Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Калякина, Ольга Петровна

Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью
<
Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Калякина, Ольга Петровна. Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.02.- Красноярск, 2000.- 142 с.: ил. РГБ ОД, 61 01-2/1-6

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Литературный обзор 7

1.1. Общая характеристика ионитов с различной проницаемостью 7

1.2. Сорбционные методы выделения и концентрирования ионов металлов 12

1.3. Сочетание концентрирования с методами твердофазной спектроскопии 19

Глава 2. Исходные вещества, аппаратура и методики эксперимента 26

2.1. Выбор объектов исследования 26

2.2. Приборы и материалы, используемые в работе 31

2.3. Методики эксперимента 32

Глава 3. Ионообменные равновесия в растворах, содержащих Re(VII), Mo(VI), W(VI), Ga(III), Rh(III), Ni(II), Mn(II)

3.1. Рений (VII)-молибден (VI) 35

3.2. Вольфрам (VI) 47

3.3. Галлий (III) 55

3.4. Родий (III) 58

3.5. Никель(її) - марганец (II) 65

Глава 4. Практическое использование ионитов с различной проницаемостью

4.1. Извлечение Re(VII) из отработанных катализаторов 77

4.2. Выделение W(VI) из сульфатных растворов 78

4.3. Извлечение Ga(III) из растворов выщелачивания пыл ей глиноземного производства 79

4.4.Извлечение Ni(II) из растворов азотнокислого марганца 80

4.5. Сорбция Rli(III) из хлоридных растворов 82

Глава 5. STRONG Сорбционно-спектроскопическое определение Re(VII), з Со(ІІ), Ni(II)

STRONG 5.1. Определение Re(VII)

5.2. Определение Co(II)

5.3. Определение Ni(II)

Выводы

Литература

Введение к работе

Актуальность работы. Сорбционные методы разделения и концентрирования широко используются при переработке минерального сырья и техногенных отходов, а также в аналитической практике для обеспечения необходимой чувствительности и селективности соответствующих методик. Весьма перспективными сорбционными аналитическими системами являются иониты с различной проницаемостью: непористые, пористые, макропористые, макросетчатые. Однако, имеющиеся в литературе данные по их использованию не систематизированы. Недостаточно изученным остается вопрос о связи физической структуры ионитов с механизмом и кинетикой сорбции ионов металлов. Вместе с тем, используя различия в свойствах ионитов и влияние таких важных факторов, как кислотность среды, солевой фон, концентрация, температура, можно эффективно управлять процессом сорбции для достижения поставленной задачи. Практически отсутствуют методики определения элементов с использованием этих ионитов.

Цель работы. Целью работы являлось сравнительное изучение сорбционных свойств ионитов с различной проницаемостью и разработка на их основе эффективных методов разделения и извлечения ионов металлов из растворов сложного состава с различным солевым фоном, а также сорбционно-спектроскопических методик определения.

Конкретные задачи исследования были следующими:

изучение ионообменных равновесий в растворах ионов металлов в различных формах нахождения в зависимости от ряда факторов;

выбор эффективных сорбционных систем для Re(VII), Mo(VI), W(VI), Ga(III), Rh(III), Ni(II);

оптимизация условий разделения и извлечения ионов металлов в различных средах;

разработка сорбционно-спектроскопических методик определения Re(VII), Co(II), Ni(II).

Научная новизна. Проведено сравнительное изучение сорбционных свойств более 20 ионитов с различной проницаемостью для разделения и извлечения ионов металлов из растворов. Установлены природа и состав извлекающихся соединений, а также факторы, определяющие эффективность сорбции и десорбции элементов. Предложен ряд ионитов и оптимизированы условия разделения и извлечения Re(VII), Mo(VI), W(VI), Ga(III), Rh(III), Ni(II), Mn(II) из растворов с различным солевым фоном. Найдены условия получения окрашенных соединений в фазе сорбента для сорбционно-спектроскопического определения Re(VII), Co(II), Ni(II).

