование микродискового золотого электрода, сложного в изготовлении, и соответственно стоимость значительно увеличивается при использовании в качестве материала дорогостоящего металла. Низкая чувствительность определяемых содержаний осмия.

В работе была поставлена задача снизить предел и нижнюю границу определяемых содержаний и увеличить интервал определяемых содержаний осмия (VIII) по пикам селективного электроокисления осмия с поверхности золотографитового электрода методом ИВ.

Поставленная задача достигается тем, что проводят электроконцентрирование ионов осмия (VIII), на поверхность ГЭ электрохимическим способом, модифицированную ионами золота (III), концентрируя в перемешиваемом растворе в течение 60-120 с при потенциале электролиза Еэ=-1,0 В на фоне 0,1 М H2SO4 с последующей регистрацией анодных пиков при линейном изменении потенциала со скоростью 80 мВ/с. Концентрацию ионов осмия (VIII) определяют по высоте анодного пика на вольтамперной кривой, снятой в диапазоне потенциалов от +0,30 до +0,60 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода (нас.х.э.). Новым в способе является то, что для получения полезного сигнала, зависящего от концентрации осмия (VIII), используется процесс селективного электроокисления осмия с поверхности золотой пленки.

В предлагаемом способе впервые установлена способность осадка осмия окисляться с золотой пленки предварительно электрохимическим способом сконцентрированной на ГЭ. В качестве индикаторного электрода применяли ГЭ (в прототипе применяли микродисковый золотой электрод). Использование таких электродов обусловлено высокой химической и электрохимической устойчивостью графита, широкой областью рабочих потенциалов, а также простотой механического обновления поверхности и требованиями техники безопасности. Стоимость изготовления графитовых электродов во много раз дешевле.

Предлагаемый в заявляемом изобретении фон 0,1 М H2SO4 позволяет определять низкие содержания ионов осмия (VIII) с хорошей воспроизводимостью. Нижняя граница определяемых содержаний по данному методу составила 1·10-6 моль/дм3 (в прототипе она 1·10-5 моль/дм3).

Результаты определения осмия (VIII) на графитовом электроде, модифицированном золотом, приведены в таблице 1. Как видно из таблицы 1, максимальная погрешность измерений в стандартных образцах составляет ~35%. Расчет определяемых концентраций осмия проводится по методу «Введено-найдено».

На фиг.1 представлены вольтамперные кривые электроокисления осадка осмия с поверхности рабочего электрода. Кривая 1 - фон 0,1 М H2SO4, кривая 2 - COs+8=0,01 мг/л, кривая 3- COs+8=0,02 мг/л.

Таким образом, установленные условия впервые позволили количественно определять содержание ионов осмия (VIII) на поверхность ГЭ электрохимическим способом модифицированного ионами золота (III), на основе селективного электроокисления осмия, полученного на стадии предварительного электроконцентрирования (фиг.2).

Предлагаемый вольтамперометрический способ позволил существенно улучшить метрологические характеристики анализа осмия (VIII); повысить чувствительность определения (1·10-6 моль/дм3), что на порядок ниже по сравнению с прототипом, время анализа не превышает 120 с.

Примеры конкретного выполнения:

Пример 1. Измерения были проведены на модельном растворе (фиг.1).

10 мл 1 М HCl фонового электролита помещают в кварцевый стаканчик. В фоновый электролит вносят стандартный раствор ионов золота (III) концентрацией 100 мг/дм3 объемом 0,1 мл и проводят электрохимическое концентрирование. После нанесения пленки состоящей из металлического золота, электроды вынимают из раствора, ополаскивают и помещают в фоновый электролит, где будет проводиться определение ионов осмия (VIII).

10 мл 0,1 М H2SO4 фонового электролита помещают в кварцевый стаканчик. Не прекращая перемешивания, проводят электролиз раствора на ГЭ модифицированным золотом при условии: Еэ=-1,0 В, τэ=120 с. Снимают фоновую вольтамперную кривую электроокисления при скорости развертки 80 мВ/с, начиная с потенциала +0,1 В до потенциала +0,7 В. Отсутствие пиков свидетельствует о чистоте фона. Затем добавляют 0,02 мл аттестованного раствора ионов осмия (VIII) концентрацией 1 мг/дм3 и проводят электрохимическое концентрирование осадка при аналогичных условиях. Регистрируют вольтамперную кривую селективного электроокисления осмия с поверхности ГЭ модифицированного золотом с пиком в диапазоне потенциалов от +0,3 до +0,6 В (относительно нас. х.э.).

