Способ определения примеси железа в солях азотной кислоты

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСИ ЖЕЛЕЗА В СОЛЯХ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ(71) Заявитель Государственное учреждение Республиканский научнопрактический центр гигиены(72) Авторы Соколов Сергей Михайлович Кремко Людмила Михайловна Малиновская Светлана Константиновна(73) Патентообладатель Государственное учреждение Республиканский научно-практический центр гигиены(56) ГОСТ 10555-75. Реактивы и особо чистые вещества. Колориметрические методы определения примеси железа.28912 2, 2002.42282 2, 2004.1125542 , 1984.971802, 1982.880989, 1981.1571498 1, 1990.592757, 1978.(57) 1. Способ определения примеси железа в солях азотной кислоты, кроме нитратов свинца и серебра и солей с катионами, вступающими в реакцию взаимодействия с пероксидом водорода, фотометрическим роданидным методом, включающий построение градуировочного графика зависимости оптической плотности раствора от содержания в нем железа, проведение анализа, определение массы железа в анализируемом растворе по градуировочному графику и расчет массовой доли железа в анализируемой соли, отличающийся тем, что навеску анализируемой соли массой 250,01 г растворяют в дистиллированной воде, доводят объем раствора до 250 см 3, отбирают для анализа 50 см 3 полученного раствора, прибавляют 2 см 3 соляной кислоты плотностью 1,17-1,19 г/см 3, предварительно разбавленной дистиллированной водой в соотношении 14-3 ,1 капли 3 -ного раствора пероксида водорода и 2 см 3 50 -ного раствора роданида калия или аммония, полученную смесь перемешивают и через 3 мин проводят определение оптической плотности полученного раствора на фотоэлектроколориметре при длине волны 490-500 нм в кювете с толщиной оптического слоя 50 мм относительно контрольного раствора, содержащего 50 см 3 анализируемого раствора, 2 см 3 вышеуказанного раствора соляной кислоты, 3-4 капли 3 -ного раствора перекиси водорода и 2 см 3 дистиллированной воды. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для построения градуировочного графика готовят серию градуировочных растворов объемом 50 см 3, содержащих 0,0025 0,005 0,01 0,02 0,03 0,05 и 0,07 мг железа, прибавляют к каждому из них по 2 см 3 соляной кислоты плотностью 1,17-1,19 г/см 3, предварительно разбавленной дистиллированной водой в соотношении 14-3 ,1 капли 3 -ного раствора пероксида водорода и 2 см 3 50 -ного раствора роданида калия или аммония, полученную смесь перемешивают и через 3 мин проводят определение оптической плотности полученных растворов на фотоэлектроколориметре при длине волны 490-500 нм в кювете с толщиной оптического слоя 50 мм отно 12588 1 2009.10.30 сительно контрольного раствора, содержащего 50 см 3 дистиллированной воды, 2 см 3 вышеуказанного раствора соляной кислоты, 3-4 капли 3 -ного раствора пероксида водорода и 2 см 3 дистиллированной воды, и по полученным данным строят градуировочный график зависимости оптической плотности от содержания железа в растворе. Изобретение относится к медицине, к разделу санитарно-химических исследований химических реактивов и технических препаратов, аналитической химии. В связи с тем, что железо входит в состав солей азотной кислоты в качестве примеси,то точное определение его содержания в реактивах и технических препаратах указанных соединений регламентировано требованиями ГОСТ или ТУ на выпускаемую продукцию. Известен способ определения железа в реактивах и особо чистых веществах фотометрическим роданидным методом с предварительным окислением железа пероксидом водорода 1. При этом 20 см 3 полученного раствора реактива помещают в коническую колбу,прибавляют 25 -ный раствор соляной кислоты до получения 1 и 0,5 см 3 ее избытка,2 см 3 3 -ного раствора пероксида водорода и кипятят 2-3 мин. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см 3, прибавляют 0,5 см 3 25 -ного раствора соляной кислоты, 5 см 3 30 -ного раствора роданистого аммония, объем раствора доводят до метки дистиллированной водой и через 2 мин измеряют оптическую плотность раствора по отношению к контрольному раствору, не содержащему железа. По полученному значению оптической плотности, пользуясь предварительно построенным градуировочным графиком, находят массу железа в анализируемом растворе. Способ позволяет определять железо при содержании его в растворе от 0,002 до 0,04 мг. Данный способ по отношению к заявляемому является прототипом. Однако этот способ не применяется для определения железа в солях азотной кислоты,а многостадийность и, соответственно, длительность процедуры усложняют технологический процесс определения железа. Применение в качестве контроля при определении оптической плотности раствора, не содержащего железа, состав которого в описании не уточнен, может сказаться на точности определения железа, так как при этом не учитывается оптическая плотность раствора реактива без прибавления цветообразующего реагента. Задачей заявляемого изобретения является создание унифицированного технологически простого способа определения железа в солях азотной кислоты. Поставленная задача достигается следующим образом. Предложен способ определения примеси железа в солях азотной кислоты, кроме нитратов свинца и серебра и солей с катионами, вступающими в реакцию взаимодействия с пероксидом водорода, фотометрическим роданидным методом, включающий построение градуировочного графика зависимости оптической плотности раствора от содержания в нем железа, проведение анализа, определение массы железа в анализируемом растворе по градуировочному графику и расчет массовой доли железа в анализируемой соли, отличающийся тем, что навеску анализируемой соли массой 250,01 г растворяют в дистиллированной воде, доводят объем раствора до 250 см 3, отбирают для анализа 50 см 3 полученного раствора, прибавляют 2 см 3 соляной кислоты плотностью 1,17-1,19 г/см 3, предварительно разбавленной дистиллированной водой в соотношении 11, 3-4 капли 3 -ного раствора пероксида водорода и 2 см 3 50 -ного раствора роданида калия или аммония,полученную смесь перемешивают и через 3 мин проводят определение оптической плотности полученного раствора на фотоэлектроколориметре при длине волны 490-500 нм в кювете с толщиной оптического слоя 50 мм относительно контрольного раствора, содержащего 50 см 3 анализируемого раствора, 2 см 3 вышеуказанного раствора соляной кислоты, 3-4 капли 3 -ного раствора пероксида водорода и 2 см 3 дистиллированной воды. При этом для построения градуировочного графика готовят серию градуировочных растворов объемом 50 см 3, содержащих 0,0025 0,005 0,01 0,02 0,03 0,05 и 0,07 мг желе 2 12588 1 2009.10.30 за, прибавляют к каждому из них по 2 см 3 соляной кислоты плотностью 1,17-1,19 г/см 3,предварительно разбавленной дистиллированной водой в соотношении 11, 3-4 капли 3 -ного раствора пероксида водорода и 2 см 3 50 -ного раствора роданида калия или аммония, полученную смесь перемешивают и через 3 мин проводят определение оптической плотности полученных растворов на фотоэлектроколориметре при длине волны 490500 нм в кювете с толщиной оптического слоя 50 мм относительно контрольного раствора, содержащего 50 см 3 дистиллированной воды, 2 см 3 вышеуказанного раствора соляной кислоты, 3-4 капли 3 -ного раствора пероксида водорода и 2 см 3 дистиллированной воды,и по полученным данным строят градуировочный график зависимости оптической плотности от содержания железа в растворе, по которому определяют содержание железа в растворе анализируемой соли. Предлагаемый способ является универсальным для определения примеси железа в солях азотной кислоты, кроме нитратов свинца и серебра, дающих нерастворимые в воде осадки хлорида свинца и хлорида серебра при добавлении соляной кислоты, так как позволяет использовать для определения единый градуировочный график при одинаковой подготовке проб к анализу. Приготовление раствора анализируемой соли в дистиллированной воде в соотношении 110 (25 г/250 см 3), а также проведение технологического процесса описанным способом позволяют расширить диапазон определения содержания железа в объеме раствора соли, взятом для анализа, до 0,0025-0,07 мг, что соответствует его содержанию в солях от 0,00005 до 0,0014 , провести 2 параллельных измерения