Для фотометрического определения скандия в литературе описано сравнительно много реагентов. Среди них сульфофенилазохромотроповая кислота, глиоксаль-бис-(2-оксианил), п-нитроазобензол хромотроповая кислота, кверцетин, 1-(2-гидрокси-5-нитрофенил)-3-изопропил-5-(2-бензоксазолил)формазан, люмогаллион, азопроизводные 8-оксихинолина другие реагенты [1-2-3]. Но чувствительность и избирательность определения для большинства реагентов не очень высоки. Установлено, что азореагенты на основе пирогаллола представляют несомненный интерес для определения многих элементов [4]. Поэтому целью настоящей работы было спектрофотометрическое определение скандия с бис-(2,3,4-триоксифенилазо)бензидином в присутствии и отсутствии третьего компонента-фенантролина. Реагент синтезирован по методике [4], его состав и строение установлены методами элементного анализа и ИК-спектроскопии.
 |
В работе использовали 1·10-3 М этанольный раствор бис-(2,3,4-триоксифенилазо)бензидина и 1·10-2 М водно-этанольный раствор фенантролина. Исходный раствор скандия с концентрацией 1∙10-1 готовили растворением рассчитанной навески металлического скандия в НСl по методике [5]. Изучение зависимости комплексобразования от рН показало, что выход комплекса максимален при рН 3 (λмах=466 нм), реагент имеет максимум светопоглощения при λмах=353 нм. Установлено, что в присутствии ФЕН образуется разнолигандный комплекс, с образованием которого наблюдается гибсохромный сдвиг в спектре поглощения (λ=448 нм) и оптимальный рН сдвигается в более кислую среду и рНопт=2.
Методами Старика-Барбанеля, изомолярных серий и сдвига равновесия установлено, что состав образующихся окрашенных соединений равны 1:2 (ScR), 1:2:1 (ScR-ФЕН) [6]. Методом Астахова определены числа протонов, выделяющихся в результате комплексобразования и подтверждены указанные соотношения компонентов в комплексах [7]. Установлено что, в присутствии ФЕН наблюдается повышение чувствительности реакции, т.е. повышается значение молярного коэффициента светопоглощения, ε=21250 (ScR) и ε=24000 (ScR-ФЕН), подчинение закону Бера наблюдается в диапазоне концентраций 0,1-3,24 мкг/мл (ScR), 0,05-2,52 мкг/мл (ScR-ФЕН) соответственно. Полученные комплексы исследованы также методом кондуктометрического титрования[8]. Сравнение удельной электропроводности однородно и смешанолигандного комплексов скандия при рН 2 и рН 3 показывает, что Sc-R-ФЕН устойчивее, чем Sc-R.
Изучение влияния посторонних ионов и маскирующих веществ на фотометрическое определение скандия(III) в виде бинарного и разнолигандного комплексов показало, что в присутствии ФЕН значительно увеличивается избирательность реакции. Установлено, что разработанная методика определения скандия(III) с бис-(2,3,4-триоксифенилазо)бензидином в присутствии ФЕН обладает высокой избирательностью.
Вычислены константы устойчивости бинарного и смешанолигандного комплекса скандия(III). Для расчета константы устойчивости комплекса ScR использовали метод пересечения кривых. Согласно расчетам ℓqК1=4,28±0,09 (ScR) (n=4;p=0,95). С использованием кривой насыщения 8×10-5М раствора комплекса ScR раствором ФЕН по методу пересечения кривых определены константы устойчивости смешанолигандного комплекса. С этой целью для нескольких точек кривой насыщения находили равновесную концентрацию (Ск) комплекса ScR-ФЕН при соотношении компонентов Sc:R:ФЕН=1:2:1 рассчитывали ℓqК1=5,12±0,07 .
Определение скандия(III) в искусственном смесе
Для приготовления искуственной смеси с участием катионов Со(II), Сd(II), Cu(II), и Ni(II) в мерную колбу емкостью 100 мл вводили 130 мкг Со(II), 100 мкг Сd(II), 500 мкг Cu (II), 200 мкг Ni (II), 200 мкг Fe(III) и 45 мкг Sc(III). Доводили до метки с 0,01 М HCl. Аликвотную часть анализируемого раствора (0,2-1,0 мл) переносили в колбу емкостью 25 мл, добавляли 2 мл 0,1 М аскорбиновой кислоты для восстановления Fe(III), прибавляем 2 мл реагента и ФЕН и доводим до метки рН 2. Измеряем оптическую плотность раствора на фоне реагента. Содержание скандия находим по калибровочному графику. Результаты анализа приведены в таблице. Правильность метода определяли методом добавок.
Таблица . Результаты определения скандия (III) в искусственном смесе
|
Аликвотная часть, мл |
Введено Sc3+, мкг/25 мл |
Найдено Sc3+, мкг/25 мл
|
Sr |
|
|
0,2 |
- |
8,8 |
0,031 |
8,8±0,07 |
|
0,2 |
10 |
17,8 |
0,024 |
17,8±0,08 |
|
0,4 |
- |
18,0 |
0,018 |
18,0±0,06 |
|
0,4 |
10 |
27,2 |
0,012 |
27,2±0,06 |
|
0,6 |
- |
26,8 |
0,010 |
26,8±0,05 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Марченко З.Фотометрическое определение элементов. М.:Мир,1971, 501с.
2.Маслакова Т.И., Первова И.Г., Липунова Г.Н.//Журнал Заводская лаборатория № 3, 2002, с. 10
3.Дегтев М.И., Мельников П.В.// Журнал Заводская лаборатория, № 5, 1998, с.12
4. Алиева Т. И. Спектрофотометрическое определение скандия (III) с азопроизводными пирогаллола и его аналитическое применение» Дис.к.хим.наук. М.:,МГУ,1984, с.38
5.Лазарев А.И. Харламов И.П. Яковлев П.Я. Яковлева Е.Ф.Справочник химика-аналитика .М.: Металлургия, 1976. с.184
6. Булатов М.М. Калинкин Н.П. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа.Л.: Химия, 1986,с.432
7.Астахов К.В., Верникин В.Б., Зимин В.И., Зверькова А.Д. Журнал неорганической химии.1961, Т6, с2069
8.Худякова Т.А., Крешков А.П. Теория и практика кондуктометрического и хронокондуктометрического анализа. М.: Химия, 1976, 304 с.
