СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОЛИБДЕНА В ПРИСУТСТВИИ ВОЛЬФРАМА В ПРОМЫШЛЕННЫХ

ОБЪЕКТАХ

SPECTROPHOTOMETRIC DETERMINATION OF MOLYBDENUM IN THE PRESENCE OF TUNGSTEN IN AN INDUSTRIAL FACILITY

Саламов A.X., к.п.н., доцент, ФГБОУ ВПО «Ингушский государственный университет», Россия, Магас

Алакаева Л.А., д.х.н., профессор ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. X. М.

Бербекова», Россия, Нальчик DOI: 10Л2737/4612

Аннотация: В настоящее время обнаружение и определение малых концентраций элементов, в том числе и молибдена в присутствии вольфрама, является одной из актуальных проблем анализа.

В данной работе показана возможность спектрофотометрического обнаружения и определения малых концентраций молибдена в комплексе с пара-диметиламинофенилфлуороном (и-ДАФФ).

Подобраны оптимальные условия проведения реакции: pH раствора, концентрации реагента, время созревания раствора комплекса, порядок добавления реагента, влияние вольфрама и условия его маскирования.

На основе полученных данных разработан спектрофотометрический метод определения молибдена в присутствии вольфрама на промышленных пробах гидрометаллургической технологии.

Нижний предел обнаружения молибдена в комплексе с пара- диметиламинофенилфлуороном составляет п-Ю"10 г/мл Мо.

Summary: In this work we show the possibility of spectrophotometric detection and determination of low concentrations of molybdenum in a complex with p- диметиламинофенилфлуороном (n - Duff).

The optimal reaction conditions : pH , reagent concentration , the ripening of the complex solution , the order of addition of the reagent, the effect of tungsten and conditions of its concealment.

Based on the data developed spectrophotometric determination of molybdenum in the presence of tungsten in industrial samples hydrometallurgical technology .

Currently, detection and measurement of low concentrations of elements including molybdenum in the presence of tungsten is one of the urgent problems of analysis.

The lower limit of detection of molybdenum complex with para- диметиламинофенилфлуороном is n • 10-10 g / ml Mo .

Ключевые слова: молибден, спектры, комплекс, поглощение, состав, свойства, органический реагент.

Keywords: molybdenum spectra complex absorption composition, properties , the organic reagent.

Проблемой аналитической химии редких элементов является обнаружение и определение их малых концентраций в природных водах и промышленных объектах.

Во второй половине 20 века для обнаружения и определения редких элементов широкое распространение получили комплексы с органическими реагентами различных классов. В частности, широкое распространение получили органические реагенты группы триоксифлуоронов. Впервые 9-метил- 2,3,7-триоксифлуорон был предложен в 1937 г. швейцарскими химиками Венчером и Дукертом как реактив на сурьму [1].

В последствии были синтезированы [2] и использованы в анализе множество производных триоксифлуорона с различными заместителями в положении - R. В частности, пара-диметиламинофенилфлуорон имеет следующую формулу (рис. 1).

Формула пара-диметиламинофенилфлуорона

Рис. 1. Формула пара-диметиламинофенилфлуорона

r-c8nh6

В промышленных условиях различные содержания молибдена чаще определяют калориметрически визуально в виде роданидного комплекса при восстановлении его до Мо4+ в присутствии вольфрама [3].

В практике широко используют роданидный метод определения молибдена. Недостатком роданидного определения молибдена является малая чувствительность; процесс восстановления Мо6+ до Мо4+ неустойчивый, динамичный и зависит от условия восстановления.

Растворы комплекса молибдена с роданидом нельзя подвергать измерению поглощательной способности световой энергии через оптические приборы (ФЭК, СФ и другие), так как при разложении пробы и при восстановлении Мо6+ до Мо4+ молибден может находиться в растворе в различных ионных состояниях, с которыми роданид может давать опалесценцию, невидимую для глаза, но приборы будут фиксировать резкое увеличение оптической плотности раствора [4].

