Инверсионно-вольтамперометрическое определение платины, родия и иридия при совместном присутствии в растворах их хлоридных и нитритных комплексов. Дипломная (ВКР). Химия.
⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Инверсионно-вольтамперометрическое определение платины, родия и иридия при совместном присутствии в растворах их хлоридных и нитритных комплексов
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Платиновые металлы, соединения и
материалы на их основе (сплавы, катализаторы, порошки, покрытия, оксидные
пленки) сочетают в себе уникальные физические и химические свойства, благодаря
чему играют важную роль в разных отраслях промышленности. Россия входит в
тройку лидеров по производству платиновых металлов, которые образуют валютный
фонд государства [1].
Современный уровень развития науки и
техники выдвигает задачу определения малых количеств веществ во все более
сложных объектах, поэтому требования, предъявляемые к методам анализа следовых
количеств веществ, постоянно повышаются.
Актуальным также является разработка условий анализа многокомпонентных систем.
Интерес к хлоридным и нитритным
комплексам был обусловлен тем, что при вскрытии руд платиновых металлов они
присутствуют в основном в виде хлоридных комплексов, а при аффинаже - в виде
нитритных. Вольтамперометрическому определению платиновых металлов в растворе
их нитритных комплексов предшествует стадия пробоподготовки: переведение нитритного
комплекса в хлоридный путем длительного упаривания с хлороводородной кислотой.
Недостатками данного способа являются длительность, трудоемкость и выделение
токсичных газов.
Целью данной работы является
исследование возможности инверсионно-вольтамперометрического определения
платины, родия и иридия при совместном присутствии в растворах их хлоридных и
нитритных комплексов.
1.1 Физико-химические
свойства платины, родия, иридия
Платина -
химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 78, атомная
масса 195,08, внешняя электронная конфигурация 4f 14 5d 9 6s 1 .
Серовато-белый пластичный металл. Температуры плавления и кипения - 1769°С и
3800°С, удельное электрическое сопротивление - 0,098 мкОм·м. Платина - один из
самых тяжелых (плотность 21,5 г/см 3 , атомная плотность 6,62·10 22 ат/смі)
и самых редких металлов: среднее содержание в земной коре 5·10 -7 % по
массе [2].
Платиновая чернь -
мельчайший порошок платины с размером частиц 20-40 мкм. Как и все
мелкораздробленные металлы, платиновая чернь имеет черный цвет. Каталитическая
активность платиновой черни намного выше, чем у компактного металла.
При комнатной
температуре металлическая платина весьма инертна, при нагревании в атмосфере
кислорода медленно окисляется с образованием летучих оксидов. В
мелкораздробленном состоянии поглощает большие количества кислорода. Платина
растворяется в жидком броме и в царской водке. При нагревании реагирует с
другими галогенами, пероксидами, углеродом, серой, фосфором, кремнием. Разрушается
при нагревании со щелочами в присутствии кислорода, поэтому в платиновой посуде
нельзя плавить щелочи.
В своих соединениях
платина проявляет почти все степени окисления от 0 до +8, из которых наиболее
устойчивы +2 и +4. Для платины, как и для родия и иридия, характерно
образование многочисленных комплексных соединений. Платина является очень
активным катализатором многих химических реакций, в том числе используемых в
промышленных масштабах. Используется при лечении больных раком легкого[3].
Родий - элемент
побочной подгруппы восьмой группы периодической системы химических элементов
Д.И. Менделеева, атомный номер 45, атомная масса 102,906, внешняя электронная
конфигурация 4d 8 5s 1 5p 0 5d 0 . Твёрдый переходный металл серебристо - белого цвета. Типичные
соединения родия (III) имеют глубокий тёмно-красный цвет.
Этот металл по
химической стойкости в большинстве коррозионных сред превосходит платину.
Металлический родий растворяется в царской водке при кипячении, а также
электрохимически, анодно- в смеси перекиси водорода и серной кислоты.
Мелкоизмельчённый родий медленно окисляется только при температуре выше 600 ˚C.