Практическая ценность работы. Выбраны иониты и оптимизированы условия сорбции ионов металлов из промышленных растворов. Достигнуто

количественное извлечение ионов металлов :из исследуемых смесей, степень десорбции составляет более 99%. Исследованные иониты рекомендованы к использованию в процессах переработки минерального сырья, техногенных отходов для разделения, извлечения и получения чистых солей Re(VIT), Mo(VI), W(VI), Ga(III),'Rh(III), Ni(II), Mn(II).

Разработаны сорбционно-спектроскопические методики определения Re(VII), 'Со(П), Ni(II). Пределы обнаружения не превышают п-10"2 мкг/мл, диапазоны определяемых содержаний составляют два порядка и более, относительные стандартные отклонения не превышают 0,15.

На защиту выносятся следующие положения:

  1. Результаты изучения сорбции Re(VII), Mo(VI), W(VI), Ga(III), Rh(III), Ni(II), Мп(П),Со(П) на ионитах непористой, пористой, макропористой и макросетчатой структуры.

  2. Закономерности .разделения Re(VII) и Mo(VI) с использованием низкоосновных анионитов непористой структуры с функциональными группами гексаметиленимина и циклогексиламина; Ni(II) и Mn(II) с использованием аминокарбоксильных амфолитов.

  3. Закономерности сорбции W(VI) на макропористых анионитах с длинноцепочными сшивающими агентами, Ga(III) на непористых анионитах.

  4. Механизм сорбции Rh(IIi) на полифункциональном анионите АНС-80 с серосодержащим сшивающим агентом.

  5. Сорбционно-спектроскопические методики определения Re(VH), Со(П), Ni(II).

Апробация : работы. Основные результаты работы представлены на Международном экологическом конгрессе (Воронеж, 1996), Всероссийской конференции. по анализу объектов окружающей среды "Экоаналитика-96" (Краснодар, , 1996), VIII Всероссийской конференции "Физико-химические основы и практическое применение ионообменных процессов" (Воронеж, 1996), V конференции "Аналитика Сибири и Дальнего Востока" (Новосибирск, 1996), The Fourth Asian Conference on Analytical Sciences "ASIANALYSISIV" (Fukuoka, Japan, 1997), Международном конгрессе по аналитической химии (Москва, 1997), Международной научно-практической конференции "Рений, молибден, вольфрам - перспективы производства и промышленного применения" (Москва, 1998), VII Всероссийской конференции "Органические реагенты в аналитической химии" (Саратов, 1999), Международной конференции "Молодежь и химия" (Красноярск, 2000).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, четырех глав экспериментальной части, выводов, списка литературы (216 библиографических ссылок). Работа изложена на 141 странице машинописного текста, содержит 37 рисунков и 15 таблиц.

Сорбционные методы выделения и концентрирования ионов металлов

Рассматриваемые сорбенты относятся к классу синтетических органических ионитов. Ионообменные смолы получают поликонденсацией или полимеризацией мономеров, содержащих ионогенные группы, полимераналогичными превращениями - введением активных функциональных групп в инертные сополимеры [1,2].

Одним из основных показателей ионитов является их проницаемость. Она определяет сорбционную емкость и скорость диффузии ионов в гранулы сорбентов. Проницаемость ионообменников зависит от размера ионов и молекулярной массы сорбируемого соединения, размера ячеек или пор сетчатого полиэлектролита в набухшем или сухом состоянии. Размер пор и их распределение, а также тип пористости зависят от структуры и реакционной способности основного моно- и поливинильных мономеров и условий проведения сополимеризации или поликонденсации [3].

По структуре матрицы иониты подразделяют на гелевые (с микропорами молекулярных размеров) и макропористые ионообменные смолы, размеры пор которых достигают нескольких десятков нм. Из слабо- и среднесшитых сополимеров получают лиофильные гели с микропорами (гелевые ионообменные смолы), из макропористых сополимеров -макропористые ионообменные смолы.

