Определение серебра методом инверсионной вольтамперометрии на графитовом электроде

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2015, том 58, №8_

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

УДК 543.554

Р.У.Вахобова, А.М.Зарипова, Г.Ч.Хамзаева, Г.М.Бобиев*, академик АН Республики Таджикистан Д.Н.Пачаджанов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕРЕБРА МЕТОДОМ ИНВЕРСИОННОЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИИ НА ГРАФИТОВОМ ЭЛЕКТРОДЕ

Таджикский национальный университет, Таджикский государственный педагогический университет им. С.Айни, Институт химии им. В.И.Никитина АН Республики Таджикистан

Показана возможность применения классической инверсионной вольтамперометрии с использованием графитового электрода для определения содержания серебра в водных растворах.

Ключевые слова: инверсионная вольтамперометрия - серебро - изолейцин - координационные соединения - анодное растворение - потенциал пика.

В последние десятилетия инверсионная вольтамперометрия находит все более широкое применение при определении низких концентраций различных веществ как неорганической, так и органической природы. Наиболее широко она применяется для количественного определения металлов. В последние годы в связи с появлением большого количества серебросодержащих лекарственных препаратов актуальным стало определение микроколичеств этого элемента в различных объектах. В литературе имеется небольшое количество методик вольтамперометрического определения серебра. Большая часть из них посвящена анодной инверсионной вольтамперометрии [1-7] и меньшая часть посвящена катодной вольтамперометрии [8-10]. При анодной вольтамперометрии применялось электровыделение металлического серебра на твёрдых электродах (платиновые, графитовые, стеклоугле-родные) из растворов азотной, хлорной кислот, нитратов калия, аммония и других электролитов [2,4,6].

В некоторых источниках [2,6,8] указывалось на определённые трудности инверсионно-вольтамперометрического определения серебра на твёрдых электродах, связанные главным образом с регенерацией этих электродов. В других источниках [11,12] указывалось, что при использовании графитсодержащих электродов регистрировалось несколько пиков растворения серебра, сконцентрированного на них, что затрудняло обработку вольтамперограмм и ухудшало воспроизводимость результатов. При этом один острый пик растворения серебра получен при использовании вращающегося дискового электрода из стеклоуглерода [12] в кислых (0.01 М И2804), нейтральных (0.05 М КК03) и аммиачных (0.05 М КЫ40Ы + 0.05 М N^N0^ растворах. Электрохимическое концентрирование проводили при потенциале -0.6В (отн. нас. ХСЭ). Всё вышеизложенное привело нас к заключению о том, что методику вольтамперометрического определения серебра необходимо разрабатывать для каждого конкретного случая.

Адрес для корреспонденции: Пачаджанов Далер Набиджанович. 734069, Республика Таджикистан, г.Душанбе, ул. Айни, 299/2, Институт химии АН РТ. E-mail: daler37@mail.ru. Хамзаева Гулбахор Чагировна г.Душанбе, пр.Рудаки.17. Таджикский Национальный Университет. E-mail: Khamzaeva1963@mail.ru.

Целью настоящего сообщения явилось изучение возможности и определение оптимальных условий определения серебра на переменно токовом полярографе марки ППТ-1 в классическом режиме с использованием графитового и насыщенного хлоридсеребряного электродов.

Экспериментальная часть

Полярографический метод исследования проводили на переменно токовом полярографе марки ППТ-1 в классическом режиме. Для полярографических измерений применяли ячейку ёмкостью 50 мл. В качестве рабочего индикаторного электрода использовали графитовый электрод с площадью 9.42 мм2. Электродом сравнения служил насыщенный хлорид-серебряный электрод и все потенциалы отнесены к этому электроду.

Для получения серии стандартных растворов готовили 0.1 М раствор нитрата серебра. Стандартные растворы меньших концентраций готовили путём последовательного разбавления исходного стандартного 0.1 М раствора.

Для изучения полярографического поведения ионов серебра в исследуемых растворах на графитовом электроде приготовленный раствор помещали в ячейку, проводили электролиз на электроде при выбранном потенциале накопления и времени накопления. Затем проводили снятие кривой анодного растворения при изменении потенциала от выбранного значения потенциала накопления до положительного потенциала. Силу тока глубины анодного пика в микроамперах рассчитывали по формуле: 1=^-И/250, где Ь - глубина анодного пика, мм; ЭТ - диапазон тока, мкА; 250 - ширина диаграммной ленты, мм.

Результаты и обсуждение

Первоначально нами были определены оптимальные условия, при которых регистрируется максимальный ток анодного растворения серебра. В таблице приведены данные вольтамперометри-ческого определения серебра в присутствии фона 0.05 М КН^Н. На рисунке приведены вольтампе-рограммы исследуемых растворов.

Таблица

Параметры определения Ag+ на фоне 0.05 М КН^Н

Концентрация Ag+, М Ь, мм Л V мв/с ^кА 1, мин Е°п, В Еь В

0.05 М КН4ОН - 20 40 - 5 - -

1 10-3 ст. р-р Ag+ + фон 80 40 40 12.8 0 +0.40 +1.8

1 • 10-3 ст. раствор 113 40 20 18.1 1 +0.77 +1.4

1 • 10-3 ст. раствор 60 100 50 24.00 1 -0.28 +1.2

1 • 10-6 ст. раствор 37 20 40 2.96 1 +0.89 +1.6

Как видно из таблицы, в фоновом растворе даже при времени накопления 5 минут не содержится серебра. Вольтамперометрическое определение серебра в фоновом электролите с накоплением и без него показало, что при этом регистрируется пик с потенциалом Еп=0.40 В и Еп=+0.77 В, соответственно, а глубина пика при накоплении увеличилась почти в 1.5 раза. Различные потенциалы пика, вероятно, объясняются тем, что была использована различная скорость линейной развертки потенциала - 40 и 20 мВ/с соответственно.