Например, для превращения 200 мг родия в оксид нагреванием порошка металла в
пламени горелки Бунзена требуется 3 суток [4]. При нагревании медленно взаимодействует
с концентрированной серной кислотой, раствором гипохлорита натрия и
бромоводорода. При спекании реагирует с расплавами гидросульфата калия KHSO 4 ,
пероксида натрия Na 2 O 2 и пероксида бария BaO 2 .
Высшую степень
окисления +6 родий проявляет в гексафториде RhF 6 , который образуется
при прямом сжигании родия вофторе. В низших степенях окисления +1 и +2 родий
образует комплексные соединения. Наиболее распространенные степени +1 и +3.
Иридий - химический
элемент с атомным номером 77 в периодической системе, обозначается символом Ir,
атомная масса 192,2, внешняя электронная конфигурация 4f 14 5d 7 6s 2 .
Содержание иридия в земной коре ничтожно мало (10 −7 %). Он
встречается гораздо реже золота и платины. Кристаллическая структура -
кубическая гранецентрированная; электрическое сопротивление - 5,3·10 −8 Ом·м
(при 0°C); плотность - 22,65 г./смі. Иридий - очень твёрдый, тугоплавкий,
серебристо-белый переходный металл платиновой группы, обладающий высокой
плотностью и сравнимый по этому параметру только с осмием. Имеет высокую
коррозионную стойкость даже при температуре 2000°C.
Иридий устойчив на
воздухе при обычной температуре и нагревании. При прокаливании порошка в токе
кислорода при 600-1000°C образует в незначительном количестве IrO 2 .
Выше 1200°C частично испаряется в виде IrO 3 . Компактный иридий при
температурах до 100°C не реагирует со всеми известными кислотами и их смесями.
Свежеосажденная иридиевая чернь частично растворяется в царской водке с
образованием смеси соединений Ir(III) и Ir(IV). Порошок иридия может быть
растворён хлорированием в присутствии хлоридов щелочных металлов при 600-900°C
или спеканием с Na 2 O 2 или BaO 2 с последующим
растворением в кислотах. Наибольшее значение имеют соединения иридия в степени
окисления +3 и +4 [5].
Особое место в химии платиновых
металлов занимают хлоридные и нитритные комплексы, свойства которых лежат в
основе аффинажа и широко используются в аналитической химии [6].
1.2 Хлоридные комплексы
платины, родия, иридия
Платина образует два ряда
комплексных хлоридов: производные платины (IV) общей формулы M n [PtCl 6 ] и производные платины(II) типа M 2 [PtCl 4 ], где М - водород или
щелочные, щелочноземельные элементы, органические основания. Соединения платины
(IV)
получают главным образом растворением металла в смеси соляной и азотной кислот,
при этом наряду с H 2 [PtCl 6 ]·6H 2 O
(оранжево-красные кристаллы, расплывающиеся на воздухе) образуется и
нитрозосоль (NO) 2 [PtCl 6 ], которую можно
перевести в платинохлористоводородную кислоту повторной обработкой раствора
горячей водой и соляной кислотой. Стандартный окислительно-восстановительный
потенциал пары [PtCl 6 ] 2- / [PtCl 4 ] 2 - он составляет +0,7 В.
При реакции обмена H 2 [PtCl 6 ] с солями калия, рубидия, цезия и аммония (карбонатами и
галогенидами) получают характерные желтые малорастворимые хлороплатинаты.
Система Rh(III) - Н 2 O - CI - характеризуется сложными превращениями, включая акватацию,
гидролиз, реакции изомеризации и полимеризации. Протекающие при этом в данной
системе гидролитические процессы не сопровождаются изменением степени окисления
центрального атома. Стандартный окислительно-восстановительный потенциал пары [RhCl 6 ] 3 - /Rh равен +0,43 В, а для пары [RhCl 6 ] 2- / [RhCl 6 ] 3 - он
составляет +1,2 В.
При концентрации родия в растворе
5·10 -3 - 7,5·10 -4 М, и рН 3,3 - 4,5 начинается гидролиз.
В щелочных растворах происходит быстрое замещение хлорид-ионов на ОН - -группы
и образование полиядерных гидроксокомплексов с высокой степенью полимеризации.
Области доминирования
хлорокомплексов родия (III) в НСl - растворах при t = 25°С с концентрацией по металлу 5·10 -4 М приведены в
таблице 1.