Экспериментально обнаружено снижение чувствительности аналитической реакции образования роданидных комплексов с молибденом при восстановлении Мо6+ до Мо4+ неорганическими восстановителями. Такое же явление наблюдается и при образовании комплексов молибдена с органическими реагентами.

Установлено, молибден с высокой степенью окисления Мо6+ эффективно вступает в комплексные соединения с органическими реагентами и с высокой степенью чувствительности.

Вольфрам всюду сопутствует молибдену. Поэтому определение молибдена в присутствии вольфрама весьма актуальна.

В данной работе показана возможность спектрофотометрического определения молибдена в состоянии Мо6+ в присутствии вольфрама в природных водах и промышленных объектах в комплексе с пара- диметиламинофенилфлуороном.

Экспериментальная часть.

Исходные ОД М растворы молибдена и вольфрама готовили растворением в воде Na2Mo04-2H20 «ч.д.а.» и Na2W04*2H20 «ч.д.а.». Рабочие растворы получали разбавлением исходных растворов. Пара-

диметиламинофенилфлуорон применяли марки «ч.д.а.». Его 0,001 М готовили растворением точной навески в этиловом спирте с добавлением 1 мл 8 Н HCI и нагреванием, затем доводили до соответствующего объема этиловым спиртом. Оптимальные значения pH создавали растворами едкого калия и соляной кислоты и контролировали стеклянным электродом с использованием иономера ЭВ-74, прокалибрированного по стандартным буферным растворам.

Спектры поглощения растворов молибдена, вольфрама, реагента пара- диметиламинофенилфлуорона и комплексов Мо и W регистрировали в участке спектра 320-800 нм с помощью спектрофотометра СФ-26.

В области максимумов поглощения растворами световой энергии измерения проводили через 0,5-1 нм.

Результаты исследования и их обсуждение.

Для исследования возможности исследования комплексообразования молибдена пара-диметиламинофенилфлуороном в анализе промышленных объектов, природных вод и горных пород предварительно были изучены оптимальные условия взаимодействия Мо с п-ДАФФ, а также оптические свойства образующихся комплексов.

Предварительно проведенным поиском было установлено, что при добавлении раствора п-ДАФФ к раствору Мо и создании оптимальных условий раствор из желтого цвета переходит в красный.

Спектры поглощения растворов п-ДАФФ и комплексов молибдена и вольфрама с п-ДАФФ в интервале длин волн 320-700 нм представлены на рис. 2.

Спектры поглощения растворов п-ДАФФ (I), комплексов с п- ДАФФ молибдена (II) и вольфрама(Ш)

Рисунок 2. Спектры поглощения растворов п-ДАФФ (I), комплексов с п- ДАФФ молибдена (II) и вольфрама(Ш)

Как видно из рис. 2 большое поглощение растворов самого реактива п- ДАФФ наблюдается в области 440-570 нм с максимумом при 460 нм.

Раствор комплекса вольфрама с п-ДАФФ поглощает световую энергию в области 450-520 нм с максимумом поглощения в интервале 470-480 нм.

Раствор комплекса молибдена с п-ДАФФ имеет два максимума поглощения: первый в области 460-500 нм с максимумом при 480 нм и второй в области 570-600 нм с максимумом при 585 нм. Следует отметить, что в максимуме поглощения раствора комплекса молибдена с п-ДАФФ при длине волны, равной 585 нм наблюдается минимальное поглощение растворов реактива и комплекса вольфрама с п-ДАФФ.

Соотношение компонентов в комплексе с п-ДАФФ установлено методами молярных отношений и изомолярных серий (рис. 3)

Определение соотношения компонентов методом изомолярной серий

Рис. 3. Определение соотношения компонентов методом изомолярной серий

Смо = Сп-дафф = 1*10 4 М, V—10 мл, pH—3,6.

Как видно из рис. 3, соотношение компонентов в комплексе Мо:п- ДАФФ=1:2.

