СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА (III) В РАСТВОРАХ ЧИСТЫХ СОЛЕЙ
METHOD FOR PHOTOMETRIC DETECTION IRON (III) IN SOLUTIONS OF PURE SALTS

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к фотометрическому методу анализа, и может быть использовано для определения содержания железа (III) в растворах чистых солей в очень малых концентрациях.
Известен способ фотометрического определения железа (III) с помощью глицилтимолового синего, заключающийся в добавлении к анализируемому раствору буферного раствора с рН 6,0, 2-3-кратного избытка органического реагента (О.А.Татаев, К.Н.Багдасаров. Применение органических реагентов в электрофотометрии. В 2-х частях. Часть 2. - Махачкала: Изд-во Дагестан. ун-та, 1972. - С.19-33).
MR
Недостатком известного способа является невысокая чувствительность (ε=16000).
Технический результат заключается в повышении чувствительности при фотометрическом определении железа (III).
Технический результат достигается, что в способе фотометрического определения железа (III) в растворах чистых солей, включающем переведение его в комплексное соединение с глицилтимоловым синим в слабокислой среде, к раствору железа (III) с рН 4,8-6,5 добавляют 150-250-кратное количество глицилтимолового синего, 0,1-0,4 мл раствора поверхностно-активного вещества, полученного путем добавления к 0,2 г моноалкилфенилового эфира полиэтиленгликоля на основе полимердистиллята воды до 100 мл, и воды до 10 мл объема с последующим нагреванием на водяной бане при температуре 80-98°C в течение 3-6 минут.
Поверхностно-активное вещество (ПАВ) получают путем добавления к 0,2 г моноалкилфенилового эфира полиэтиленгликоля на основе полимердистиллята (ОП - 7) [Поверхностно-активные вещества: Справочник А.А.Абрамзон, В.В.Бочаров, Г.М.Гаевой и др.; под ред. А.А.Абрамзона и Г.М.Гаевого. - Л.: Химия, 1979. - 376 с. - С.305] воды до 100 мл:
n
2n+1
6
4
2
4
m
CHCHO(CH)H,
где n=8÷10, m=6÷7.
Состав, %: ОП - 99, влаги - 0,5.
Глицилтимоловый синий (R) /натриевая соль 3,3′-бис-(карбокси-метиламинометил)-тимолсульфофталеин/ синтезирован по реакции Манниха. (R) получают взаимодействием тимолового синего с избытком гликокола в присутствии формальдегида при 40°С. Выделение готового продукта осуществляют ацетоном [1, с.19-33; Черкесов А.И. и др. Сб. Фталексоны. - Саратов: Саратов. пед. ин-т, 1970. - С.25-26; Бусев А.И. Синтез новых органических реагентов для неорганического анализа. - М.: МГУ, 1972. - С.31-32].
-4
-2
Пример. Определение железа (III) с (R) в присутствии ПАВ. В пробирки помещают по V мл 10 М раствора железа (III), по 3 мл буферного раствора с рН 5,6, по 0,3 мл 0,2% раствора ПАВ, по 1 мл 10М раствора (R), доводят объем раствора до 10 мл дистиллированной водой, нагревают на водяной бане при температуре 80-98°С в течение 3-6 минуты. Фотометрируют на КФК с длиной волны λ=540 нм и толщиной кюветы l=1 см относительно раствора холостого опыта, не содержащего железа (III).
-4
Линейность градуировочного графика соблюдается в интервале концентраций железа (III) (0,1-1,0)·10 моль/л. Молярный коэффициент светопоглощения комплекса равен:
.
MR
(R) - 11-основная органическая кислота, ионизация которой идет в интервале значений функции кислотности Гаммета и рН. Цепь сопряжения (R) включает 11 атомов (фиг.1). В отсутствие ПАВ, вероятно, (R) образует с железом (III) шестичленный цикл, отсюда цепь сопряжения увеличивается до 12 атомов (фиг.2). В присутствии ПАВ, который обволакивает комплекс, сильно прижимая ион металла и реагент, образуется еще дополнительный четырехчленный цикл, цепь сопряжения увеличивается до 15 атомов, а чем длиннее цепь сопряжения, тем интенсивнее окраска комплекса (фиг.3), больше ε, чувствительнее реакция.
Преимущества предлагаемого способа фотометрического определения железа (III) с (R) в присутствии ПАВ следующие:
- резко в 7 раз возрастает чувствительность определения железа (III) в присутствии ПАВ по сравнению с его отсутствием;
- комплекс железа (III) с (R) не выпадает в осадок;
- реакция образования комплексного соединения идет в водной среде, в связи с чем отсутствует необходимость в органических растворителях, отрицательно влияющих на организм человека;
- образующийся комплекс устойчив;
- хорошая воспроизводимость анализа.
MR
MR
- определению железа (III) с (R) в присутствии ПАВ в изучаемых условиях не мешают А1 (III) (ε=200), Fe(II) (ε=34000).