Таблица 1 - Химические формы
нахождения комплексов родия (III) в солянокислых растворах
[RhCl 6 ] 3- , [Rh(H 2 O)
Cl 5 ] 2-
[Rh(H 2 O) Cl 5 ] 2- ,
[Rh(H 2 O) 2 Cl 4 ] -
[Rh(H 2 O) 2 Cl 4 ] - ,
[Rh(H 2 O) 3 Cl 3 ] 0
В солянокислых и хлоридных водных
растворах иридий присутствует в виде комплексов, проявляя степени окисления +3
и +4. Величина Е° системы [IrCl 6 ] 3- /Ir = 0,86 В, а Е° [IrCl 6 ] 2- /[IrCl 6 ] 3- ,
приводимый разными авторами, колеблется в диапазоне от +0,87 до +1,02 В в
зависимости от ионной силы раствора [7].
Хлоридные комплексы иридия (III)
менее лабильны, чем хлорокомплексы родия (III). Процессы акватации иона [IrCl 6 ] 3 - происходят примерно в 100 раз медленнее, чем иона
[RhCl 6 ] 3- в
аналогичных условиях. Скорость реакций акватации зависит от числа хлорид-ионов
во внутренней координационной сфере комплекса. Влияет на скорость акватациии
увеличение концентрации катионов щелочных металлов, а при постоянной
концентрации изменяется в ряду Li + >Na + > К + .
Хлорокомплексы иридия (III) в водных
растворах менее устойчивы и более реакционноспособны по сравнению с комплексами
иридия (IV) [8].
В солянокислых и хлоридных водных растворах
хлорокомплексы иридия (IV) восстанавливаются, причем в качестве восстановителей могут
выступать молекулы воды, ОН - - ионы (в слабокислых и слабощелочных
растворах), а также ионы Сl - :
4 [IrСl 6 ] 2- + 2Н 2 O↔ 4 [IrCl 6 ] 3- + O 2 + 4Н + , (1)
4 [IrCl 6 ] 2- + 4OН ↔ 4 [IrС1 6 ] 3- + O 2 + 2Н 2 O, (2)
2 [IrСl 6 ] 2- + 2Сl ↔ 2 [IrСl 6 ] 3- + С1 2 . (3)
Указанные реакции являются в той или
иной мере обратимыми и протекают без изменения внутренней координационной
сферы. Поэтому даже в концентрированных растворах НСl и КСl и в присутствии газообразного хлора
в результате восстановления образуются хлорокомплексы иридия (III). Процесс
восстановления [IrСl 6 ] 2 -
ускоряется под действием УФ облучения [9].
1.3 Нитритные комплексы
платины, родия, иридия
Комплексы рассматриваемых металлов с
нитрит ионами в качестве лигандов образуются при нитровании нитритом натрия и
замещения лигандов во внутренней сфере исходных, например хлоридных комплексов
на ион NO 2 - В нитрокомплексах платиновые металлы проявляют более низкие
характерные для них степени окисления по сравнению с другими их комплексными
соединениями. Известны комплексы следующего состава: [M(NO 2 ) 4 ] 2- , где М = Pd(II), Pt(II); [M'(NO 2 ) 6 ] 3- , где М' = Rh(III), Ir(III). Различие в составе и
свойствах указанных соединений обусловливает возможность разделения близких по
свойствам платиновых металлов. Нитритные комплексы хорошо растворимы в водных
растворах и не гидролизуются.
Нитрокомплексы платины, родия и
иридия в аффинажном производстве получают путем нитрования исходных хлоридных
комплексов:
H 2 [PtCl 6 ]
+ 7NaNO 2 = Na 2 [Pt(NO 2 ) 4 ] + 4NaCl +
NO 2 ↑ + 2HC1, (4) 3 [RhCl 6 ] + 6NaNO 2
= Na 3 [Rh(NO 2 ) 6 ] + 3НС1 + 3NaCl, (5) 2 [IrCl 6 ]
+ 7NaNО 2 = Na 3 [Ir(NО 2 ) 6 ] +
4NaCl + NО 2 + 2HC1. (6)
При последующей операции осаждения
происходит сильное разогревание растворов и выделение ядовитых паров оксидов
азота:
NaNO 2 + НС1 = NaCl + HNO 2 , (7)
HNO 2 →
NO 2 + NO + H 2 O, (8)
2HC1
+ 2NaNO 2 = 2NaCl + NO 2 + 8NO + H 2 O. (9)
Кроме того, операция нитрования
проводится для очистки растворов от неблагородных металлов, которые выделяются
в форме гидроксидов:
МеС1 3 + 3NaNО 2 + 3Н 2 О
= Ме(ОН) 3 ↓ + 3NaCl + 3HNО, (10)
МеС1 2 + 2NaNO 2 + 2Н 2 О = Ме(ОН) 2 ↓+ 2NaCl + 2HNО 2 . (11)
Золото при этом восстанавливается до
элементного состояния:
2Н[АuСl 4 ] + 6NaNО 2 → 2Аu↓ + 6NaCl + 6NО 2 + 2НС1. (12)
Нитритные комплексы родия и платины
характеризуются тяжело разрушаемой структурой, что приводит к безвозвратной
потере металлов в аффинажном производстве, особенно их микроколичеств за счет
невозможности перевода их в более лабильные соединения [10].
1.4 Технологические
аспекты аффинажа платиновых металлов
На аффинаж поступает как первичное
сырье (концентраты шламов и «шлиховая платина»), так и вторичное (электронный
лом, отработанные электролиты и катализаторы). Выбор оптимальной
технологической схемы и режимов технологических операций зависит от состава
продуктов, подлежащих переработке. С целью максимального извлечения ценных
металлов с минимальными потерями, а также с целью сокращения незавершенного
производства, необходимо рационально сочетать в технологическом цикле известные
методы и приемы [11].
Аффинаж по классической схеме
предусматривает выделение платиновых металлов в виде труднорастворимых
комплексных соединений с последующим их прокаливанием и получением
аффинированных порошков. Следует подчеркнуть, что в настоящее время и в нашей
стране, и за рубежом для вскрытия платиносодержащего сырья используется процесс
нитрования, в результате которого все металлы платиновой группы переходят в
раствор в виде комплексных нитритов, золото остается в твердом остатке в
элементном состоянии. Важно отметить специфику поведения иридия в процессе этой
операции. Установлено, что при нитровании металлического иридия и
иридийсодержащих продуктов в раствор переходит Ir (III) в виде прочного
комплекса [Ir(NO 2 ) 6 ] 3 -
[12].
Процесс нитрования платиновых
металлов ведут раствором NaNO 2 в соотношении 1:1.
Избытка NaNO 2 следует избегать, т.к.
при последующей операции осаждения солей возможно сильное разогревание
растворов и выделение оксидов азота и может произойти высаливание металлов в
гидраты. Заметим, что если в гидратах повышено содержание платиновых металлов,
то их промывку ведут хлоридными растворами. Растворы от промывки гидратов
присоединяют к пронитрованным растворам.
Такие растворы поступают на операцию
выделения концентрата раствором NH 4 C1, содержащего смешанные соли натрия и аммония.
Процесс электролиза осуществляется в
электролитической ванне с титановым катодом, который навешивается на медные
штанги, покрытые платиновой фольгой, и анодом из титана.
Последняя операция - очистка
выделившегося на катоде металла от примесей. После проверки раствор
декантируется и промывается дистиллированной водой до отсутствия в пробе хлора
и свинца. В ходе данного этапа происходят самые значительные потери
металловзасчет невозможности их экспрессного детектирования в смывных водах
[13].
1.5 Методы определения
платины, родия, иридия
Методы атомно-абсорбционной
спектроскопии используются в анализе практически любого технического или
природного объекта, особенно там, где необходимо определить небольшие
содержания элементов.
Широко применяется
атомно-абсорбционное определение металлов платиновой группы в продуктах с
высоким их содержанием (шламы, концентраты и др.) Предложены методы прямого
определения элементов без их разделения и отделения от сопутствующих металлов.
При анализе бедных продуктов
определению предшествует стадия концентрирования, используя, например,
пробирное коллектирование или экстракцию [14].
Известны также методики определения
металлов платиновой группы в биологических образцах методом электротермической
атомно-абсорбционной спектроскопии [15].
