Фотометрическое определение меди(II) в сплавах на алюминиевой основе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фотометрическое определение меди(II) в сплавах на алюминиевой основе

Алиева Рафига Алирза кызы, профессор, член-корреспондент АН Азербайджанской Республики,

Чырагов Фамиль Муса оглы, профессор, зав. кафедрой аналитической химии,

Сулхнеджат Реза Гусейн, аспирант.

Бакинский Государственный Университет.

На основе ацетилацетона синтезирован реагент 3-[2-окси-3-сульфо-5-нитрофенилазо]пентадион-2,4(R). Изучено комплексообразование меди(II) с синтезированным реагентом в присутствии и в отсутствие этилендиамина (ЭД). Комплексы образуются при рH=2, л=423 и рH=2 л=455 нм соответственно; lgk₁=4,97±0,04 для Cu-R; lgk₁=5,21±0,05 для CuR-ЭД. Установлено соотношение реагирующих компонентов в составе однородно(1:2) и смешаннолигандного (1:2:1) комплексов. Которые подчиняются закону Бера в интервале концентраций 0,20-2,56 и 0,17-2,56 мкг/мл меди соответственно.

Производные ацетилацетона являются высокоизбирательными реагентами для фотометрического определения меди(II) в природных и промышленных объектах [1-4]. Поэтому синтез новых производных в-дикетонов и изучение их аналитических возможностей считается актуальным. В настоящей работе на основе ацетилацетона синтезирован 3-[2-окси-3-сульфо-5-нитрофенилазо]пентадион-2,4(R).

Реагент синтезирован по известной методике [5]. Для контроля чистоты реагента использовали метод бумажной хроматографии. Состав и строение полученного соединения устанавливали с помощью элементного анализа, а также методами ЯМР и ИК спектроскопии.

Структурная формула реагента

Полученный реагент хорошо растворим в воде.

В работе использовали 1·10^-3М водный раствор этилендиамина и 1·10^-3М раствор меди(II), который готовили из металлической меди (99,9%), согласно методике [6]. Для создания необходимых значений рH применяли фиксанал HCl (рH=1-2) и аммиачно-ацетатные буферные растворы (рH=3-11). Величину рH растворов контролировали с помощью иономера И-130 со стеклянным электродом. Оптическую плотность растворов измеряли на спектрофотометре «Lambda 40» (фирмы Perkin Elmer) и фотоэлектрокoлориметре КФК-2 в кювете с толщиной поглощающего слоя l=1 см. Удельную электропроводность измеряли на кондуктометре КЭЛ-1М2.

Изучение зависимости комплексообразования от кислотности среды показало, что максимальный выход комплекса Cu-R наблюдается при рH=2, л_мах=423 нм. В присутствии ЭД образуется трехкомпонентное соединение Cu-R-ЭД (рH=2, л_мах=455 нм) соответственно. Максимумы светопоглощения однородно- и смешанолигандного комплексов меди сдвигаются в длинноволновую область, по отношению к максимуму поглощения реагента; при переходе от однороднолигандного комплекса к смешанолигандным наблюдается значительный батохромный эффект. Соотношение реагирующих компонентов в составе образующихся окрашенных комплексов установлены методами относительного выхода Старика-Барбанеля, сдвига равновесия и изомолярных серий.

Молярные коэффициенты светопоглощения комплексов рассчитаны по методу насыщения [7]. Установлен интервал концентраций, соблюдающие закон Бера (табл.1). ацетилацетон комплексообразование медь этилендиамин

Таблица 1.

Основные характеристики фотометрического метода определения меди(II).

