Способ инверсионно-вольтамперометрического определения палладия в нитритной среде

Способ инверсионно-вольтамперометрического определения палладия в нитритной среде относится к аналитической химии платиновых металлов. Определение палалдия(II) из анализируемого раствора нитритного комплекса включает его электрохимическое восстановление до металла на углеродсодержащем электроде и последующее электрохимическое растворение восстановленного палладия с регистрацией вольтамперной кривой. Концентрацию палладия(II) в нитритном растворе определяют по величине анодного пика электрохимического растворения предварительно восстановленного палладия. В качестве фонового электролита используют нитрат калия. Электрохимическое растворение восстановленного палладия проводят при изменении потенциала рабочего углеродсодержащего электрода со скоростью 40 мВ/с и регистрируют вольтамперную кривую. Для углеродсодержащего электрода диапазон определяемых концентраций палладия(II) составляет 0,05-3,00 мг/л. Аналитическим сигналом палладия является высота анодного пика электрохимического растворения Pd(0) на вольтамперной кривой в области потенциалов от 0,4 до 1,2 В.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (СФУ) (RU) Настоящее изобретение относится к аналитической химии платиновых металлов, в частности к способу инверсионно-вольтамперометрического определения палладия(II), например, в технологических растворах аффинажного производства. В настоящее время известен способ определения палладия методом инверсионной вольтамперометрии [Колпакова Н.А. Определение платиновых металлов и золота методом инверсионной вольтамперометрии / Н.А. Колпакова, Б.С. Шифрис, Л.А. Швец, С.В. Кропоткина // Журн. аналит. химии. - 1991,т. 46,10. - С. 1910]. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения палладия в золоторудном сырье методом инверсионной вольтамперометрии, где предложены методики определения хлоридных комплексов палладия в присутствии золота [Колпакова Н.А. Определение палладия в золоторудном сырье методом инверсионной вольтамперометрии / Н.А. Колпакова, Э.В. Горчаков, Д.М. Карачаков // Журн. аналит. химии. - 2009, т. 64,1. - С. 52]. Методом инверсионной вольтамперометрии с использованием импрегнированного полиэтиленом графитового индикаторного электрода и насыщенного хлоридсеребряного электрода в качестве электрода сравнения на фоне 0,1 М HCl проводят определение палладия после предварительного концентрирования при потенциале -0,9 В. При этом чувствительность определения палладия составляет 0,100 мг/л. В случае вольтамперометрического определения палладия(II) в растворе его нитритного комплекса,используемого в аффинаже и анализе платиновых металлов, определению палладия должна предшествовать стадия пробоподготовки: переведение нитритного комплекса в хлоридный. Недостатками данного способа являются длительность и трудоемкость. Техническим результатом предлагаемого способа является инверсионно-вольтамперометрическое определение палладия(II) непосредственно в растворе его нитритного комплекса без предварительной подготовки, обеспечивающее сокращение продолжительности анализа, сохранение чувствительности,увеличение диапазона определяемых концентраций и уменьшение погрешности определения. Технический результат достигается тем, что в способе инверсионно-вольтамперометрического определения палладия в нитритной среде, включающем приготовление раствора палладия(II) и определение его концентрации, новым является то, что определение палладия(II) проводят непосредственно из раствора его нитритного комплекса и концентрацию определяют по величине анодного пика электрохимического растворения палладия в присутствии фонового электролита нитрата калия при развертке потенциала углеродсодержащего электрода от 0,4 до 1,2 В. Используемая система дает аналитический сигнал комплексного иона - тетраниропалладата без переведения его в хлоридный ион, а результирующая полярографическая кривая имеет вид пика, положение которого (потенциал) характеризует природу вещества, а его высота - концентрацию палладия в растворе нитритного комплекса. Сопоставление с прототипом показывает: заявляемый способ отличается тем, что для вольтамперометрического определения палладия(II) пригодна форма его нахождения в нитритном растворе[Pd(NO2)4]2-, что позволило установить соответствие его критерию "новизна". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что нет методики вольтамперометрического определения палладия(II) непосредственно в растворе его нитритного комплекса. Признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, соответствуют критерию "изобретательский уровень". Сущность способа заключается в использовании варианта инверсионной вольтамперометрии,включающего стадию предварительного накопления палладия на поверхности электрода и проведение аналитического определения на анализаторе вольтамперометрическом ТА-4 ООО "НПП Томьаналит" с применением трехэлектродной ячейки: рабочий электрод - углеродсодержащий; вспомогательный и электрод сравнения - хлорсеребряные. Анализатор позволяет определять концентрацию палладия(II) непосредственно в нитритной среде, характерной для растворов аффинажного производства, без предварительной подготовки пробы. Предлагаемый способ инверсионно-вольтамперометрического определения палладия(II) в нитритной среде реализован следующим образом. Исходный раствор палладия с концентрацией 200 мг/л последовательно разбавляют. Аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 0,05-3,00 мг/л палладия(II) в виде нитритного комплекса,помещают в электрохимическую ячейку прибора, содержащую 0,6 мл 1 М нитрата калия в 10 мл бидистиллированной воды, и погружают электроды. В качестве индикаторного электрода используют углеродсодержащий; в качестве вспомогательного и электрода сравнения - хлорсеребряные. В начале в течение 60-300 с проводят накопление палладия на индикаторном электроде при потенциале -0,6 В. Время накопления палладия меняют в зависимости от концентрации определяемого элемента. При концентрации палладия 0,050-0,40 мг/л - 250-300 с; 0,400-1,000 мг/л - 200-250 с; 1,000-1,500 мг/л - 150-200 с; 1,5002,500 мг/л - 100-150 с; 3 мг/л - 60-80 с. Затем при линейно-увеличивающемся потенциале от 0.4 до 1,2 В выделившийся палладий анодно окисляют. Скорость развертки потенциала 40 мВ/с. Регистрацию вольтамперных кривых проводят одновременно в трех параллелях. Завершается анализ компьютерной обработкой результатов. По высоте пика вольтамперограммы анодного окисления палладия, выделившегося на катоде непосредственно из анализируемого нитритного раствора, судят о содержании в нем палладия(II). Предлагаемый способ пригоден для определения остаточной концентрации [Pd(NO2)4]2- в производственных растворах аффинажного производства. Данные вольтамперометрического определения палладия в стандартном растворе [Pd(NO2)4]2- различной концентрации приведены в таблице . Результаты вольтамперометрического определения микроколичеств палладия(II) в растворе его нитритного комплекса (n=3, Р=0,95,параметры развертки 0,4-1,2 В, скорость развертки 40 мВ/с) Приведенные примеры подтверждают пригодность предлагаемого способа определения палладия(II) из раствора его нитритного комплекса в интервале концентраций 0,05-3,0 мг/л. В результате проведенных исследований установлено, что в нитритных средах диапазон анализируемых содержаний палладия расширяется в области высоких содержаний при сохранении чувствительности. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ инверсионно-вольтамперометрического определения палладия, включающий приготовление раствора палладия(II) и определение его концентрации, отличающийся тем, что определение концентрации палладия(II) в растворе проводят в присутствии фонового электролита нитрата калия по высоте пика вольтамперограммы анодного окисления палладия, выделившегося на катоде непосредственно из анализируемого нитритного комплекса, при развертке потенциала углеродсодержащего электрода от 0,4 до 1,2 В и скорости развертки потенциала 40 мВ/с.