Подобраны оптимальные условия фотометрической реакции молибдена с пара-диметиламинофенилфлуороном. Для этого исследовано влияние различных факторов на интенсивность поглощения световой энергии растворами комплекса с п-ДАФФ.

Растворы Мо с п-ДАФФ максимально поглощают световую энергию в интервале pH 2-5 с максимумом при pH 3,6 (рис.4).

Зависимость А от pH раствора Мо с п-ДАФФ

Рис.4. Зависимость А от pH раствора Мо с п-ДАФФ

Смо = Сп-дафф = 1 ? 10 4 М, V—10 мл

В дальнейшем pH 3,6 создавали добавлением на V=10 мл буфера, состоящего из 0,05 М раствора янтарной кислоты и 0,05 М раствора буры.

Максимальное поглощение световой энергии раствором комплекса с п- ДАФФ достигается при соотношении Мо: п-ДАФФ= 1:10. В условиях эксперимента максимальное значение оптической плотности (А) достигается через 10 минут и далее остается постоянным в течение пяти часов. Растворы комплекса Мо с п-ДАФФ подчиняются закону светопоглощения БугераЛамберта-Бера, то есть наблюдается прямолинейная зависимость в интервале концентрации 10'4-10'3 М молибдена или 2,4* 10"5 мг Мо в 10 мл раствора.

Проведено исследование влияния вольфрама на раствор комплекса Мо с п-ДАФФ. Для этого брали 1 мл 1 * 10"4 М молибдена, добавляли различные количества раствора вольфрама 1 * 10"4 М, доводили pH до 3,6 и через 20 минут фотометрировали на спектрофотометре СФ-26. В условиях эксперимента до соотношения Mo:W=l:2 наблюдается увеличение оптической плотности. От соотношения Mo:W = 1:2 и далее до Mo:W = 1:7 остается А постоянной, то есть отсутствует влияние W на оптическую плотность раствора комплекса Мо с п-ДАФФ. При дальнейшем увеличении концентрации W наблюдается постепенное снижение значения А.

В условиях эксперимента W можно замакировать сухой солью винной кислоты до соотношения Mo:W=l:1000.

Методика определения Мо в комплексе п-ДАФФ в присутствии W была использована для определения Мо в промышленных растворах гидрометаллургического завода (табл. 1).

Определение Мо в комплексе с п-ДАФФ в присутствии W в промышленных водах ГМЗ

Таблица 1

проб

Содержание, г/л

Найдено

Разница

Мо

W

Мо, г/л

2873

сл

0,08

0,000102

- 0,00798

2869

сл

0,030

0,000050

- 0,002950

3004

0,005

0,005

0,006200

-0,0012

2952

0,009

0,006

0,008300

+ 0,0007

2997

0,075

37,50

0,075600

- 0,0006

2892

0,050

47,50

0,049500

+ 0,0005

Как видно из табл. 1, содержание Мо в промышленных пробах находятся в удовлетворительной степенью точности.

Чувствительность метода определения Мо в комплексе п-ДАФФ составляет п-10'10 г/мл.

Полученные результаты по определению Мо в комплексе с п-ДАФФ были подвергнуты статистической обработке. Коэффициент вариации не превышает 0,48.

Библиографический список

  • 1. Назаренко В.А., Антонович В.П. Триоксифлуороны. - М.:Изд-во «Наука», 1973.
  • 2. Методы получения химических реактивов и препаратов: Сб. /В.А.Назаренко, Н.В.Лебедева, М.П.Шустова, Е.А.Бирюк. - М.:Изд-во НРЕА, 1963. - выпуск 7. С.21.
  • 3. Анализ минерального сырья./Под ред. Ю.Н.Книпович и Ю.В.Морочевского. - М.:Изд-во Госхимиздат, 1959.
  • 4. Быкова В.С., Скрижинская В.И. Методы определения и анализа редких элементов. - М.: Изд-во АН СССР, 1965.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >