Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИНВЕРСИОННО-ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАТИНЫ В НИТРИТНОЙ СРЕДЕ

Настоящее изобретение относится к аналитической химии платиновых металлов, в частности к способу инверсионно-вольтамперометрического определения платины (II), например, в технологических растворах аффинажного производства.

В настоящее время известна возможность применения модифицированного угольно-пастового электрода для определения содержания комплексных хлоридов платины в растворе. Выбраны условия предэлектролиза, обеспечивающие восстановление комплексов платины (IV) до комплексов платины (II) [Иванова Н.В., Халфина П.Д., Невоструев В.А. Возможности метода инверсионной вольтамперометрии при определении платины // Тезисы VII конференции «Аналитика Сибири и Дальнего Востока - 2004», Стендовая секция III. Электрохимические методы. - 2004].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения платины в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пикам селективного электроокисления висмута из интерметаллического соединения Pt_xBi_y [Глызина Т.С., Колпакова Н.А., Горчаков Э.В. Способ определения платины в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пикам селективного электроокисления висмута из интерметаллического соединения Pt_xBi_y // Патент на изобретение RU 2390011 С1, 16.03.2009]. Определение платины проводят по следующей методике. Накопление платины происходит на стеклоуглеродном или импрегнированном полиэтиленом графитовом электроде в перемешиваемом растворе в присутствии ионов висмута в течении 60-120 с с последующей регистрацией пиков селективного электроокисления висмута (III) из интерметаллического соединения Pt_xBi_y при скорости развертки потенциала 60-100 мВ/с, в диапазоне потенциалов от -0,3 до +1,1 В на фонах: (1-0,5) М HNO₃, (1-0,5) М HCl. Концентрацию платины (IV) определяют по величине площадей под вольтамперными кривыми в диапазоне потенциалов от 0,15 до 0,45 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей.

Вольтамперометрическому определению платины (II) в растворе ее нитритного комплекса предшествует стадия пробоподготовки: переведение нитритного комплекса в хлоридный путем длительного упаривания с хлороводородной кислотой. Недостатками данного способа являются длительность, трудоемкость и выделение токсичных газов.

В работе была поставлена задача - найти способ инверсионно-вольтамперометрического определения платины (II) непосредственно в растворе ее нитритного комплекса без предварительной подготовки, обеспечивающий сокращение продолжительности анализа, сохранение чувствительности и уменьшение погрешности определения. Концентрацию платины в растворе определяют по величине анодного пика электрохимического растворения предварительно восстановленной на катоде платины в присутствии фоновых электролитов: 1М KNO₃ или 1М H₂SO₄, при развертке потенциала углеродсодержащего электрода от 0,10 до 0,45 В.

Используемая система дает аналитический сигнал комплексного иона -тетранитритоплатинита без предварительного его разрушения и переведения в хлоридный, а результирующая полярографическая кривая имеет вид пика, положение которого (потенциал) характеризует природу вещества, а его высота - концентрацию платины (II) в растворе ее нитритного комплекса.

Заявляемый способ отличается от прототипа тем, что для вольтамперометрического определения платины (II) пригодна форма ее нахождения в нитритном растворе [Pt(NO₂)₄]^2-, что позволило установить соответствие его критерию «новизна».

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что нет методики вольтамперометрического определения платины (II) непосредственно в растворе ее нитритного комплекса. Признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, соответствуют критерию «изобретательский уровень».

Сущность способа заключается в использовании варианта инверсионной вольтамперометрии, включающего стадию предварительного накопления платины на поверхности рабочего электрода и последующего количественного определения по току окисления на анализаторе вольтамперометрическом ТА-4 ООО «НПП Томьаналит» с применением трехэлектродной ячейки: рабочий электрод - углеродсодержащий; вспомогательный и электрод сравнения - хлорсеребряные. Анализатор позволяет определять концентрацию платины (II) непосредственно в нитритной среде, характерной для растворов аффинажного производства, без предварительной подготовки пробы.

Предлагаемый способ инверсионно-вольтамперометрического определения платины (II) в нитритной среде реализован следующим образом.

Исходный хлоридный раствор платины с концентрацией 0,96·10^-2 моль/л переводят в нитритный кипячением с насыщенным раствором NaNO₂. Готовый раствор с концентрацией 1 г/л последовательно разбавляют. Аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 0.1-2.0 мг/л платины (II) (на фоне 1М KNO₃) или 0.01-1.00 мг/л платины (II) (на фоне 1М H₂SO₄) помещают в электрохимическую ячейку прибора, содержащую 0,2 мл фонового электролита (1М KNO₃ или 1М H₂SO₄) в 10 мл бидистиллированной воды, и погружают электроды. В качестве индикаторного используют углеродсодержащий электрод; в качестве вспомогательного и электрода сравнения - хлорсеребряные. Вначале в течение 80-250 с проводят накопление платины на индикаторном электроде при потенциале -0.6 В. Время накопления платины меняют в зависимости от концентрации определяемого элемента: при концентрации платины меньше 0,50 мг/л - 250 с; 150 с - для растворов с концентрацией от 0,50 до 1,00 мг/л; 80 с - для растворов с концентрацией выше 1,00 мг/л. Затем при линейно-увеличивающемся потенциале от 0,10 до 0,45 В выделившуюся платину анодно окисляют. Скорость развертки потенциала 50 мВ/с. Регистрацию вольтамперных кривых проводят одновременно в трех параллелях. Завершается анализ компьютерной обработкой результатов. О содержании платины в анализируемом нитритном растворе судят по высоте пика вольтамперограммы анодного окисления предварительно выделившейся на катоде платины.

Предлагаемый способ пригоден для определения концентрации платины (II) в нитритных производственных растворах аффинажного производства.

Данные вольтамперометрического определения платины в стандартном растворе [Pt(NO₂)₄]^2- различной концентрации с двумя фоновыми электролитами (1М KNO₃ или 1М H₂SO₄) приведены в таблице 1.

Приведенные примеры подтверждают пригодность предлагаемого способа определения платины (II) в растворе ее нитритного комплекса в интервале концентраций 0.1-2.0 мг/л с фоновым электролитом 1М KNO₃ и 0.01-1.00 мг/л с 1М H₂SO₄.

Таким образом, разработан способ инверсионно-вольтамперометрического определения платины (II) непосредственно в растворе ее нитритного комплекса без предварительной подготовки, обеспечивающий сокращение продолжительности анализа, сохранение чувствительности и уменьшение погрешности определения.