концентрации железа в полученном растворе, а также в случае обнаружения его содержания, превышающего верхнюю границу диапазона градуировки, разбавить раствор и повторно измерить содержание железа, минуя операцию нового приготовления раствора, что приводит к сокращению времени и трудозатрат на повторное приготовление раствора соли. Проведение операции окисления железа (2 ) пероксидом водорода непосредственно в объеме раствора, взятом для анализа, без предварительного кипячения раствора позволяет сократить количество операций и, тем самым, упростить технологический процесс, сократить время проведения анализа. Измерение оптической плотности относительно контрольного раствора, содержащего раствор образца и реактивы, кроме роданида калия (роданида аммония), позволяет учесть цветность раствора соли, что приводит к повышению точности определения железа. Пример 1. Для определения массовой доли железа в образце аммония азотнокислого (ГОСТ 22867-77) 250,01 г препарата, взвешенные в химическом стакане, растворяют в 50-100 см 3 дистиллированной воды. Полученный раствор количественно переносят в мерную колбу объемом 250 см 3, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. 50 см 3 полученного раствора, отмеренные цилиндром, переносят в коническую колбу, в которую последовательно добавляют 2 см 3 соляной кислоты плотностью 1,17-1,19 г/см 3, предварительно разбавленной дистиллированной водой в соотношении 11, 3-4 капли 3 -ного раствора пероксида водорода, 2 см 3 50 -ного раствора роданида калия или роданида аммония, перемешивают и через 3 мин на фотоэлектроколориметре при длине волны 490-500 нм в кювете с толщиной оптического слоя 50 мм измеряют оптическую плотность раствора относительно контрольного раствора, содержащего 50 см 3 раствора препарата, 2 см 3 соляной кислоты плотностью 1,17-1,19 г/см 3, предварительно разбавленной дистиллированной водой в соотношении 11, 3-4 капли 3 -ного раствора пероксида водорода и 2 см 3 дистиллированной воды. По полученному значению оптической плотности, пользуясь предварительно построенным градуировочным графиком, находят массу железа в анализируемом растворе в мг. При превышении массы железа во взятом для анализа объеме раствора верхней границы диапазона градуировки объем раствора, взятый для анализа, уменьшают, разбавляют дистиллированной водой до 50 см 3 и проводят определение железа. 3 12588 1 2009.10.30 Для построения градуировочного графика в мерной колбе вместимостью 1 дм 3 готовят основной стандартный раствор, содержащий 0,1 мг /см 3 путем растворения в 0,8635 г железоаммонийных квасцов (ГОСТ 4205-77) и 2 см 3 соляной кислоты плотностью 1,17-1,19 г/см 3 в дистиллированной воде. Путем 10-кратного разведения основного раствора дистиллированной водой в мерной колбе получают рабочий раствор, содержащий 0,01 мг /см 3. Для приготовления серии градуировочных растворов 0,25 0,5 1,0 2,0 3,0 5,0 7,0 см 3 рабочего раствора вносят в мерные колбы емкостью 50 см 3 и доводят до метки дистиллированной водой, что соответствует содержанию 0,0025 0,005 0,01 0,02 0,03 0,05 и 0,07 мг . Растворы переносят в конические колбы, прибавляют к каждому по 2 см 3 соляной кислоты плотностью 1,17-1,19 г/см 3, предварительно разбавленной дистиллированной водой в соотношении 11, 3-4 капли 3 -ного раствора пероксида водорода,затем по 2 см 3 50 -ного раствора роданида калия или аммония, выдерживая экспозицию,равную 3 мин, до измерения оптической плотности. Оптическую плотность раствора измеряют относительно контрольного раствора, содержащего 50 см 3 дистиллированной воды,2 см 3 соляной кислоты плотностью 1,17-1,19 г/см 3, предварительно разбавленной дистиллированной водой в соотношении 11, 3-4 капли 3 -ного раствора пероксида водорода и 2 см 3 дистиллированной воды для уравнивания объема с градуировочными растворами. По полученным данным строят градуировочный график зависимости оптической плотностиот содержания железа в растворе . В заданном диапазоне содержания железа в анализируемом объеме раствора график носит линейный характер (фигура). Массовую долю железа в образце аммония азотнокислого (, ) находят