Макропористые ионообменные смолы получают главным образом введением ионогенных групп полимераналогичными превращениями в макропористые сополимеры, которые синтезируют сополимеризацией виниловых мономеров с определенными количествами диенов (сшивающие агенты) в присутствии порообразователя. В качестве сшивающего агента чаще всего используют дивинилбензол в количестве 10-40% от массы другого мономера, в качестве порообразователя - растворители, в которых растворяется смесь мономеров, но не сольватируется образующийся сетчатый полимер (например, первичные одноатомные спирты и алифатические углеводороды с числом атомов С 6), а также парафин, полистирол, полиметилметакрилат, изоактиловая кислота и др. После образования сетчатого полимера растворитель удаляют отгонкой с паром, нелетучие порообразователи - экстракцией [4].

При применении длинноцепочных сшивающих агентов (ДЦСА), содержащих большие фрагменты между винильными связями, получают макросетчатые смолы, обладающие высокой проницаемостью. В негидратированном состоянии эти смолы не обладают пористостью, но после набухания создаются растянутые сетки, имеющие большие ячейки [5]. Применение в качестве сшивающих агентов дивинильных соединений с различным расстоянием между кратными связями позволяет регулировать эффективность сшивания макромолекул и проницаемость конечного продукта.

Макропористые иониты отличаются от гелевых пониженной насыпной массой и плотностью, большими скоростями обмена и величинами емкости по отношению к крупным ионам, повышенной осмотической, механической и химической стойкостью, более высокой сорбционной способностью в статике и динамике, полнотой регенерации, незначительным изменением объема при изменении ионной силы раствора и ионной формы ионита, что позволяет использовать их в полярных органических средах [4].

В производимых промышленностью макропористых ионообменных смолах суммарный объем пор составляет 0,2-1,0 см3/г, удельная поверхность - 30-200 м2/г, радиус пор - 5-60 нм [6].

В работах [7, 8] показано, что сополимеры метилакрилата с дивиниловым эфиром этиленгликоля в негидратированном состоянии обладают большей величиной суммарного объема пор по сравнению с сополимерами метилакрилата с дивинил бензолом. Изучены сополимеры метилакрилата с дивиниловыми эфирами диэтиленгликоля и триэтиленгликоля [9]. Установлено, что самые крупные поры с радиусом 10 нм имеются у сополимеров метилакрилата с дивиниловыми эфирами диэтиленгликоля. При одном и том же количестве сшивающего агента значение суммарного объема пор у амфолитов меньше, чем у сополимеров, из которых они получены. С увеличением количества сшивающего агента суммарный объем пор сополимеров и амфолитов возрастает, что объясняется увеличением жесткости сетки, приводящей к уменьшению усадочных деформаций при испарении воды. Значения удельной поверхности сорбентов практически не зависят от размера молекулы сшивающего агента. При применении в качестве сшивающего агента дивинилового эфира этиленгликоля значения суммарного объема пор сополимеров и ионитов больше, чем у сополимеров и ионитов, синтезированных на основе дивинилбензола. Однако дальнейшее увеличение длины молекулы сшивающего агента приводит к снижению величины суммарного объема пор, что связано очевидно с увеличением в молекуле сшивающего агента числа гибких связей -С-С- и -С-0-С-, образованием более эластичной сетки и увеличением усадочных деформаций при испарении воды. Именно поэтому пористость макросетчатых сополимеров и ионитов в негидратированном состоянии невелика [10]. Большое число эфирных сеток и гибкость сшивающего агента способствует набуханию этих сеток в воде, поэтому в гидратированном состоянии такие макросетчатые сорбенты обладают большой проницаемостью.

Приборы и материалы, используемые в работе

Контроль за содержанием исследуемых элементов в растворах осуществляли атомно-абсорбционным методом на двухлучевом спектрофотометре «Сатурн-2», электронные спектры поглощения регистрировали на спектрофотометре Specord UV Vis, ИК-спектры - на Specord М 80, спектры диффузного отражения - на колориметре Спектротон.

