Определение никеля фотометрическим методом. Сравнение методик.

В слабокислой среде при pH 4 лишь ионы кобальта, железа и меди мешают определению никеля. Но медь легко маскируется тиосульфатом, железо – пирофосфатом. Если присутствует кобальт, то его количество может быть учтено, поскольку максимум светопоглощения соединения кобальта приходится на 630 ммк. Для определения никеля в присутствии кобальта сначала измеряется оптическая плотность при 630 ммк, а после при 570 ммк (суммаNi + Co). После вычитания оптической плотности, которая отвечает содержанию кобальта, вычисляется количество никеля. Ионы хрома, марганца, цинка и кадмия образуют соединения лишь в среде слабощелочной (pH 3).Для определения никеля используют также довольно чувствительный азокрасительсолохром красный ERS (ε=13200). Никель образует соединение в слабокислой среде, мешают определению только хром и железо в незначительной степени. Мешает комплексон III.Динатриевая соль этил бис (5-тетразолилазо) уксусная кислота образует с ионами никеля комплексное соединениес максимумами светопоглощения при 410 и 505 ммк. Реагент обладает высокой чувствительностью (ε=27000). Реакции мешают цинк, медь и кадмий, не поглощают железо и кобальт в области максимального поглощения комплекса никеля. Рекомендуется интервал значений рН от 6 до 9.4.2 Определение никеля неорганическими реагентамиНикель в растворах его чистых солей определяют спектрофотометрически (зеленая окраска). При большой концентрации никеля рекомендуется работать с раствором перхлората никеля, определяя его методом дифференциальной спектрофотометрии. Анализируемый материал может содержать от 98 до 100 % никеля (электролитический и спектрографический никель). Точность результатов составляет 0,05 % [11].Перхлорат никеля характеризуется двумя отчетливыми максимумами поглощения при 395 и 720 ммк (рисунок 4.2). В области коротковолнового максимума определению мешает ион хромата, однако не мешают кобальт и медь.Рисунок 4.2 – Светопоглощение перхлоратов кобальта и никеляПомимо перхлората также может быть использован сульфат никеля, который характеризуется такими же полосами максимального поглощения.Метод анализа смесей кобальта и никеля основан на том, что максимальное поглощение сульфата кобальта находится при 510 ммк, а никеля – 395 и 720 ммк[3].Никель можно определять и в виде хлорида, спектр раствора которого аналогичен спектрам перхлората или сульфата никеля. При концентрации хлорида больше 3 М спектр раствора изменяется. Определению никеля в виде хлорида и сульфата мешают сульфат натрия, борная кислота, хлорид аммония.Довольно широкое применение находит метод фотометрического определения никеля с помощью аммиака [4].Окрашенный комплекс Ni(NH3)62+был предложен для определения никеля в рудахи сталях. Оптимальные концентрации никеля от 200 до 20000 мг/мл. Однако с изменением концентрации аммиака изменяются характер и интенсивность окраски растворов. Сравнительно постоянна оптическая плотность растворов при 2,5NNH4OH (фиолетовый цвет) и 1,5NNH4OH(голубой цвет). Ионы, которые образуют окрашенные аммиакаты, мешают определению. Измерения на спектрофотометре проводятся при длине волны 582 ммк. Этом метод применяют для определения никеля в стали.Окраска растворов аммиаката никеля устойчива до 4 недель.Содержание NiO в стекле определяется непосредственно по поглощению света этим стеклом.5 Определение никеля методом инфракрасной спектрофотометрииДля определения никеля применяется двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты. Оптическая плотность растворов никеля измеряется при λ=1000 мкм [5]. Соединения большинства металлов с комплексоном III не поглощают лучистой энергии в этой области. Таким образом, никель можно определять в присутствии циркония, тория, стронция,свинца, марганца,ртути,железа (III),хрома,кадмия,кальция,бериллия и алюминия. Только железо (II), медь и кобальт мешают определению (их отделяют хроматографически на амберлитеIRA 400).Если из примесей присутствует только один кобальт, то его можно маскировать нитрозо R солью. Помимо этого, определению мешают церий, висмут, серебро, ванадий и барий.