Отходы горно-металлургического
производства для определения потери благородных металлов анализируют
атомно-абсорбционным методом с предварительным химическим разложением проб.
Предел обнаружения с помощью
атомно-абсорбционного анализа для многих элементов характеризуется величиной
порядка 10 -5 -10 -6% . Погрешность определения обычно
составляет примерно 5% и в зависимости от различных условий изменяется в
пределах от 3 до 10%.
Метод имеет также ряд ограничений:
не определяются элементы, резонансные линии которых лежат в далеком
ультрафиолете; трудность многоэлементного анализа; дорогостоящее оборудование и
материалы [16].
Атомно-эмиссионный спектральный
анализ (АЭСА) - метод элементного анализа, основанный на изучении спектров
испускания свободных атомов и ионов в газовой фазе в области длин волн 150-800
нм.
Для определения металлов платиновой
группы в пробах сульфидных медно-никелевых руд с малым (10 -2 -10 -8 %)
их содержанием, при значительном содержании в этих пробах меди, никеля, железа,
наибольшее применение получил эмиссионный спектральный анализ в сочетании с
эффективными методами, позволяющими определять благородные металлы и концентрировать
их из больших навесок.
Для прямого определения металлов в
порошковых и солевых пробах разработаны схемы с применением атомизатора,
включающего печь-пламя, дугу переменного тока и последующий искровой разряд с
абсолютной чувствительностью 10 -8 г для навесок массой 1 г с
коэффициентом вариации 7-10%. Для анализа металлических сплавов рекомендуется
использовать искровой разряд. При этом образуются пары и аэрозоль, которые
вдуваются в пламя.
Для определения концентраций
платиновых металлов в сплавах золота и серебра (если сплавы содержат более 1%
металлов платиновой группы) применяется эмиссионно-спектральный анализ с
использованием квантометров [17].
Чувствительность и
точность АЭСА главным образом зависят от физических характеристик источников
возбуждения спектров - температуры, концентрации электронов, времени пребывания
атомов в зоне возбуждения спектров, стабильности режима источника и т.д. Для
решения конкретной аналитической задачи необходимо выбрать подходящий источник
излучения, добиться оптимизации его характеристик с помощью различных приемов -
использование инертной атмосферы, наложение магнитного поля, введение
специальных веществ, стабилизирующих температуру разряда, степень ионизации
атомов, диффузионные процессы на оптимальном уровне и т.д. Ввиду многообразия
взаимовлияющих факторов при этом часто используют методы математического
планирования экспериментов [18].
Инверсионная вольтамперометрия (ИВ)
- это метод электрохимического анализа, в котором для снижения нижней границы
определяемых концентраций используется предварительное концентрирование
анализируемого компонента на рабочем электроде с помощью различных
электрохимических или химических реакций с последующей регистрацией
вольтамперограммы концентрата (кривой «ток - потенциал»). На такой
вольтамперограмме будет наблюдаться пик (рисунок 1), положение которого на оси
потенциалов характеризует природу определяемого компонента, а высота
определяется концентрацией накопленного на электроде вещества и, следовательно,
является аналитическим сигналом [19].
а - электронакопление; б - окисление
концентрата
Рисунок 1 - Схематическое
изображение принципа инверсионной вольтамперометрии
Вольтамперные инверсионные методы
называют катодными или анодными в зависимости от характера инверсионного потока
(восстановления или окисления соответственно). Направление поляризации
электрода зависит от свойств накопленного вещества [20].
Процесс измерения включает несколько
стадий. В наиболее распространенном варианте метода - анодной ИВ, реализуют
обычно четыре стадии:
. Электрохимическая регенерация
поверхности индикаторного электрода: потенциал регулируется в пределах 0 - 650
мВ.
. Электроконцентрирование
определяемых металлов на поверхности индикаторного электрода в режиме
предельного тока при вращении электрода и поддержании отрицательного потенциала
Е э в пределах от 0 до -1500 мВ.
. Успокоение раствора перед съемкой
вольтамперной кривой. Потенциал электрода поддерживается близким потенциалу
стадии накопления (Е 3 = Е 2 ).