Рений и молибденсодержащие серно- и азотнокислые растворы готовили из Na2Mo04-2H20 и NaRe04. Концентрации рения и молибдена составляли 0,01-1,5 ммоль/л и 0,01-0,03 моль/л соответственно, H2SO4 или HN03 - 0,1; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 моль/л и рН= 4,0. Изучали также промышленные растворы, полученные после переработки Re-Mo-содержащих катализаторов.

Сорбционное извлечение галлия исследовали из раствора выщелачивания пылей электрофильтров печей спекания. Состав этого раствора следующий: 0,6 мг/л кальция, 4 г/л натрия, 3,6 г/л калия, 0,04 г/л железа, 0,9 г/л алюминия и 68 мг/л галлия.

Исходные растворы №(Ж)з)2 и Мп(Т"Юз)2 готовили из соответствующих солей марки «чда». Концентрация по иону Ni2+ составила 3,4-34,0 ммоль/л, а по иону Мп2+-90-180 ммоль/л.

Исходные растворы родия готовили из хлорида родия (III) путем его растворения в концентрированной соляной кислоте. Сорбцию изучали из свежеприготовленных растворов с концентрацией по Rli(III) 0,7 ммоль/л в 2М соляной кислоте и при рН=4,5.

Кроме индивидуальных растворов СоСЬ, готовили модельные растворы, содержащие наряду с ионами Со(П) ионы меди (II), железа (III), цинка (по 2,5 мг/л), марганца (II) (5,0 мг/л), а также калия, натрия, кальция и магния (по 5г/л). 2.3. Методики эксперимента

Сорбцию ионов металлов проводили в динамических или статистических условиях при постоянной температуре, как правило, 20+1 С.

Кинетику сорбции металлов исследовали методами «ограниченного объема» или «тонкого слоя» [154].

Десорбцию рения и молибдена осуществляли растворами 5% NaOH или 10% NH4OH (со слабоосновных ионитов) и 10% раствором NaOH+NaCl (с сильноосновных ионитов), ионов галлия - 1М H2SO4, ионов Ni2+ и Мп2+ - 1 М раствором HN03.

Концентрацию ионов металлов в растворах определяли фотометрическим [155-159] и атомно-абсорбционным [160, 161] методами.

Образцы анионитов для записи ИК - спектров готовили по методике [162]. Отнесение полос поглощения электронных и ИК-спектров производили согласно [163-167].

На основании экспериментальных данных по сорбции рассчитывали коэффициенты распределения (D), статическую обменную емкость (количество иона в ммоль, сорбированного 1 г ионита), динамическую (ДОЕ) и полную динамическую (ПДОЕ) обменную емкость D=Wr (6) где [Me] и [Me] - равновесные концентрации ионов в ионите и в растворе соответственно (ммоль/г, ммоль/л). V -N ПДОЕ = -=г- , (7) ДОЕ = ; (8). где V - пропущенный через колонку раствор, мл; Vn - объем раствора до проскока, мл; N - концентрация раствора, ммоль/мл; V - объем ионита, мл. Для описания механизма кинетики ионного обмена в системе RA- Mn(N03)2 - Ni(N03)2 -Н20 (Ш - ионит) по экспериментальным данным, полученным в статических условиях в ограниченном объеме раствора, рассчитывали коэффициенты разделения (Ks) и диффузии (J)s), а также степень обмена (F) по следующим формулам: KMMn = DN,/DM«; (9) где QQ - обменная емкость ионита до сорбции, ммоль/г; QfuQ - обменные емкости ионита соответственно к моменту времени t и при равновесии, ммоль/г; г - радиус зерна ионита, см; t - время обмена, с. Из уравнения (10) на основании прямолинейной зависимости F от (ty рассчитывали коэффициенты диффузии Ds по тангенсу угла наклона прямой. В методе «тонкого слоя» из полученных данных рассчитывали время полуобмена ty2 (при F = 0,5), а затем коэффициенты диффузии: Ds = (r2/4 )ty2; (11) где г - радиус зерна ионита, см. На основании экспериментальных данных рассчитывали величины Bt: 5/ = (1,08)2-F2 (12) Формальным критерием, определяющим гелевую кинетику, являлась прямолинейная зависимость Bt от t.

