Показана возможность и оптимизированы условия потенциометрического титрования Cu(II)в водах.
Ключевая слова: потенциометрия, электроды, ток, потенциал, буфер, реагент.
Введение. Важность Cu(II)в науке, технике, промышленности и народном хозяйстве огромна, поскольку она обладает уникальными свойствами и оригинальными характеристиками.
В последнее время в потенциометрическом титровании в качестве титрующих реагентов применяется антраниловая кислота, нашедшая применение в быту, экологии и различных областях народного хозяйства, особенно в медицине, химии и парфюмерии. Как известно антраниловая кислота специфична к ионам меди, поэтому важно получение органических комплексообразующих веществ, на основе доступных, импортзамещяющих и дешевых компонентов, обладающих рядом ценных аналитических свойств с целью их использования в качестве подходящих и селективных реагентов на ион меди.
Учитывая все преимущества и достоинства Cu(II)и его соединений, а также важность меди в народном хозяйстве возникла необходимость установления их макро-, микро- и следовых концентраций в природных объектах и промышленных материалах, поскольку их микроколичества порою играют важную и определяющую роль в решении различных аналитических, медицинских, экологических, технических, народно-хозяйственных и других задач.
Потенциометрический метод анализа основан на зависимости равновесного электродного потенциала (Е) от активности (a) или концентрации (С) определяемого вещества в растворе. Для измерений необходимо составить гальванический элемент из подходящего индикаторного электрода и электрода сравнения, а также иметь прибор для измерения потенциала индикаторного электрода, в качестве которого используют:
- потенциометр (для общих и особо точных измерений);
- электронные вольтметры, рН-метры, иономеры — современные потенциометры заводского типа с электронными усилителями тока.
Результаты и их обсуждение
Влияние природы и концентрации фонового электролита. Ввиду того, что кислотно-основные свойства и концентрация фонового электролита оказывает весьма существенное влияние на ход, условия и результаты потенциометрического титрования иона меди, то установление влияния его природы и содержания было необходимо в первую очередь.
Условия титрования, проводившихся с этой целью, были следующими: в зависимости от природы фона, объем исследуемого раствора — 20,0 мл; температура 18–20 0С; концентрация титранта 0,01 М.
Эксперименты показали, что при потенциометрическом титровании иона меди получаются комплексы состава Ме:Реагент=1:1. Достаточно хорошо соблюдается пропорциональность между взятыми количеством металла и затраченным объемам реагентов в точке эквивалентности
Как уже отмечалось, ионы благородных, а также тяжелых металлов относятся к числу катионов, образующих весьма прочные комплексные соединение с антраниловой кислотой, поэтому необходимо было прежде всего проверить возможность потенциометрического титрования иона меди.
Для получения только первичных дитизонатов исследуемых металлов были проведены титрования вышеуказанных катионов в более кислых растворах, полученных при замене ацетата калия на перхлорат лития, а также с добавлением к последнему (до 2.10–3М) хлорной кислоты.
Cu(II) достаточно хорошо титруются при использовании антраниловой кислоты, как на фонах ацетатов калия и аммония, так и на фоне перхлората лития, а также в растворах, содержащих кроме перхлората лития одновременно и свободную хлорную кислоту при ее концентрациях, не превышающих 0,005 М. Кривые титрования ионов этих металлов имеют нормальную восходящую форму с горизонтальной левой и круто восходящей правой ветвями. Положение точки эквивалентности хорошо совпадает с точкой, в которой молярное соотношение Ме: РК=1:1. Титруемый раствор палладия при этом приобретает красновато-коричневую, а меди(II)–зеленоватую окраску. Причем, если концентрация палладия(II) превышает 2,10–5М, то раствор сначала мутнеет, а затем наблюдается выпадение красно-коричневого осадка.
Результаты амперометрического титрования различных количеств Cu(I) раствором ДТЗ, а также меди(II) и палладия(II) раствором РК в различных фоновых электролитах свидетельствует о правильности и воспроизводимости разработанных методик.
Таким образом, оптимальной концентрацией фона в исследуемом растворе при проведении титрования ионов металлов следует считать область от 0,1 до 0,3М.
Заключение. Таким образом, метрологические характеристики потенциометрического титрования меди раствором антраниловой кислоты на различных по природе фоновых электролитах при оптимизированных условиях свидетельствуют о высокой точности предлагаемых методик. При этом обнаружены весьма достоверные, надежные, правильные и воспроизводимые результаты, а между введенными и найденными количествами иона меди (t0.95) расхождений не обнаружено. Нижняя граница (СН) определяемых содержаний металлов в 20,0 мл анализируемого раствора составляет 3,2 мкг в зависимости от природы титруемых металлов.
Литература:
1. Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия. 1989. С. 267–275.
2. Геворгян А. М., Яхшиева З. З., Алламбергенов Б. А. Амперометрическое титрование платины, палладия и золота раствором тиоацетамида. Фармац. журн. 2010. № 2. С. 32–35.
3. Геворгян А. М., Яхшиева З. З. Оптимизация условий амперометрического определения некоторых благородных металлов раствором тиоацетамида. //Журн. Хим. пром. Санк-Петербург. 2010. Т.87. № 2. С.85–88.
4. Москвин Л. Н., Царицына Л. Г. Методы разделения и концентрирования в аналитической химии. М. Химия. 1991. 234.с.
5. Байзер М. М. Электрохимия органических соединений. / М.; Мир. 1976. 728 с.
6. Геворгян А. М., Талипов Ш. Т., Хадеев В. А., Мирзоян И. И. Вольтамперные кривые окисления тионалида на платиновом микроаноде в ледяной уксусной кислоте. // Депонир. в ВИНИТИ № 4616–81 от 24.09.81. С.1–3.
7. Геворгян А. М., Хадеев В. А., Талипов Ш. Т., Костылев В. С. Анодные вольтамперные кривые окисления тионалида на платиновом микроаноде в пропаноле. // Узб. хим. журн. 1981. № 3. С.22–24.
8. Геворгян А. М., Талипов Ш. Т., Хадеев В. А., Мухамеджанова Д. В. Вольтамперометрическое поведение диэтилдитиокарбамината натрия на платиновом аноде в среде диметилформамида. // Журн. аналит. химии. 1980. Т.35. № 10. С.2026–2028.
