СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА (III) В РАСТВОРАХ ЧИСТЫХ СОЛЕЙ

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к фотометрическому методу анализа, и может быть использовано для определения содержания хрома (III) в растворах чистых солей, содержащих хром (III) в малой концентрации.

Известны способы фотометрического определения хрома (III) в бинарных системах с помощью фталексонов: ксиленоловый оранжевый (ε_MR=19000), метилтимоловый синий (ε_MR=11500), глицинкрезоловый красный (ε_MR=15000), глицинтимоловый синий (ε_MR=15400) [Татаев О.А. Изучение условий спектрофотометрического определения хрома с ксиленоловым оранжевым / О.А. Татаев, P.P. Абдулаев // Зав. лаб. 1970. - №36. - С.1173-1175; Татаев О.А. Сравнительное изучение некоторых реагентов для фотометрического определения хрома (III) / О.А. Татаев, P.P. Абдулаев // Журнал аналитической химии. 1970. - №25. - С.930-933].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ фотометрического определения хрома (III) в растворах чистых солей, включающий переведение его в комплексное соединение с ксиленоловым оранжевым в слабокислой среде (ε_MR=19000) [Татаев О.А. Изучение условий спектрофотометрического определения хрома с ксиленоловым оранжевым / О.А. Татаев, P.P. Абдулаев // Зав. лаб. 1970. - №36. - С.1173-1175].

Недостатком известного способа является невысокая чувствительность.

Технический результат заключается в повышении чувствительности при фотометрическом определении хрома (III).

Сущность изобретения заключается в том, что в способе фотометрического определения хрома (III) в растворах чистых солей, включающем переведение его в комплексное соединение с ксиленоловым оранжевым в слабокислой среде, к раствору хрома (III) с рН 3,0-3,8 добавляют 200-кратное количество ксиленолового оранжевого и 200-кратное количество комплексона III, 0,1-0,2 мл раствора поверхностно-активного вещества, полученного путем добавления к 0,2 г желатина воды до 100 мл, и доводят объемы растворов до 10 мл водой с последующим нагреванием на водяной бане при температуре 60-80°С в течение 15 мин и фотометрированием.

Желатин - белок, полимер, построенный из глицина (1), пролина (2) и оксипролина (3):

это коллаген костей, хрящей, соединительной ткани, образующий при нагревании с водой желатин (Каррер П. Курс органической химии. - М.: Госхимиздат, 1960. - С.399).

Если в качестве органического реагента для определения хрома (III) взять комплексон III:

Пример 1. В пробирки помещают по V мл 10^-3 М раствора хрома (III) с рН, равным 2,5-5,0, по 1 мл 10^-2 М раствора комплексона III и доводят объемы растворов до 5 мл водой с последующим нагреванием на водяной бане при температуре 80°С. Все растворы с такой концентрацией получились бесцветные, поэтому их не фотометрировали.

Если в качестве органического реагента для определения хрома (III) взять ксиленововый оранжевый:

Пример 2. В пробирки помещают по V мл 10^-4 М раствора хрома (III) с рН равным 2,5-5,0, по 1 мл 10^-2 М ксиленолового оранжевого и доводят объемы растворов до 5 мл водой с последующим нагреванием на водяной бане при температуре 80°С. Фотометрируют на КФК-2 с длиной волны λ=364 нм и толщиной кюветы l=0,1 см, относительно раствора сравнения холостого опыта. Молярный коэффициент светопоглощения полученного комплексного соединения равен: ε_MR≈46000.

Если в качестве органического реагента для определения хрома (III) взять ксиленоловый оранжевый и комплексон III:

Пример 3. В пробирки помещают по V мл 10^-4 М раствора хрома (III) с рН, равным 2,5-5,0, по 1 мл 10^-2 М ксиленолового оранжевого, по 1 мл 10^-2 М раствора комплексона III и доводят объемы растворов до 5 мл водой с последующим нагреванием на водяной бане при температуре 80°С. Фотометрируют на КФК-2 с длиной волны λ=364 нм и толщиной кюветы l=0,1 см относительно раствора сравнения холостого опыта. Молярный коэффициент светопоглощения полученного комплексного соединения равен: ε_MR≈30000.

Если в качестве органического реагента для определения хрома (III) взять ксиленоловый оранжевый и комплексон III в присутствии ПАВ:

Пример 4. В пробирки помещают по V мл 10^-4 М раствора хрома (III) с рН, равным 3,0-3,8, по 1 мл 10^-2 М ксиленолового оранжевого, по 1 мл 10^-2 М комплексона III, 0,1-0,2 мл раствора ПАВ, полученного путем добавления к 0,2 г желатина воды до 100 мл, и доводят объемы растворов до 10 мл водой. При введении ПАВ менее 0,1 мл - интенсивность окраски не достигает предельной, при введении ПАВ более 0,2 мл окрашенное соединение выпадает частично в осадок (раствор обесцвечивается). Нагревание осуществляют на водяной бане при температуре 60-80°С (при t<60°C - окрашенное соединение соответствующей чувствительности не образуется, без нагревания - окраски практически нет, при t>80°С - часть окрашенного соединения выпадает в осадок) в течение 15 мин. Фотометрируют на КФК-2 с длиной волны λ=364 нм и толщиной кюветы l=0,1 см относительно раствора сравнения холостого опыта. Линейность градуировочного графика при определении хрома (III) в виде четырехкомпонентной системы соблюдается в интервале концентраций (2-10)·10^-6 М хрома (III). Молярный коэффициент светопоглощения полученного комплексного соединения равен:

Молярный коэффициент светопоглощения ε_MR комплексного соединения повышает свою величину до 380000, а это значит, что чем больше величина молярного коэффициента светопоглощения ε_MR, тем чувствительнее определение иона металла, то есть тем меньшую концентрацию его в анализируемом растворе можно определять данным способом.

Предлагаемый способ фотометрического определения хрома (III) с ксиленоловым оранжевым, комплексоном III в присутствии ПАВ увеличивает чувствительность определения в 20 раз: что также больше максимально известной величины молярного коэффициента поглощения (ε_MR=100000) для комплексов ионов металлов с фталексонами, а также другими органическими реагентами.

Предлагаемая структура комплекса (фиг. 1): так как комплексон III образует комплексы с ионами металлов в соотношении 1:1, подход хрома со стороны ксиленолового оранжевого затруднен и возможен, вероятно, в соотношении не более, чем 1:1.

Желатин обволакивает молекулу комплексного соединения, образуя устойчивые три пятичленных и один шестичленный циклы.

Преимущества предлагаемого способа фотометрического определения хрома (III) с ксиленоловым оранжевым, комплексоном III в присутствии ПАВ:

1) резко в 20 раз возрастает чувствительность определения хрома (III) по сравнению с известным способом;

2) реакция образования комплексного соединения идет в водной среде;

3) образующийся комплекс устойчив;

4) хорошая воспроизводимость анализа.