Исследования по усовершенствованию полярографической методики определения микропримесей цинка, свинца и меди в индии высокой чистоты с отделением избытка индия экстракцией диэтиловым эфиром

ИЗВЕСТИЯ '

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

Том 167

1967

ИССЛЕДОВАНИЯ ПО УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОЙ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОПРИМЕСЕЙ ЦИНКА, СВИНЦА И МЕДИ В ИНДИИ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ С ОТДЕЛЕНИЕМ ИЗБЫТКА ИНДИЯ ЭКСТРАКЦИЕЙ ДИЭТИЛОВЫМ ЭФИРОМ

Н. А. МЕСЯЦ, Л. Ф. ЗАИЧКО, Р. С. ТЮТЮНЬКОВА, М. С. ЗАХАРОВ

Данная работа явилась продолжением разработанной нами ранее методики определения свинца и меди в индии высокой чистоты [1]. Фоном для определения указанных примесей служил щелочный раствор этилендиамина. Как показали более поздние исследования, этот фон непригоден для систематических анализов, так как этилендиамин требует длительной очистки электролизом, в результате которой частично разлагается и создает трудности для полярографирования. Поэтому нами были проведены исследования по усовершенствованию этой методики. Экстрагент был взят тот же (диэтиловый эфир). В качестве фона был выбран тартратно-аммиачный фон (0,1 М винная кислота+0,25 М уксус -но-кислый аммоний). Реактивы для приготовления этого фона марки ч.д.а. и не требуют дополнительной очистки, в работе устойчивы. Потенциалы пиков исследуемых элементов: Zn = — 0,96 в (нас.к.э.), Jn = — 0,6 в (нас.к.э.), РЬ = — 0,45 в (нас.к.э.), Си = — 0,2 в (нас.к.э-). Чтобы индий не мешал определению свинца и меди по достижении его пика (—0,6 в /нас.к.э-) производили остановку потенциометрического барабана для полного растворения индия, затем снимали зубцы свинца и меди.

Ранее [1] нами было установлено время экстрагирования, необходимое для количественного отделения примесей РЬ и Си от индия. Это время составляло 9 минут, то есть проводилась тройная экстракция по три минуты каждая. При таком времени экстрагирования часть примеси (особенно цинка) адсорбируется на поверхности воронки вовремя встряхивания и потери при определении составляют ~ 50% (для Zn). В связи с этим нами были проведены исследования по определению оптимального времени эстрагирования. Оно было выбрано исходя из двух условий: во-первых, чтобы потери Zn были наименьшие, и во-вторых, чтобы меньше оставалось индия, так как он мешает дальнейшему определению примесей (особенно Zn), в результате большого остаточного тока. Нами изучено влияние избыточного количества индия на форму и величину зубца Zn. Концентрация индия менялась в интервале от 5 .мкг/мл до 700 мкг/мл. Выяснено, что индий в концентрации до 300—400 мкг/мл не оказывает существенного влияния на зубец Zn» большая концентрация индия порядка 600—700 мкг/мл экранирует зубец Zn. То есть при экстрагировании 99,92% всего количества индия должно быть удалено из раствора и остаться всего 0,08%, чтобы не мешать определению микропримесей Pb, Си и особенно Zn-

Выбрано оптимальное время экстрагирования: трехкратное экстрагирование со временем 1,5 мин.; 2 мин.; 2 мин. При экстрагировании в этих условиях один раз перегнанным диэтиловым эфиром остается очень много индия, который делает определение примесей почти невозможным (~1800—1900 мкг/мл). Для частичного удаления избыточного количества индия нами было опробовано прокаливание остатка после выпаривания кислой фазы при температуре улетучивания бромида индия ^Вгз (~371°С). Температура улетучивания бромидов остальных металлов намного выше: 1пВт2 — 702°", РЬВг2—918°, СиВга—1357°, ЛпВг2—630°. Чтобы большая часть индия перешла в ЛпВг3 при растворении навесок индия в 5М НВг добавляли 0,3—0,5 мл Вг2. Путем прокаливания остатка в течение 10—15 минут при 1°—370°С—375° оставалось незначительное количество индия 400 мкг/мл) и определение 2п, РЬ и Си было возможным. Но при выяснении летучести ¿п при высокой температуре оказалось, что при температуре несколько выше ~ 380—390° часть ¿п может улететь совместно с индием, поэтому такой метод удаления индия требует очень тщательного соблюдения определенной температуры и не совсем удобен для систематических анализов- Следовательно, этот путь, хотя и был признан положительным, не давал надежной и удобной методики определения примесей в индии высокой чистоты.

После проведения этих исследований нами опробован другой путь частичного удаления избытка индия. Для этой цели взят новый фон (0,03 М Н3Р04+0,25 М уксуснокислый аммоний), то есть вместо винной кислоты взята фосфорная кислота, фосфат — ион которой подавляет зубец индия 20 раз). Было выяснено влияние концентрации фосфорной кислоты на величину зубца 2п и найдено, что при концентрации 0,03 М фосфат не влияет ни на зубец 2п, ни на зубцы Си и РЬ, подавляется только индий. На полярограмме получается соизмеримый с остальными зубцами зубец индия. Но при работе с фосфорной кислотой создаются различные трудности, связанные с образованием пленок на поверхности ртути и появлением неизвестного зубца в области потенциалов, лежащих между пиком свинца и меди (—0,25 в/нас. к.э.). Как показало изучение этого зубца, он образуется не каким-то металлом в растворе, а именно пленкой фосфата, и затрудняет определение меди. Поэтому, этот фон можно с успехом использовать лишь для определения 2п и РЬ.

Нами опробован еще один путь: улучшение качества диэти-лового эфира. Несмотря на литературные ссылки [2] о том, что ди-этиловый эфир непригоден для количественного экстрагирования индия нами проведена дополнительная обработка диэтилового эфира, с целью улучшения полноты извлечения индия. Для этого один раз перегнанный эфир подвергался обработке металлическим натрием или прокаленным хлористым кальцием и последующей перегонке в молибденовом аппарате. При использовании этого эфира получено удовлетворительное отделение основной массы индия. Остается 200—190 мкг/мл, то есть 0,4% от всего количества индия. В присутствии такого количества индия возможно

Таблица 1

Результаты по определению микропримесей

2п и Си в индии высокой чистоты.

Плавка № 27

№ Содержание примесей, %

п. п. гп Си

1 3,8-10-5% 5,3-10-6 %

2 4-10-5% 5,10-6%

3 3,5-10-5% 5,3-10—6 И

4 4,10-5% 8, Ю-6%

5 3,5 10-5% 8,7*10-6%

6 4,10-5% 9,10-6%

7 3,8-10-5% 9,10-6%

полярографирование на тартратно-аммиачном фоне (рН = 6). По предложенной методике проведен ряд анализов образцов индия на содержание в них 2п и Си (табл. 1).

ЛИТЕРАТУРА

1. М. С. Захаров, Н. А. Месяц. Определение микроконцентрации меди, свинца и висмута в индии с отделением избытка индия экстракцией. Сб. Методы анализа химических реактивов и препаратов, вып. 5—6, Изд. ИРЕА, 1963.

2. С. И. С и н я к о в а, А. Р. Дударева и др. Определение примесей меди, свинца, кадмия и цинка в особо чистом индии и его солях методом амальгамной полярографии со стационарным электродом. Том XVIII, в. 3, изд. АН СССР, 1963.