Вводят в анализируемый раствор добавку 0,02 мл аттестованного раствора ионов осмия (VIII) концентрацией 1 мг/дм3 и снова регистрируют аналитический сигнал. По разнице высот анодных пиков селективного электроокисления осмия с поверхности рабочего электрода, вычисляют концентрацию ионов осмия (VIII) в растворе.

Пример 2. Измерения были проведены в стандартном образце (табл.1).

1 г стандартного образца сплавляют с Na2O2 1 час при температуре 650°С в муфельной печи. После охлаждения плава его растворяют в воде и количественно переносят в перегонную колбу. После нейтрализации раствора в колбе концентрированной серной кислотой проводят нагревание до температуре 120°С и отгоняют пары тетраоксида осмия.

В стаканчик вносят 10 мл 1 М HCl фонового электролита добавляют стандартный раствор ионов золота (III) концентрацией 100 мг/дм3 объемом 0,1 мл и проводят электрохимическое концентрирование. После нанесения пленки состоящей из металлического золота, электроды вынимают из раствора, ополаскивают и помещают в фоновый электролит, где проводиться определение ионов осмия (VIII).

Проводят проверку электродов на чистоту. 10 мл 0,1 М H2SO4 фонового электролита помещают в кварцевый стаканчик. Не прекращая перемешивания, проводят электролиз раствора на ГЭ модифицированным золотом при условии: Еэ=-1,0 В, τэ=120 с. Снимают фоновую вольтамперную кривую электроокисления при скорости развертки 80 мВ/с, начиная с потенциала +0,1 В до потенциала +0,7 В. Отсутствие пиков свидетельствует о чистоте фона. В фоновый электролит добавляют аликвотную часть раствора полученного после отгонки тетраоксида осмия, и, не прекращая перемешивания, проводят электролиз на модифицированном золотом ГЭ раствора при аналогичных условиях. Регистрируют вольтамперную кривую селективного электроокисления осмия с поверхности ГЭ модифицированного золотом с пиком в диапазоне потенциалов от +0,3 до +0,6 В (относительно нас. х.э.).

Вводят в анализируемый раствор добавку 0,02 мл аттестованного раствора ионов осмия (VIII) концентрацией 1 мг/дм3 и снова регистрируют аналитический сигнал. По разнице высот анодных пиков селективного электроокисления осмия с поверхности рабочего электрода, вычисляют концентрацию ионов осмия (VIII) в растворе.

Таким образом, впервые установлена способность количественного анализа осмия по пикам селективного электроокисления осмия с поверхности ГЭ модифицированного золотом.

Предложенный способ прост, не используется ртуть из-за ее отрицательного физиологического действия. Способ может быть применен в любой химической лаборатории, имеющей компьютеризированные анализаторы типа СТА, ТА. Предложенный способ может быть использован для определения содержаний осмия в геологических объектах.

Способ определения осмия инверсионно-вольтамперометрическим методом в природном и техногенном сырье на графитовом электроде модифицированном золотом.

Таблица 1
Объект исследования (руда) Содержание Os в руде, г/т Найдено Os, г/т Sr, (t0,95) n=5
ШТ-1 ГСО №2532-83 0,17±0,05 0,132±0,046 0,001
ВП-2 ГСО №927-86 0,017±0,005 0,013±0,003 0,017

Способ определения осмия инверсионно-вольтамперометрическим методом в природном и техногенном сырье на графитовом электроде, модифицированном золотом, заключающийся в том, что ионы осмия (VIII) переводят из пробы в раствор и проводят вольтамерометрическое определение, отличающийся тем, что проводят накопление ионов осмия (VIII) на графитовых электродах, модифицированных золотом, в течение 60-120 с последующей регистрацией пиков селективного электроокисления осмия с поверхности рабочего электрода, при скорости развертки потенциала 80 мВ/с, потенциале электролиза -1,0 В, на фоне 0,1 М НSO, концентрацию определяют по высоте пика в диапазоне потенциалов от +0,3 до +0,6 В методом добавок аттестованных смесей.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСМИЯ ИНВЕРСИОННО-ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ В ПРИРОДНОМ И ТЕХНОГЕННОМ СЫРЬЕ НА ГРАФИТОВОМ ЭЛЕКТРОДЕ, МОДИФИЦИРОВАННОМ ЗОЛОТОМ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСМИЯ ИНВЕРСИОННО-ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ В ПРИРОДНОМ И ТЕХНОГЕННОМ СЫРЬЕ НА ГРАФИТОВОМ ЭЛЕКТРОДЕ, МОДИФИЦИРОВАННОМ ЗОЛОТОМ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-23 of 23 items.
10.06.2016
№216.015.46b4

Способ определения метионина в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота

Изобретение относится к аналитической химии. Способ определения метионина в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота, включает модифицирование графитовых электродов коллоидными частицами золота из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586961
Дата охранного документа: 10.06.2016
13.01.2017
№217.015.67cb

Способ определения палладия в рудах методом инверсионной вольтамперометрии

Изобретение направлено на определение палладия в руде методом инверсионной вольтамперометрии и может быть использовано в гидрометаллургии, в различных геологических разработках при поиске и разведке в случае анализа руд, рудных концентратах и породах концентраций ионов палладия. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591872
Дата охранного документа: 20.07.2016
25.08.2017
№217.015.bd8f

Способ определения метионина в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота

Изобретение относится к аналитической. Способ определения метионина в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота, заключается в том, что проводят модифицирование графитовых электродов коллоидными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616339
Дата охранного документа: 14.04.2017
Showing 101-110 of 234 items.
10.04.2014
№216.012.b225

Многоимпульсный источник для воздействия на стенки жидкозаполненных скважин

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для повышения нефтегазоотдачи скважин. Многоимпульсный источник для воздействия на стенки жидкозаполненных скважин содержит герметичные камеры, разделенные между собой клапанами, выполненными в виде цилиндров с окнами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511321
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.04.2014
№216.012.b90d

Способ определения липидов

Изобретение относится к медицине. Сущность способа определения липидов заключается в том, что к 10 мл хлороформного экстракта липидов добавляют 25 мкл 10% раствора тезита при одновременном перемешивании смеси с помощью шейкера при 20°C и частоте колебаний платформы 120 в минуту в течение 30...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513101
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.05.2014
№216.012.c128

Способ иммобилизации биомолекул на поверхности магнитоуправляемых наночастиц железа покрытых углеродной оболочкой

Изобретение относится к cпособу иммобилизации белковых молекул на поверхности магнитоуправляемых наночастиц железа, покрытых углеродной оболочкой. Способ включает взаимодействие порошка с растворенным в воде 4-карбоксибензолдиазоний тозилатом для формирования ковалентной связи органических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515197
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.05.2014
№216.012.c311

Интерференционный переключатель резонансного свч компрессора

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в резонансных СВЧ компрессорах в качестве устройства вывода энергии для формирования мощных СВЧ импульсов наносекундной длительности. Технический результат - увеличение рабочей мощности переключателя при неизменной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515696
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c465

Устройство для измерения температуры

Изобретение относится к технике измерения физической температуры объекта с помощью термопары и может быть использовано в области температурных измерений с использованием термопар, в частности, в литейном производстве для определения скоростей охлаждения различных зон слитка при кристаллизации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516036
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c53b

Однофазный асинхронный электродвигатель

Изобретение относится к области электротехники, а именно к однофазным асинхронным электродвигателям с пусковой обмоткой, и может быть использовано в электроинструменте и бытовой технике, например в холодильных компрессорах, имеющих существенную нагрузку на валу в момент пуска и нередко...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516250
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c637

Вакуумно-дуговой генератор с жалюзийной системой фильтрации плазмы от микрочастиц

Изобретение относится к плазменным технологиям нанесения пленочных покрытий и предназначено для очистки плазменного потока дуговых ускорителей от микрокапельной фракции. Вакуумно-дуговой генератор с жалюзийной системой фильтрации плазмы от микрочастиц содержит охлаждаемый катод 1 в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516502
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c7de

Способ оценки эффективности стимуляции антиоксидантной активности

Изобретение относится к медицине и описывает способ оценки эффективности стимуляции антиоксидантной активности путем определения концентрации восстановленного глутатиона, при этом дополнительно в инкубационную среду добавляют 1,4-дитиоэритритол и аскорбиновую кислоту и при увеличении уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516925
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.05.2014
№216.012.c858

Способ прогнозирования течения липидемии

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в кардиологии и терапии для прогнозирования течения липидемии. Способ включает исследование сыворотки крови до и после лечения, где дополнительно перед исследованием проводят трехкратное замораживание и оттаивание сыворотки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517054
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.05.2014
№216.012.cb59

Устройство для модуляции монохроматического оптического излучения

Изобретение относится к оптической технике. Устройство для модуляции монохроматического оптического излучения содержит оптически прозрачную среду, в которой установлены разделитель монохроматического оптического излучения на первый и второй каналы распространения, отражающий элемент во втором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517823
Дата охранного документа: 27.05.2014
+ добавить свой РИД