В пользу этого предположения свидетельствуют данные о том, что при определении гидразина, разность потенциалов его электроокисления может достигать 1 В [13].

1

1. 0.05 М N44 ОН ЬТ = 20, V = 40,

Е„ = + 0.40 В

Рис. Вольтамперные кривые серебра на фоне 0.05 М ЫИ40И и в присутствии изолейцина с серебром.

Накопление серебра без фонового электролита осуществляется по реакции:

+ е ^ Ле

3

4

Накопление серебра на аммиачном фоне на электроде осуществляется в виде плёнки металлического серебра согласно реакциям:

а) Ag++2NHз  [Ag(NHз)2+]

б) ^(КНз)2+] + ё Ag + 2КНз

При анодном растворении происходит окисление металлического серебра до Ag+:

Ag - ё ^ Ag+

Самыми близкими оказались потенциалы пика при определении серебра в концентрациях 10-3 и 10-6 моль/л при времени накопления 1 мин и скорости развертки 20 и 40 мВ/с. С уменьшением концентрации серебра уменьшилась и глубина пика в 6 раз. Близость потенциалов пика серебра свидетельствует о том, что эти условия являются оптимальными при определении серебра классической инверсионной вольтамперометрией.

Таким образом, показана возможность применения классической инверсионной вольтампе-рометрии с использованием графитового электрода для определения содержания серебра в водных растворах.

Поступило 04.06.2015 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кирюшов В.Н., Вайс А.А., Скворцова Л.И. - Электрохимические методы анализа (ЭМА-99). -Тез. докл. 5-й Всерос. конф. с участием стран СНГ (Москва, 6-8 дек. 1999 г.). - М., 1999.

2. Козина С.А. - Украинский химический журнал, 2003, т. 69, № 11-12, с. 44-47.

3. Колпакова В.А., Коробейников А.Ф. - Электрохимические методы анализа (ЭМА-99). -Тез. докл. 5-й Всерос. конф. с участием стран СНГ (Москва, 6-8 дек. 1999 г.). - М., 1999.

4. МВИ ФР.1.31.2002.00590. Методика выполнения измерений массовой концентрации серебра и селена в воде питьевой, столовой, лечебно-столовой и минеральной методом инверсионной вольт-амперометрии. - М.: Аквилон, НКПФ; http://www.aquilab.ru

5. Петров С.И., Щукина В.Д., Сурикова Ж.В. - Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2008, т.74, №12, с.5-8.

6. Вольтамперометрический способ определения серебра в водных средах: пат. 2330274 Рос. Федерация. № 2007102373/28; заявл. 22.01.07; опубл. 27.07.08, Бюл. № 3, 3 с.

7. Xie Hong-qi, Li Yi-heng - Anal. Lett.,2003, v. 36, №13.

8. Слепченко Г.Б., Гиндуллина Т.М., Черемпей Е.Г., Хлусов И.А., Щукина Т.И., Федущак Т.А. - Известия Томского политехнического университета, 2011, т. 318, № 3, с.46-49.

9. Pickup N.L., Shapiro J.S., Wong D.K. - Anal. Chim. Acta, 1998, v.364, рр.1-3.

10. Yang Chun-Hai. - Natur. Sci. J. Xiangtan Univ., 2003, v. 25, №3.

11. Eisner U., Mark H.B. - J. Electroanal. Chem., 1970, v.24, № 2-3, рр.345-355.

12. Kopanica M., Vydra F. - J. Electroanal. Chem., 1971, v.31, № 1, рр. 1175-1181.

13. Алексеенко К.В., Баталова В.Н., Мокроусов Г.М., Мартынова Д.Н. - Вестник Томского государственного университета, 2013, № 376, с. 192-194.

Р.У.Вахобова, А.М.Зарипова, Г.ЧДамзаева, Р.М.Бобиев*, Д.Н. Почожонов** ОМУЗИШИ НУЦРА БО УСУЛИ ВОЛТАМПЕРОМЕТРИЯИ ИНВЕРСИОНЙ БО ИСТИФОДА АЗ ЭЛЕКТРОДИ ГРАФИТЙ

Донишго^и миллии Тоцикистон, *Донишго%и давлатии омузгории Тоцикистон ба номи Садриддин Айни, **Институти химияи ба номи В.И. Никитини Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон

Имконияти истифодабарии волтамперометрияи инверсионии классикй бо истифода аз электроди графитй барои муайян кардани микдори нукра дар махлулх,ои обии намакх,ои он ва пайвастах,ои координатсиониаш бо изолейтсин нишон дода шудааст.

Калима^ои калиди: волтамперометрияи инверсиони - нукра - изолейтсин - пайвастауои координатсиони - уалшавии аноди.

R.U.Vakhobova, A.M. Zaripova, G.Ch.Khamzaeva, G.M.Bobiev*, D.N.Pachadjanov** THE STUDY OF SILVER BY A METHOD INVERSION VOLTAMMETRY

ON A GRAPHITE ELECTRODE

Tajik National University, V.I.Nikitin Institute of Chemistry, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan

Possibility of application classical inversion voltammetry with use of a graphite electrode for definition of the maintenance of silver in water solutions of its salts and coordination compounds with Isoleucine is shown.

Key words: inversion voltammetry - silver - isoleucine - coordination compounds - anode dissolution -peak potential.