. Измерительная стадия. Потенциал
линейно изменяют от Е 3 до Е 1 . Скорость развертки задается
в пределах 60-300 мВ/с [21].
В последние годы активно применяют
модифицированные электродыдля устранения влияния так называемых «химических
шумов» - совокупности токов разряда примесей и емкостных составляющих [22].
Инверсионный вольтамперометрический
метод является одним из самых чувствительных методов используемых в микро- и
даже суб-микро анализе количества органических и неорганических веществ [23].
Основные метрологические
характеристики - коэффициент чувствительности, границы определяемых содержаний
и предел обнаружения, систематическая и случайная погрешности существенно
зависят от условий проведения анализа (времени электронакопления, потенциала
электролиза, природы фонового электролита) [24].
Существенными преимуществами
инверсионных электрохимических методов перед другими методами определения
следовых количеств неорганических и органических веществ в растворах являются:
· возможность определения
значительного числа химических элементов Периодической системы и многих
органических веществ;
· низкие пределы
обнаружения, достигающие для некоторых элементов (Cd, Bi, Tl, Pb, Sb, Ni) и
органических веществ уровня 10 -9 - 10 -11 М;
· высокая селективность
и хорошие метрологические характеристики методик на их основе;
· легкость
компьютеризации и автоматизации аналитических определений;
· относительная
простота и сравнительная дешевизна приборов;
· наличие приборов
новых моделей, выпускающихся в последнее время в Санкт-Петербурге и Томске
[25].
В последние годы число публикаций,
посвященных инверсионным методам, неуклонно растет. Это связано с появлением
новых приборов, а также с переходом к использованию ртутных пленочных и твердых
электродов.
В опубликованных до сих пор обзорных
работах и книгах по электрохимическому инверсионному анализу платиновых
металлов основное внимание уделялось хлоридным комплексам [3,256,27]. В
настоящее время известно немного работ посвященных исследованию ниритных
комплексов данных металов, среди них [28,29]. Поэтому представляет определенный
интерес рассмотреть возможности применения ИВ для определения платины, родия и
иридия в составе нитритных комплексов,
используемых в аффинаже, без предварительного переведения их в хлоридные.
Актуальным также является разработка
условий анализа многокомпонентных систем. Известны методики инверсионного
вольтамперометрического определения родия и иридия из одной аликвоты [30].
Разность потенциалов анодного растворения платины, родия и иридия указывает на
возможность раздельного определения металлов при их совместном присутствии в
растворе.
Таким образом, целью данной работы
явилось исследование возможности инверсионно-вольтамперометрического определения
платины, родия и иридия при совместном присутствии в растворах их хлоридных и
нитритных комплексов. Данная проблема представляет в настоящее время большой
научный и практический интерес в связи с поступлением огромных объемов
растворов платиновых металлов в смывные воды аффинажных производств по причине
проблематичности экспрессного детектирования микроконцентраций этих металлов.
Для достижения поставленной цели
предстояло решить ряд задач:
· исследовать
возможность индивидуального определения хлоридных и нитритных комплексов
платины, родия, иридия, используя различные фоновые электролиты;
· проверить
возможность раздельного определения хлоридных и нитритных комплексов
следующих пар платиновых металлов из одной аликвоты: платина и родий, родий и
иридий, платина и иридий;
· определить
аналитические характеристики метода инверсионно-вольтамперометрического
определения платины, родия и иридия при совместном присутствии, руководствуясь
литературными данными [31].
H 3 [IrCl 6 ],
х.ч., 2 [Pt(NO 2 ) 4 ]·6
H 2 O, х.ч., 3 [Rh(NO 2 ) 6 ]·6 H2O, х.ч., 3 [Ir(NO 2 ) 6 ],
х.ч., концентрированная, х.ч.,
H 2 SO 4 ,
ч.д.а., 3 , ч.д.а., 2 , ч.д.а.,
Спектрофотометр Analytic Jena SPEKOL
1300,
Анализатор вольтамперометрический
ТА-4 (OOO «НПП Томьаналит»),
Стаканчики из оптически прозрачного
кварца вместимостью 20 мл,
Рабочий электрод - углеродсодержащий,
Электрод сравнения - хлорсеребряный,
Вспомогательный электрод -
хлорсеребряный,
Пипетки стеклянные вместимостью 0,1;
0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0 мл,
Дозатор пипеточный, ТУ 64 - 1 - 3329
- 81, 5-50 мкл.