Галлий (III)

Как видно из полученных данных, обменная емкость по алюминию не превышает 1,5 мг/г и в 40 и 25 раз меньше емкости по галлию для АВ-16 и АН-31 соответственно.

Изучено разделение ионов алюминия и галлия при сорбции в динамических условиях. Результаты кинетических экспериментов представлены в табл. 8.

Сорбция галлия анионитом АВ-16 наиболее интенсивно протекает в первые минуты контакта с раствором, в то время как анионит АН-31 постепенно поглощает ионы галлия из раствора. Емкость анионита АВ-16 по галлию выше емкости АН-31, следовательно, скорость сорбции ионов галлия для АВ-16 почти на 2 порядка выше, чем для АН-31. Таблица 8 Кинетика сорбции ионов галлия из щелочного раствора. рН=11,0; навеска ионита - 0,1 г, объем элюата - 50 мл; CGa(III)=68 МГ/Л Ионит Времяконтакта,мин Обменнаяемкость погаллию, мг/г Степень сорбции Скорость обмена, мг/г-с АВ-16 234515306024 ч 9,517,020,721,022,022,624,060,0 0,28 0,32 0,33 0,35 0,43 0,50 0,52 1,00 0,079 0,094 0,086 0,070 0,024 0,013 0,007 АН-31 2515306024 ч 1,5 1,6 2,5 4,9 14,3 24,0 0,06 0,07 0,10 0,20 0,60 1,00 0,00050,0010,0030,0030,004 Исследование сорбции галлия из щелочных растворов в динамическом режиме на анионитах АВ-16 и АН-31 показало, что проскок галлия наблюдается уже в первой порции элюата при пропускании раствора через колонку с ионитом АН-31. Проскок же ионов галлия в этих условиях с анионита АВ-16 происходит лишь в 25ш порции элюата.

Полученные результаты согласуются с приведенными выше кинетическими данными, из которых следует, что в начальный момент контакта растворов с сорбентами скорости поглощения ионов галлия составляют 0,08-0,09 мг/г-с для АВ-16 и лишь 0,0005-0,003 мг/г-с для АН-31.

Полученные данные позволяют рекомендовать сильноосновной анионит АВ-16 поликонденсационного типа непористой структуры для извлечения галлия из щелочных растворов после выщелачивания пылей электрофильтров печей спекания. 3.4. Родий (III)

Родий сорбируется с трудом и выделяется неколичественно [24, 175-186]. При этом аминополимеры на стироловой основе с различными функциональными группами мало эффективны для извлечения и концентрирования родия в динамических условиях.

В солянокислых растворах ионное состояние Rli(III) представлено в виде следующих форм: ШіСІб3" (при концентрации НС1 более 6 моль/л); RhCl63\ Rh(H20)Cl52- (при CHci = 2-6 моль/л); Rli(H20)2Cl52" Rh(H20)2CLf (при Снсі = 0,5-2 моль/л); Rh(H20)CLr, Rh(H20)3Cl3 (при CHci = 0,1-0,25 моль/л). Такое многообразие ионных форм Rli(III) требует применения комплексообразующих ионитов, а также специальных методов подготовки растворов к ионообменному извлечению родия (III) [24, 179, 180, 185-191].