по формуле где- масса железа в объеме раствора, взятом для анализа, найденная по градуировочному графику, мг- общий объем раствора препарата, см 3 1 - объем раствора, взятый для анализа, см 3 М - масса навески образца, г 1000 - коэффициент перевода найденного значения массы железа из мг в г 100 - коэффициент пересчета найденного значения массы железа на 100 г образца. Пример 2. Для определения массовой доли железа в образце калия азотнокислого (ГОСТ 4217-77) 250,01 г препарата, взвешенные в химическом стакане, растворяют в 50-100 см 3 дистиллированной воды. Полученный раствор переносят в мерную колбу объемом 250 см 3, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. 50 см 3 полученного раствора,отмеренные цилиндром, переносят в коническую колбу, в которую последовательно добавляют 2 см 3 соляной кислоты плотностью 1,17-1,19 г/см 3, предварительно разбавленной дистиллированной водой в соотношении 11,3-4 капли 3 -ного раствора пероксида водорода, 2 см 3 50 -ного раствора роданида калия или роданида аммония, перемешивают и через 3 мин на фотоэлектроколориметре при длине волны 490-500 нм в кювете с толщиной оптического слоя 50 мм измеряют оптическую плотность раствора относительно контрольного раствора, содержащего 50 см 3 раствора препарата, 2 см 3 соляной кислоты плотностью 1,17-1,19 г/см 3, предварительно разбавленной дистиллированной водой в соотношении 11, 3-4 капли 3 -ного раствора пероксида водорода и 2 см 3 дистиллированной воды. По полученному значению оптической плотности, пользуясь предварительно построенным градуировочным графиком (пример 1, фигура), находят массу железа в анализируемом растворе в мг. При превышении массы железа во взятом для анализа объеме раствора верхней границы диапазона градуировки объем раствора, взятый для анализа, уменьшают, разбавляют дистиллированной водой до 50 см 3 и проводят определение железа. 4 12588 1 2009.10.30 Массовую долю железа в образце калия азотнокислого (, ) находят по формуле где- масса железа в объеме раствора, взятом для анализа, найденная по градуировочному графику, мг- общий объем раствора препарата, см 3 1 - объем раствора, взятый для анализа, см 3 М - масса навески образца, г 1000 - коэффициент перевода найденного значения массы железа из мг в г 100 - коэффициент пересчета найденного значения массы железа на 100 г образца. Для оценки правильности определения железа с помощью предлагаемого способа к навескам аммония азотнокислого и калия азотнокислого добавляли стандартный раствор железа в количестве 0,1 мг/25 г и далее проводили определение железа согласно описанию. Результаты, полученные при определении железа в образцах аммония азотнокислого и калия азотнокислого до и после внесения стандартного раствора железа, приведены в таблице. Содержание железа в аммонии азотнокислом и калии азотнокислом до и после внесения железа Найдено железа до внесения Введено Анализируемый стандартного раствора железа,препарат мг/25 г мг/25 г Аммоний азотнокислый Калий азотнокислый Найдено железа в навеске после внесения стандартного раствора всего,добавки,к введенмг/25 г мг/25 г ному Таким образом, достигаемый технический результат заявляемого способа заключается в создании технически простого фотометрического роданидного способа определения железа в солях азотной кислоты, кроме нитратов свинца и серебра, а также солей с катионами, вступающими в реакцию взаимодействия с перекисью водорода, с окислением железа пероксидом водорода, сокращении времени определения за счет сокращения операций подкисления раствора образца после его растворения и предварительного окисления железа пероксидом водорода, расширении диапазона определяемых концентраций железа с 0,002-0,04 мг до 0,0025-0,07 мг в объеме раствора препарата, взятом для анализа, повышении точности определения за счет учета цветности раствора препарата при использовании в качестве контрольного аликвоты раствора образца. Источники информации 1. ГОСТ 10555-75 (СТ СЭВ 1748-79). Реактивы и особо чистые вещества. Колориметрические методы определения примеси железа, стр.12. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6