Из данных таблицы 1 видно, что однородно- и смешанолигандные комплексы Cu(II) образуются в более кислой среде, чем известные комплексы Cu(II) [1, 5]. В присутствии третьего компонента (ЭД) значительно увеличивается чувствительность реакции. Вычислены константы устойчивости однородно- и смешанолигандных комплексов Cu(II). Для расчета констант устойчивости комплекса Cu-R использовали метод пересечения кривых [7]. Согласно расчету lgK₁=4,90±0,05 (для Cu-R), lgK₁=5,27±0,04 (для Cu-R-ЭД). Полученные комплексные соединения также исследовали методом кондуктометрического титрования [9]. Сравнение значений констант устойчивости и удельной электропроводности однородно- и смешанолигандного комплексов Cu(II) показывает, что Cu(II)-R-ЭД более устойчив, чем Cu-R.

Изучено влияние посторонних ионов и маскирующих веществ на комплексообразование Cu(II) с реактивом в присутствии и в отсутствие ЭД. При сравнении избирательности известных из литературы [1, 4, 8] реагентов для определения меди(II) видно, что синтезированный нами реагент в присутствии ЭД более избирателен. Данные по избирательности позволяют применить разработанную методику для фотометрического определения меди(II) в виде разнолигандного комплекса в сложных объектах.

Определение меди в сплавах на алюминиевой основе.

Состав сплавов,% А 195-3-11,3Si; 0,3 Mn; 0,6 Fe; 0,23 Zn; 0,14 Cu; 0,08 Ti; 0,17 Mg; Al ост; A 195-4 - 12,3 Si; 0,13 Mn; 0,9 Fe; 0,3 Zn; 0,11 Cu; 0,2 Ti; 0,12 Mg; Al ост; A-195-5 -13,2 Si, 0,08 Mn; 1,1 Fe; 0,38 Zn; 0,04 Cu; 0,4 Ti; 0,09 Mg; Al ост.

Навеску образца сплава 1 г растворяют в чашке из стеклоуглерода в смеси 2 мл HF+6мл HCl+2мл HNO₃+10мл H₂O. Полученную пасту обрабатывают три раза 3-4 мл HNO₃ при 60-70⁰С до полной отгонки HF. Осадок растворяют в воде, фильтруют, переводят в колбу емкостью 50 мл и разбавляют водой до метки. Полученный раствор (мл) вводят в колбу емкостью 25 мл, добавляют 2 мл 1·10^-1М раствора R, 0,7 мл раствора ЭД, 1 мл 1·10^-1М NH₄F и разбавляют до метки буферным раствором (pH=2). Оптическую плотность растворов измеряют при л=490 нм в кювете с l=1 см на КФК-2 относительно контрольного раствора. Результаты определения меди в алюминиевых сплавах приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Результаты определения меди в алюминиевых сплавах (n=3; р=0,95).

Таким образом изучено комплексообразование меди (II) с синтезированным на основе ацетилацетона реагента - 3-[2-окси-3-сульфо-5-нитрофенилазо]пентадион-2,4(R) в присутствии и в отсутствие этилендиамина и разработана методика фотометрического определения меди(II) в сплавах на алюминиевой основе.

Литература

1. Бабаев А.К. Фотометрическое определение железа(III) и некоторых сопутствующих элементов в-дикетонами и их азометиновыми производными. Дисс.канд.хим.наук - Баку.1982.-182с.

2. Мухаммед О.Р. Изучение аналитических возможностей новых производных бензоилацетона и экстракционно-фотометрическое определение некоторых неорганических ионов. Дисс.канд.хим.наук - Баку.1991.-166с.

3. Алиева Р.А., Чырагов Ф.М., Махмудов К.Т. Журнал аналит.химии, 2005, т.60, №2, с.157.

4. Бусев А.И. Синтез новых органических реагентов для неорганического анализа-М.: Изд-во МГУ.1972.-245

5. Коростелев П.П. Приготовление растворов для химико-аналитических работ.- Наука, 1964-386с

6. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотометрическим и спектрофотометрическим методам анализа-Л.: химия, 1972-407с.

7. Подчайнова В.Н., Симонова Л.Н. Аналитическая химия меди.-М.:Наука 1990-280с

8. Худякова Т.А., Крешков А.П. Теория и практика кондуктометрического и хронокондуктометрического анализа М.: Химия, 1976, 304 с.

Размещено на Allbest.ru