×
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 111-120 of 234 items.
10.06.2014
№216.012.ccf3

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: проводят испытание на изменение величины исходного параметра от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518238
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.06.2014
№216.012.d280

Комплексный препарат для профилактики и лечения кишечных инфекций

Изобретение относится к медицине и ветеринарии, а именно к медицинским и ветеринарным препаратам, предназначенным для профилактики и лечения кишечных инфекций различной этиологии у человека и животных. В комплексном препарате, содержащем носитель, представляющем собой энтеросорбент,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519659
Дата охранного документа: 20.06.2014
20.06.2014
№216.012.d4ed

Способ получения вспененного материала и шихта для его изготовления

Изобретение относится к производству теплоизоляционных строительных материалов. Технический результат изобретения заключается в упрощении технологии получения вспененного материала, снижении температуры вспенивания шихты, снижении термических напряжений в изделии. Шихта для изготовления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520280
Дата охранного документа: 20.06.2014
20.06.2014
№216.012.d4ef

Способ направленного затвердевания залитого в форму металла

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для получения отливок ответственного назначения. Способ включает нанесение на поверхность литейной формы перед заливкой расплавленного металла защитно-разделительных покрытий различных составов. На нижнюю часть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520282
Дата охранного документа: 20.06.2014
27.06.2014
№216.012.d6c1

Способ прогнозирования течения ишемической болезни сердца

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу прогнозирования течения ишемической болезни сердца. Сущность способа состоит в том, что до и после лечения одновременно определяют в сыворотке крови аполипопротеин А-1 (Апо А-1), общий холестерин и модифицированные липопротеины ЛП(а)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520755
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d8b5

Способ подземной газификации

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для получения газообразного энергоносителя из угля или сланца на месте залегания. Способ включает бурение скважин с поверхности земли в обрабатываемый интервал в подземном пласте, размещение в скважинах электродов, приложение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521255
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d8f8

Способ оценки прогрессирования атерогенности при ишемической болезни сердца

Изобретение относится к области медицины и предназначено для оценки прогрессирования атерогенности при ишемической болезни сердца. Перед исследованием проводят трехкратное замораживание и оттаивание сыворотки по 20 и 10 минут соответственно, дезинтеграцию, перемешивание смеси при частоте 120...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521322
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.07.2014
№216.012.ddef

Способ получения нитрида циркония

Изобретение относится к области получения порошков тугоплавких соединений, которые могут быть использованы для получения высокотвердой керамики и защитных износостойких покрытий. Способ получения нитрида циркония заключается в проведении самораспространяющегося высокотемпературного синтеза...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522601
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.ddf0

Способ умягчения воды

Изобретение относится к водоподготовке и может быть использовано как в домашних, так и в производственных условиях для умягчения воды, содержащей большое количество солей жесткости, а также для осветления и очистки оборотных и сточных вод сельского хозяйства, пищевой и химической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522602
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de12

Свч плазменный конвертор

Изобретение относится к технике переработки углеводородного сырья, в частности природного газа, и может быть использовано при получении углеродных нанотрубок и водорода. СВЧ плазменный конвертор содержит проточный реактор 1 из радиопрозрачного термостойкого материала, заполненный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522636
Дата охранного документа: 20.07.2014
+ добавить свой РИД