2.2 Планирование
эксперимента для оптимизации условий инверсионно-вольтамперометрического
определения платины, родия и иридия
Планирование
проводим путем полного факторного эксперимента. Параметр оптимизации - сила
тока. Факторы, влияющие на определение платины, родия и иридия:
х 1 -
время накопления (80 - 300 с);
х 2 -
потенциал накопления (-0,8 - (-0,4)) В;
х 3 - рН
фонового электролита (1-7).
Матрица
планирования в кодированной форме представлена в таблице 2.
Таблица 2 - Матрица
планирования ПФЭ 2 3
По методу Йейтса
рассчитали коэффициенты регрессии (b i ). Дисперсию (s u 2 ) считали по формуле:
S u 2 = ((y ср - y 1 ) 2 + (y ср - y 2 ) 2 + (y ср - y 3 ) 2 ) / (n-1). (13)
Полученные данные
представлены в таблице 3.
Таблица 3 -
Значения коэффициентов регрессии и дисперсии
По формулам (14-15)
рассчитали дисперсию эксперимента (S ср 2 ) и дисперсию коэффициентов регрессии (S bi 2 ):
По критерию Граббса
проверили однородность дисперсии:
Так как G табл > G экс , дисперсия однородна.
По формуле (18)
нашли погрешность коэффициентов регрессии:
Дb i = ±t (p; f)· S bi = ±0,06. (18)
Сравнили абсолютные
значения коэффициента регрессии и его погрешности. Получили математическую
модель:
у =0,92 + 0,27 х 1
- 0,15 х 2. (19)
Следовательно, влияющие факторы на
параметр оптимизации: x 1 и х 2 .
Проверили
адекватность математической модели по критерию Фишера.
Так как F табл > F экс , модель адекватна.
Значения параметра оптимизации опыта
центра плана отражены в таблице 4.
Таблица 4 - Значения параметра
оптимизации в опыте в центре плана
Из полученных
данных следует, что кривизна поверхности значительна, оптимум близок.
2.3 Подготовка к
проведению вольтамперометрического определения
Углеродсодержащий электрод применяют
в качестве рабочего. При подготовке поверхности электрода к работе срезают
торец толщиной 0,3 - 0,5 мм и промывают дистиллированной водой.
Хлорсеребрянный электрод принимают в
качестве электрода сравнения и вспомогательного электрода. Перед работой
серебряную спираль выкручивали против часовой стрелки из корпуса электрода.
Корпус заполняли с помощью шприца раствором KCl 1М. Аналогичным образом
готовили все шесть электродов, используемых в работе.
Растворы хлорида калия, нитрата
калия и нитрита натрия готовили путем разбавления точных навесок в
дистиллированной воде.
Растворы соляной и серной кислот
готовили путем разбавления концентрированных кислот в дистиллированной воде.
Растворы хлоридных комплексов платины,
родия и иридия концентрацией 1 мг/л готовили разбавлением более
концентрированных растворов в 1М соляной кислоте.
Растворы нитритных комплексов
платины, родия и иридия концентрацией 1 мг/л готовили кипячением хлоридных
комплексов с насыщенным раствором NaNO 2 .
2.4 Идентификация
исследуемых растворов по электронному спектру поглощения
а - H 2 [Pt(NO 2 ) 4 ], С=1 г/л;
b-H 2 [PtCl 6 ], С=1 г/л; l=1 см
Рисунок 2 - Спектры поглощения
растворов H 2 [PtCl 6 ] и H 2 [Pt(NO 2 ) 4 ]
Максимум оптической плотности при
длине волны 460 нм в растворе хлоридного комплекса платины свидетельствует о
том, что в растворе отсутствуют какие-либо комплексы, кроме формы [PtCl 6 ] 2- Максимум оптической плотности в растворе нитритного
комплекса платины при длине волны 350 нм свидетельствует о том, что в растворе
отсутствуют какие-либо комплексы платины, кроме формы [Pt(NO 2 ) 4 ] 2 - [32].
а - H 3 [Rh(NO 2 ) 6 ], С=5
мг/л; b-H 3 [RhCl 6 ], С=5 г/л; l=1 см
Рисунок 3 - Спектры поглощения
растворов H 3 [RhCl 6 ] и H 3 [Rh(NO 2 ) 6 ]
Максимумы оптической плотности
растворов родия при длинах волн 354 нм и 518 нм свидетельствует о том, что в
растворе отсутствуют какие-либо комплексы, кроме [Rh(NO 2 ) 6 ] 3- и [RhCl 6 ] 3- .
а - H 3 [Ir(NO 2 ) 6 ], С=5
мг/л; b-H 3 [IrCl 6 ], С=0,1 г/л; l=1 см
Рисунок 4 - Спектры поглощения
растворов H 3 [IrCl 6 ] и H 3 [Ir(NO 2 ) 6 ]
Максимумы оптической плотности
растворов иридия при длинах волн 356 нм и 488 нм свидетельствует о том, что в
растворе отсутствуют какие-либо комплексы, кроме [Ir(NO 2 ) 6 ] 3- и [IrCl 6 ] 3- .
2.5 Методика выполнения
измерений на анализаторе ТА-4
Выполнение измерений проводят в три
этапа: отмывка электрохимической ячейки; проверка стаканчиков, фонового
раствора и электродов на чистоту; измерение концентраций определяемых элементов
в анализируемой пробе и в пробе с добавкой. Проводят проверку методики и
работоспособности электродов методом «введено-найдено».
Перед анализом каждой пробы проводят
отмывку стаканчиков и электродов: наливают по 10 мл дистиллированной воды в
стаканчики и устанавливают их в анализатор. Проводят отмывку ячеек при
потенциале 0,5 Вв течении 120 секунд, операцию повторят трижды, меняя воду.
Проверяют стаканчики, фоновый
раствор и электроды на чистоту: в стаканчики вносят 10 мл дистиллированной воды
и добавляют 0,2 мл фонового электролита. Стаканчики с полученным фоновым
раствором и электроды устанавливают в анализатор и начинают регистрацию
вольтамперограмм фона. Регистрируют три воспроизводимые вольтамперограммы.
Стаканчики, фоновый раствор и электроды считают чистыми, если на
вольтамперограммах отсутствуют пики определяемых элементов. В проверенный
фоновый электролит добавляют аликвотную часть анализируемой пробы и приступают
к проведению измерений величины силы тока, соответствующей концентрации
определяемого элемента. Регистрируют три воспроизводимые вольтамперограммы
пробы. Далее в ячейки внося
Похожие работы на - Инверсионно-вольтамперометрическое определение платины, родия и иридия при совместном присутствии в растворах их хлоридных и нитритных комплексов Дипломная (ВКР). Химия.
Сочинение На Тему Образ Тараса Бульбы
Контрольная работа: Предмет и метод бухгалтерского учета 2 Характеристика метода
Spotlight 3 Контрольная Работа Модуль 2
Реферат по теме Иммобилизованные растительные клетки
Курсовая Работа На Тему Анализ Финансовой Устойчивости Зао Спп "Коелгинское"
Методы правового регулирования предпринимательской деятельности
Какие Слова Нельзя Использовать В Сочинении Егэ
Доклад по теме Мясоедов Г.Г.
Реферат: A Comparison Of The Women Of Wharton
Реферат: Анализ структуры и задач основных подразделений Азовского НИИ Рыбного Хозяйства. Скачать бесплатно и без регистрации
Доклад по теме Познание собственного тела, его чувственных и половых потребностей
Сочинение: "На что он руку поднимал..."
Контроль Как Функция Управления Курсовая Работа
Сочинение Про Мужество
Сочинение Карнавал На Осенней Полянке
Контрольная Работа 11 Класс 2 Вариант
Реферат: Анализ финансового состояния УП «Маладосць». Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Политико-территориальная структура общества
Гдз По Немецкому Контрольная Работа 8 Класс
Формат Написания Эссе
Курсовая работа: Прогрессивные технологии в строительстве
Реферат: Булевые операции
Реферат: A Review Of 5 Poems Essay