При условии отсутствия мешающих металлов ошибка метода равна ±0,06 мг. Минимальное определяемое количество никеля составляет 2 мг.Определение никеля по ИК спектру его соединения с антраниловой кислотой производится при длине волны 9,35 мк[3]. Этот метод удобен для анализа бинарных смесей никеля с ртутью, марганцем, железом, кадмием, кобальтом, цинком и медью, посколькув ИК области спектра антранилату каждого элемента присуща своя полоса поглощения.Ионы никеля и одного из перечисленных элементов осаждаются антранилатом натрия, отфильтрованные осадки высушиваются и измеряется поглощение в ячейке из KBr. Ошибка определения составляет не более 2-5 %.ЗаключениеФотометрия (от греч. photós - свет и греч. metréo - измеряю) – это раздел общей физики, занимающийся измерением света. Фотометрия широко применяется как вид молекулярно-абсорбционного анализа, основанного на пропорциональной зависимости между концентрацией однородных систем (к примеру, растворов) и их светопоглощением в видимой, УФ и ИК областях спектра.Фотометрический метод включает визуальную фотометрию (колориметрию), фотоколориметрию и спектрофотометрию.Фотометрические методы подразделяются на прямые и косвенные (фотометрическое титрование).В прямых методах определяемый ион переводится в светопоглощающее (обычно, комплексное) соединение, а затем по измеренной величине светопоглощения находится содержание иона в растворе. Как косвенный метод фотометрия используется для индикации момента эквивалентности при титровании, когда в этот момент титруемый раствор меняет светопоглощение за счет образования или разрушения цветных комплексов.Из множества ФХМА фотометрические методы наиболее распространены, из-за сравнительной простоты оборудования, достаточно высокой чувствительности и возможности использования для определения практически всех элементов как при значительных концентрациях (20-30 %), так и в микроколичествах (10-3÷10-4 %).Фотометрические концентрационные измерения заключаются в регистрации величины поглощения немонохроматизированного или монохроматизированного (т.е. одноцветного с одной длиной волны) излучения, прошедшего через одинаковые порции исследуемого и стандартного раствора.Для обеспечения светопоглощения раствора используют окрашивание исследуемого раствора и монохроматизацию, пропускаемого через него светового потока. Окрашивание обычно проводят комплексообразованием ионов определяемого вещества.Никель, имея незаполненнуюd оболочку, образует с цветными и бесцветными реагентамиинтенсивно окрашенные соединения. Гидратированные ионы никеля также окрашены в зеленый цвет. Поэтой причине существует большое число прямых методов фотометрического определения никеля.В работе рассмотрены существующие методы фотометрического определения никеля, приведены их возможности, условия определения, а также чувствительность методов и их достоинства и недостатки.Список использованной литературы1. Гурьева Р.Ф., Саввин С. Б. Спектрофотометрические методы определения благородных металлов // Журн. ана-лит. химии. 2002. т. 57. С. 1158.2. ПНД Ф 14.1.46–96. Методика выполнения изменений массовой концентрации никеля в сточных водах фотометрическим методом с диметилглиоксимом. М, 1996. 11 с.3. Пешкова В. М, Савостина.В. М. Аналитическая химия никеля. М.: Наука, 1966. 204 с.4. Пешкова В. М., Савостина В. М., Иванова Е. К. Оксимы. М.: Наука, 1977. 127 с.5. Степин В. В., Силаева. Е. В., Курбатова В. И., Федорова Н. Д., Поносов В. И. Анализ цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1977. С. 79.6. Yamasaki K, Noda J, Ito R J ChemSoc Japan, Pure Chem Sec, 1957. – 77, 651 с.7. Белоусова А.М., Белоусова А.Г. Ж прикл. химии 7, 1934. – 837 с.8. Коренман И.М. Ж аналит химии, 1, 1948. – 313 с.9. Banks C.V. Barnum D.V. J Am ChemSoc, 1958. – 80 c/10. ГОСТ 23862.26-79 Редкоземельные металлы и их окиси. Методы определения никеля11. Лайтинен Г. А., Харрис В. Е. Химический анализ. — М.: Химия, 1979. —624 с.12. Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитической химии. — М.: Химия, 1989. —446 с.