Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАЛЛАДИЯ (II)

Изобретение относится к области аналитической химии элементов, а именно, к методам определения концентрации палладия, и может быть использовано при его определении в технологических растворах и техногенных водах.

Для определения палладия в объектах различного вещественного состава широко используется сорбционно-фотометрический метод, основанный на сочетании предварительного сорбционного концентрирования палладия и его последующего фотометрического определения непосредственно в фазе сорбента, что характеризуется высокой селективностью и низкими пределами обнаружения палладия.

Для реализации сорбционно-фотометрического определения палладия необходимо образование на поверхности сорбента его окрашенного соединения с функциональными группами сорбента и пропорциональное увеличение интенсивности окраски сорбента от концентрации палладия на его поверхности.

Известен способ сорбционно-спектрофотометрического определения палладия (II) 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом, иммобилизованным в полиметакрилатную матрицу [Саранчина Н.В., Гавриленко Н.А. Твердофазно-спектрофотометрическое определение палладия(II) с использованием 1-(2-пиридилазо)-2-нафтола, иммобилизованного в полиметакрилатную матрицу // Известия Томского политехнического университета. 2012. Т. 321. №3. С. 96-100].

Способ включает в себя следующие операции:

- получение полиметакрилатной матрицы;

- вырезание пластины размером 6,0×8,0 мм массой около 0,05 г;

- приготовление растворов палладия (II);

- приготовление 2,5·10^-4 М раствора 1-(2-пиридилазо)-2-нафтола;

- сорбция 1-(2-пиридилазо)-2-нафтола из водно-этанольного раствора в течение 3 мин на матрицу;

- сорбция палладия (II) в статическом режиме из 50 мл раствора в течение 30 мин;

- измерение спектров поглощения полиметакрилатной матрицы при 665 нм.

Градуировочноный график линеен в интервале 0,1-1,0 мг/л палладия, что при использовании 50 мл раствора соответствует 5-50 мкг палладия на 0,05 г полиметакрилатной матрицы. Предел обнаружения составляет 0,06 мг/л или 3 мкг палладия на 0,05 г сорбента.

К недостаткам способа можно отнести высокий предел обнаружения палладия (II) и длительность процедуры.

Известен способ определения палладия (II) с использованием кремнезема, химически модифицированного N-пропил-N′-[1-(2-тиобензтиазол)-2,2′,2″-трихлорэтил]мочевинными группами [Дьяченко Н.А., Трофимчук А.К., Сухан В.В. Сорбционно-фотометрическое определение палладия с помощью кремнеземного сорбента с привитыми N-пропил-N′-[1-(2-тиобензтиазол)-2,2′,2"-трихлорэтил] мочевинными группами //Журнал аналитической химии. 1999. Т. 54. №2. С. 159-161], предусматривающий проведение следующих операций:

- приготовление раствора палладия в 1 М соляной кислоте;

- введение в раствор, содержащий палладий (II), 4-(2-пиридилазо) резорцин;

- добавление 0,2 г сорбента;

- сорбция в течение 15 мин;

- отделение сорбента от раствора фильтрованием, промывка сорбента водой и высушивание его на воздухе;

- измерение коэффициента диффузного отражения при 660 нм.

Градуировочный график линеен в интервале концентраций 1-25 мкг палладия на 0,2 г сорбента.

К недостаткам способа можно отнести высокий предел обнаружения - 1,0 мкг палладия на 0,2 г сорбента и недоступность сорбента - кремнезема с привитыми N-пропил-N′-[1-(2-тиобензтиазол)-2,2′,2″-трихлорэтил] мочевинными группами.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемым результатам, выбранным в качестве прототипа, является способ определения палладия (II) [RU №2374640, G01N 31/22, опубл. 27.11.2009 г.], который включает сорбционно-фотометрическое определение палладия (II) с использованием кремнезема, последовательно модифицированного полигексаметиленгуанидином и 1-нитрозо-2-нафтол-3,6-дисульфокислотой (нитрозо-Р-соль).

Способ предусматривает следующие операции:

- приготовление сорбента, основанное на последовательной обработке кремнезема водными растворами полигексаметиленгуанидина и нитрозо-Р-соли;

- внесение в раствор объемом 10 мл, содержащим палладий (II) при рН=2, 0,1 г сорбента;

- перемешивание в течение 5 мин;

- отделение сорбента от раствора декантацией и высушивание на воздухе;

- измерение коэффициента диффузного отражения при 510 нм.

Предел обнаружения палладия (II) составляет 0,2 мкг на 0,1 г сорбента. Линейность градуировочного графика сохраняется до 16 мкг палладия на 0,1 г сорбента.

К недостаткам способа можно отнести относительно высокий предел обнаружения палладия (II) и узкий диапазон его определяемых содержаний.

Техническим результатом является снижение предела обнаружения, расширение диапазона определяемых содержаний.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения палладия (II), включающем приготовление сорбента и раствора палладия (II), извлечение палладия (II) из раствора сорбентом и переведение его в комплексное соединение на поверхности сорбента, отделение от раствора, измерение интенсивности окраски поверхностного комплекса палладия (II) и определение содержания палладия (II) по градуировочному графику, новым является то, что в качестве сорбента используют кремнезем, последовательно модифицированный полигексаметиленгуанидином и 2-нитрозо-1-нафтол-4-сульфокислотой (нитрозо-Н-соль), а измерение коэффициента диффузного отражения осуществляют при 550 нм.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данных и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Сущность способа заключается в том, что находящийся в растворе в диапазоне рН=1,0-7,5 палладий (II) количественно (степень извлечения составляет 99%) извлекается сорбентом - кремнеземом, последовательно модифицированным полигексаметиленгуанидином и нитрозо-Н-солью (2-нитрозо-1-нафтол-4-сульфокислота). Сорбция палладия (II) в статическом режиме протекает быстро - время установления сорбционного равновесия не превышает 5 мин. В процессе сорбции при рН=1 на поверхности сорбента образуется окрашенный в сиреневый цвет комплекс палладия (II) с нитрозо-Н-солью, имеющий в спектре поглощения максимум при 550 нм.

К навеске 10 г кремнезема добавляют 100 мл 5%-ного раствора полигексаметиленгуанидина в воде, перемешивают в течение 5 мин, кремнезем отделяют от раствора декантацией и промывают дистиллированной водой. Затем кремнезем, обработанный полигексаметиленгуанидином, обрабатывают 100 мл 3·10^-3 М раствором нитрозо-Н-соли в воде, интенсивно перемешивают в течение 5 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией, промывают дистиллированной водой, сушат на воздухе.

В исследуемый раствор с рН=1, содержащий палладий (II), вносят сорбент - кремнезем, модифицированный полигексаметиленгуанидином и нитрозо-Н-солью, интенсивно перемешивают в течение 5 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией, помещают во фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 550 нм.

Содержание палладия (II) находят по градуировочному графику, построенному в условиях определения. Предел обнаружения равен 0,05 мкг палладия на 0,1 г сорбента. Линейность градуировочного графика сохраняется до 20 мкг палладия на 0,1 г сорбента.

Пример 1 (прототип).

В раствор, содержащий 5 мкг палладия, с кислотностью в диапазоне рН-2-5, вносят 0,1 г сорбента - кремнезема, модифицированного полигексаметиленгуанидином и 1-нитрозо-2-нафтол-3,6-дисульфокислотой (нитрозо-Р-соль), интенсивно перемешивают 5 мин. Сорбент отделяют от раствора декантацией, переносят во фторопластовую кювету, высушивают до воздушно-сухого состояния и измеряют коэффициент диффузного отражения при 510 нм.

Содержание палладия находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 4,9±0,2 мкг.

Пример 2 (предлагаемый способ).

В 10 мл раствора при рН=1, содержащего 1,0 мкг палладия (II), вносят сорбент - кремнезем, последовательно модифицированный полигексаметиленгуанидином и 2-нитрозо-1-нафтол-4-сульфокислотой (нитрозо-Н-соль), интенсивно перемешивают в течение 5 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией, помещают во фторопластовую кювету, убирают излишки воды фильтровальной бумагой и измеряют коэффициент диффузного отражения при 550 нм.

Количество палладия (II) находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 1,02±0,05 мкг.

Пример 3 (предлагаемый способ).

В 10 мл раствора при рН=1, содержащего 10,0 мкг палладия (II), вносят сорбент - кремнезем, модифицированный полигексаметиленгуанидином и нитрозо-Н-солью, интенсивно перемешивают в течение 5 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией, помещают во фторопластовую кювету, убирают излишки воды фильтровальной бумагой и измеряют коэффициент диффузного отражения при 550 нм.

Количество палладия находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 9,9±0,1 мкг.

Способ характеризуется высокой чувствительностью, простотой выполнения и не требует использования дорогостоящего оборудования и вредных веществ. Использование кремнезема, последовательно модифицированного полигексаметиленгуанидином и нитрозо-Н-солью, позволяет в четыре раза снизить предел обнаружения палладия (II) в фазе сорбента (по сравнению с прототипом) и расширить диапазон определяемых содержаний.