Введение к работе
Актуальность теми. Для определения элементов в природных, технических объектах и объектах окружающей среды современная аналитическая химия элементов располагает комплексом химических, физико-химических и физических методов анализа. Большинство практических задач решается умелым сочетанием разных аналитических методов. Среди них одно из основных мест занимает спектрофотометричес-<т метод с применением органических реагентов. Метод универсален, іригоден для определения элементов в широком диапазоне концентраций, отличается простотой аппаратурного оформления, малой металло-л энергоемкостью.
Для выполнения спектрофотометрического анализа необходимо іровести реакцию с определяемым элементом, для получения аналитического сигнала. Формирование аналитического сигнала возможно осу-цествить с помощью синтеза новых органических реагентов или созда-шя новых методических приемов, позволяющих повысить аналитические (арактеристики известных реагентов.
Одним из таких приемов является применение экстракции элементов (особенно легкогидролизующихся), не имеющих полос поглощения в зидимой области, с целью отделения и последующего их определения в іеводном растворе, после введения хромофорного реагента.
Несмотря на. широкое применение указанного приема, трудность эффективного использования его состоит в том, что практически не существует метода строгой оценки кислотности неводного раствора, шачительно влияющей на фотометрическое определение элементов в жстракте. Знание же величины рН неводного раствора позволит уста-ювить количественную связь между параметром строения органическо-'о реагента и такими важными аналитическими характеристиками как жслотно-основные свойства функционально-аналитических групп ЩТ), рН реакции комплексообразования и устойчивость комплекса, 'становление таких связей позволяет осуществлять целенаправленный >ыбор и применение известных органических реагентов, устранить эм-щризм, имеющий место в настоящее время при использовании фотомет-іичєсгах реакций в неводных растворах.
На наш взгляд представляет интерес проведение фотометрических юаіщий элементов с известными органическими реагентами в экстрак-[ионных системах при контролируемой величине кислотности неводного іаствора, с использованием неводных буферных растворов.
В настоящее время предложены составы буферных растворов для
контроля кислотности и активности ионов лиония в ограниченном количестве неводных растворителей и их смесей, и то в тех, которые практического применения при определении элементов в экстракционных системах не имеют.
Данная работа выполнена в рамках г/б темы П-53-713 "Исследование новых злектрохимичесгаїх и экстракционных систем органических и неорганических соединений, с целью использования в аналитической химии".
Цель работы. Выбор составов буферных смесей в толуол - эта-нольных растворах, расчет величины кислотности этих растворов и применение их для экстракционно-фотометрического определения лег-когидролизущихся элементов при контролируемой величине кислотности экстракта.
Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие основные задачи;
- предложить составы буферных смесей в толуол-этанольных
растворах;
- рассчитать кислотность предложенных буферных растворов;
создать шкалу кислотности на основе разработанных буферные растворов;
изучить кислотно-основные свойства органических реагентов \ условия комплексообразования их с легкогидролизующимися элементам> б неводных растворах в зависимости от рН среды, создаваемой разработанными кеводными буферными растворами;
разработать экспрессные и избирательные экстракционно-фотометрические методы определения легкогидролизующихся элементов, прі строго контролируемой величине кислотности органической фазы, J многокомпонентных сплавах.
Научная новизна.
Впервые показана возможность использования электрохимически! цепи с переносом; стеклянный электрод | Н+ | LiCl I AgCl.Ag в смесях толуол - этанол для оценки кислотности стандартных неводньи буферных растворов.
Расширена шкала кислотности неводных растворов путем создани новых буферных растворов с известной кислотностью в смесях толуол - этанол.
Впервые показана возможность одновременного определения дву: элементов в одном экстракте при варьировании кислотности среды <
помощью кеводных буферных растворов. Практическая значимость.
Разработана методика экстракционно-фотометрического определения циркония в магнитных сплавах, в которой для создания оптимальных условий использовали неводныи буферный раствор с заданной кислотностью.
Методика апробирована на стандартном образце СО-123В и магнитных сплавах на основе Zr и внедрена в ЦЗЛ АО "Магнит" г.Новочеркасска для точного и надежного определения Zr в образцах сложного состава.
Используя неводные буферные растворы с определенной кислотностью, разработали методику определения двух элементов (Zr и Мо) в экстракте при совместном присутствии. Ранее это не представлялось возможным из-за отсутствия буферных растворов, позволяющих поддерживать постоянное значение рН в узком интервале кислотности.
Методика апробирована на модельном растворе и магнитном сплаве, содержащем и Zr, и Мо.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Выбор метода, позволяющего определить активность ионов ли-ония, с целью получения контролируемой величины кислотности ран =
-
Определение стандартных ЗДС цепи РЬ(Н-г) |H+jLiCl|AgCl,Ag с помощью метода d.D. Александрова, позволяющего учесть неполную диссоциацию хлористого водорода и оценить константу диссоциации НС1 только из данных ЗДС этой цепи в изученных смесях неводных растворителей.
-
Результаты определения методом Фуосса-Крауса предельных эквивалентных электропроводноетей и констант диссоциации LiCl, Т0-АКСІ (триоктиламина солянокислого), ДЭХА (диэтилхлоридамина), MAC (метиламина солянокислого), НС1, СНзСООЫ при 25С, в исследованных смесях растворителей.
-
Результаты определения ран 28 буферных растворов в смеси Е0% толуола - 8G этанола и 20 буферных растворов в смеси 40% толуола - 60 этанола.
-
Выбор экстракционной системы на Zr.
о. Результаты влияния кислотности среды, создаваемой предложенными буферными растворами на кислотно-основные свойства органических реагентов и условия компдексообразования их с легкогидроли-
- б -
зуюшимися элементами в неводных растворах.
7. Методика экстракционно-фотометрического определения Zr при строго контролируемой величине кислотности органической фазы отработанная на стандартном образце жаропрочного сплава (СО-123 в) і опробованная на магнитных сплавах.
3. Методика одновременного экстракционно-фотометрического определения Zr и Мо в многокомпонентных сплавах, позволяющая, с помощью разработанных буферных растворов, устранить мешающее влияни< Zr при определении Мо, отработанная на стандартном образце СО-12; в с введенным в него Мо и апробированная на магнитных сплавах.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на V Всесоюзной конференции по органическим реагентам (Саратов, 1989) Всероссийской конференции по проблемам теоретической и экспериментальной химии (Екатеринбург, 1994), методика экстракционно-фотометрического определения Zr в магнитных сплавах внедрена в технологическую практику АО "Магнит" (имеется акт о внедрении).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ і виде статей и тезисов.
Объем и етрунтура работы. Диссертационная работа состоит и; введения, обзора литературы, экспериментальной части (25 разделов), выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена н; 141 страницах машинописного текста, включающего 22 рисунка, 2" таблиц, библиографию из 139 наименований и программу для расчет; Клисс и А0 веществ, входящих в состав разработанных буферных растворов .