При решении указанной проблемы хорошо зарекомендовали себя

иониты на основе сополимеров метилакрилата с дивинилсульфидом и ДЦСА, а также аминосодержащие и аминофосфорнокислотные комплексообразующие амфолиты [185, 186, 190-192]. Изучено сорбционное извлечение родия (III) анионитами макросетчатой структуры АНС-80 и АН-106 на основе сополимеров метилакрилата и ДЦСА (дивинилсульфид и дивиниловый эфир диэтиленгликоля), для сравнения с ними взяты низкоосновные аниониты на основе сополимеров стирола и дивинилбензола (АН-221, АН-511).

В сильнокислых средах (Снсі=2 моль/л) большей обменной емкостью по родию обладают пористые аниониты АН-511 и АН-221 (рис. 10). Степень извлечения на анионите АН-511 составляет 80% (рис. 11). Ионообменное равновесие можно выразить уравнением: 3RC1 + [RhCl6]3- - R3RliCl6 + ЗСГ. (21)

Зависимость степени извлечения Rli(III) от времени анионитами АНС-80 (1, 2), АН-221 (3, 4), АН-106 (5, 6), АН-511 (7, 8) из 2М НС1 (1, 3, 5, 7) и при рН=4,5 (2, 4, 6, 8); тиошта= 0,2 г, V=200 мл; См(Ш)=0,7 ммоль/л Вид спектров диффузного отражения при насыщении сорбента из растворов Rli(III) в 2М НС1 изменяется в зависимости от времени и условий подготовки образцов для твердофазной спектроскопии (рис.12). После контакта анионита с указанным раствором навески обезвоживали на фильтре без дополнительной промывки; при этом наблюдался максимум при длине волны 510 - 520 нм (рис. 12 сп. 1). При промывке водой навесок анионита, насыщенных ионами [ШіСІб]3", происходят структурные изменения этих анионов. В спектре 2 (рис. 12) появляются максимумы при длинах волн 430 и 400 нм, что позволяет предположить образование акватированных комплексов родия (III) типа [Rh(H20)2Cl4]\ [ШіСІ2(Н20)4]+ [193]. Изменение спектров диффузного отражения фазы анионита, насыщенного ионами [ШтС1б]3 из 2М НС1, наблюдалось нами и при хранении образцов навесок, а также после их термообработки (при -100 С).

Сорбция родия (III) в слабокислой среде (рН 4,5) имеет свои особенности, связанные с ионным состоянием растворов и химической структурой ионитов. В растворах с рН 4-5 в равновесии находятся анионы RhCl63-, Rli(H20)Cl52-; Rh(H20)2CLf; Rli(H20)3Cl3; Rli(H20)5Cl2+, Rli(H20)4Cl2+. По сравнению с сильнокислыми растворами степень извлечения родия (III) увеличивается на анионите АНС-80 (рис. 10, 11, кривая 2) и уменьшается на прочих сорбентах (кривые 4, 6, 8). Анионитом АНС-80 за 4 часа контакта с раствором извлекается -80% Rh(III) (рис. 11, кривая 2), анионитами АН-221, АН-511 и АН-106 - лишь 31, 44 и 53% соответственно. Химическая структура АНС-80 (аминная и карбоксильная функциональные группы и серосодержащий сшивающий агент) позволяет сорбировать из слабокислых растворов различные ионные формы родия.

Извлечение Ga(III) из растворов выщелачивания пыл ей глиноземного производства

На рис. 28 (а) представлены изотермы сорбции рения анионитами АВ-17-10П и АН-105-12П из системы Re (VII) - НС1 - SnCl2 - KSCN. Количество поглощенного рения непрерывно возрастает с увеличением его концентрации и в условиях эксперимента насыщение не наблюдается. Начальный участок изотермы сорбции ионного ассоциата рения (VII) с бриллиантовым зеленым на анионите АВ-17-10П выгнут относительно оси концентрации (рис. 28 (б)). Такой тип изотерм отвечает случаю, когда сила взаимодействия между сорбированными молекулами красителя больше силы взаимодействия между раствором красителя и сорбента [210].

Влияние кислотности на изменение оптических свойств сорбата ионного ассоциата рения (VII) с бриллиантовым зеленым приведено на рис. 29. Видно, что изменение функции Кубелки-Мунка проходит через максимум в области рН 4-6.

Зависимость аналитического сигнала от продолжительности контакта фаз исследовали в оптимальных условиях кислотности. Установлено, что максимум аналитического сигнала в системе Re (VII) - бриллиантовый зеленый достигается за 15 мин (рис. 30 (а)). При определении рения с тиоцианат-ионом требуется большее время установление сорбционного равновесия (60 мин) (рис. 30 (б)).

Для экспрессности анализа можно использовать фиксированное время перемешивания, за которое равновесие еще установилось не полностью, но градуировочный график, тем не менее, линеен.

В выбранных оптимальных условиях построены градуировочные графики для определения Re(VII) методом спектроскопии диффузного отражения.

Градуировочные графики для определения рения с тиоцианат-ионом линейны в интервале концентраций 0,5-20 мкг/мл, для определения с бриллиантовым зеленым - 0,05-1 мкг/мл. Уравнения градуировочных графиков приведены ниже (где С - концентрация Re (VII); п = 3).

Как видно из уравнений градуировочных графиков, более чувствительным и удобным является определение рения с тиоцианат-ионом, в котором окрашенное соединение получено в растворе, и определение рения с бриллиантовым зеленым, в котором органический реагент добавлен к рению, сорбированному на анионите, поскольку коэффициенты а в данных случаях имеют наиболее высокое значение.

Относительные пределы обнаружения разработанных методик составляют 0,05 мкг/мл и 0,005 мкг/мл для определения рения с тиоцианат-ионом и бриллиантовым зеленым соответственно. Абсолютные пределы обнаружения - 1 мкг и ОД мкг Re (VII).

Изучено влияние некоторых сопутствующих элементов на сорбционно-спектроскопическое определение рения (VII). Результаты представлены в табл. 10. Сорбционно-спектроскопическому определению рения (VII) в виде тиоцианатного комплекса не мешают Мо (VI), Си (II) 10 мг/л, 100-кратные избытки Fe (II), Ni (II), Zn (II), 1000-кратные избытки К+, Na+. Определению Re (VII) в виде ионного ассоциата не мешают 104-кратные избытки ионов К+, Na+, СГ, NO3", SO42"; ионы Мо (VI), Си (II), W (VI) в молярных соотношениях МО2, 1-Ю3, 40 соответственно. Таблица 10 Влияние посторонних ионов на определение рения (VII) методом спектроскопии диффузного отражения

Полученные результаты использованы для разработки сорбционно-спектроскопической методики определения Re(VII) в воде. 100 Методики определения Re(VII) методом спектроскопии диффузного отражения а)в виде тиоцианатного комплекса

Пробу воды 25,0 мл помещают в градуированные пробирки, добавляют 7,5 мл 4 М соляной кислоты, 1,0 мл 1 М раствора SnCb, 2,0 мл 2 М раствора KSCN, 0,2 г анионита АВ-17-10П и встряхивают в течение 30 мин, после чего ионит отфильтровывают и измеряют коэффициенты диффузного отражения при длине волны 470 нм. Содержание Re(VII) в воде находят по градуировочному графику AF( R ) - CRC(VII) в) в виде ионного ассоциата рения (VII) с бриллиантовым зеленым

Пробу воды 25,0 мл помещают в градуированные пробирки, добавляют 0,2 г анионита АВ-17-10П и встряхивают в течение 15 мин, затем отфильтровывают, добавляют 1,0 мл 25 н. фосфорной кислоты, 1,0 мл 0,2%-ного раствора бриллиантового зеленого и измеряют коэффициенты диффузного отражения при длине волны 630 нм. Содержание Re(VII) в воде находят по градуировочному графику AF( R ) - CRe(vu).

Похожие диссертации на Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью