Кобальт. Методы определения кадмия

КОБАЛЬТ

Методы определения кадмия

COBALT

Methods for the determination of cadmium
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 7 января 1980 г. № 48 срок действия установлен
01.07. 1981 г.
до 01.07. 1986 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает атомно-абсорбционный и фотометрический методы определения кадмия.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 741.0—80.

2. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

[от 0,0002 до 0,005%)
2.1. Сущность метода
Метод основан на определении атомной абсорбции кадмия в пламени при длине волны 228,8 нм.
2.2. А п п а р а т у р а, реактивы, растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный, включающий лампы с кадмиевым полым катодом и всеми принадлежностями, и обеспе­чивающий чувствительность определения кадмия 0,1 мкг/мл на 1 % поглощения.
Баллон ацетилена с редуктором, ацетилен по ГОСТ 5457—75. Компрессор воздушный.
Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125—78, разбав­ленная 1:1.
Кобальт по ГОСТ 123—78, марки КО (с известным содержа­нием кадмия, установленным фотометрическим методом).
Кобальт азотнокислый, 10%-ный раствор, приготовленный рас­творением кобальта металлического марки КО с установленным содержанием кадмия.
Кадмий металлический по ГОСТ 22860—77.
Стандартный раствор кадмия.
Раствор А: 1 г кадмия растворяют в 30 мл азотной кислоты, разбавленной 1 : 1, выпаривают до 3—5 мл, охлаждают, количе­ственно переносят в мерную колбу вместимостью 1 л, доливают до метки водой и тщательно перемешивают.
1 мл раствора А содержит 1 мг кадмия.
Раствор Б: 10 мл раствора А переносят в мерную колбу вме­стимостью 100 мл, доливают до метки водой и перемешивают.
1 мл раствора Б содержит 0,1 мг кадмия.
Раствор В: 10 мл раствора Б переносят в мерную колбу вме­стимостью 100 мл, доливают до метки водой и перемешивают.
1 мл раствора В содержит 0,01 мг кадмия.
2.3. Проведение анализа
Навеску кобальта массой 5 г при массовой доле от 0,0002 до 0,002% и 1 г при массовой доле от 0,002 до 0,005% растворяют в 50—30 мл азотной кислоты, разбавленной 1 : 1, выпаривают до влажных солей, слегка охлаждают, приливают 15—20 мл воды, на­гревают до растворения солей.
Полученный раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доливают до метки водой и перемешивают.
Раствор кобальта распыляют в пламя атомно-абсорбционного спектрофотометра и измеряют абсорбцию кадмия в пламени при длине волны 228,8 нм. Одновременно проводят контрольный опыт. Величину оптической плотности контрольного опыта вычитают из величины оптической плотности анализируемого раствора. Содер­жание кадмия в растворе устанавливают по градуировочному гра­фику.
2.4. П о с т р о е н и е градуировочного графика при содержании кадмия от 0,0002 до 0,002%
В шесть мерных колб вместимостью 100 мл помещают 50 мл 10%-ного раствора азотнокислого кобальта с известным содержа­нием кадмия и приливают последовательно такое количество стан­дартного раствора В, чтобы содержание кадмия в колбах состав­ляло 0; 0,005; 0,010; 0,025; 0,050; 0,075; 0,100 мг. Затем колбы до­ливают водой до метки и перемешивают. Полученные растворы фотометрируют на атомно-абсорбционном спектрофотометре одно­временно с испытуемым раствором пробы, как указано в п. 2.3.
По полученным значениям оптических плотностей растворов и соответствующим им массам кадмия строят градуировочный гра­фик.

2.5. Построение градуировочного графика при массовой доле кадмия от 0,002 до 0,005%
В мерные колбы вместимостью 100 мл помещают 0; 1; 2,5; 5,0; 7,5; 10 мл стандартного раствора В, что соответствует 0; 0,010; 0,025; 0,050; 0,075; 0,100 мг кадмия, доливают водой до метки и перемешивают. Далее поступают, как указано в п. 2.4.
2.6. Обработка результатов
2.6.1. Массовую долю кадмия (X) в процентах вычисляют по формуле
_ mr100
т 9
Л
где тх — масса кадмия, найденная по градуировочному графику, г; т — масса навески кобальта, г.
2.6.2. Допускаемые расхождения между параллельными опре­делениями не должны превышать значений, указанных в таблице.
Допускаемые расхождения, отн. %
От 0,0002 до 0,0005 Св. 0,0005 „ 0,002

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

(при массовой доле от 0,0001 до 0,002%)
3.1. Сущность метода
Сущность метода заключается в экстракции хлоридного комп­лекса кадмия хлороформным раствором трибензиламина с после­дующей реэкстракцией. Определение заканчивают фотометриче­ским методом, используя розовую окраску дитизоната кадмия.
3.2. А п п а р а ту р а, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125—78, разбав­ленная 3 : 2 и 0,5 н. раствор.
Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261—77, 2 н. рас­твор.
Кислота винная (виннокаменная кислота) по ГОСТ 5817—77, 2%-ный раствор.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79, разбавленный 1 :200.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, 40%-ный раствор.
Калий цианистый, 1,0 и 0,05 %-ные растворы в 40 %-ном рас­творе гидроокиси натрия.
Калий-натрий виннокислый по ГОСТ 5845—79, 25%-ный рас­твор.
Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456—79, 20%-ный рас­твор.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962—67.
Тимоловый синий, 0,1%-ный раствор в 20 %-ном растворе эти­лового спирта.
Трибензиламин, 8%-ный раствор в хлороформе.
Хлороформ по ГОСТ 20015—74, перегнанный.
Дитизон (дифенилтиокарбазон) по ГОСТ 10165—79, 0,04, 0,008 и 0,004 %-ный растворы в хлороформе.
Для приготовления 0,04%-ного раствора дитизона навеску мас­сой 0,04 г растворяют в 40 мл хлороформа, переносят в делитель­ную воронку вместимостью 500 мл, приливают 200 мл аммиака, разбавленного 1 :200, энергично встряхивают 1—2 мин (дитизон окрашивает водный слой в оранжевый цвет), сливают органиче­ский слой в другую делительную воронку вместимостью 200 мл и повторяют экстракцию с 50 мл аммиака, органический слой от­брасывают. Водный слой присоединяют к водному слою в первой делительной воронке и промывают 10—15 мл хлороформа.
К водному раствору приливают 100 мл хлороформа, подкисля­ют соляной кислотой до изменения цвета водного слоя из оранже­вого в зеленовато-синий и встряхивают до обесцвечивания водно­го слоя. Органический слой сливают в делительную воронку вме­стимостью 200 мл, промывают водой и фильтруют через сухой фильтр в склянку из темного стекла. Раствор хранят при 5—7 °С. Для приготовления 0,008%-ного раствора дитизона 40 мл 0,04 %- ного раствора дитизона разбавляют до 200 мл хлороформом.
Для приготовления 0,004 %-ного раствора 20 мл 0,04 %-ного раствора дитизона разбавляют до 200 мл хлороформом.
Кадмий по ГОСТ 1467—77.
Стандартные растворы кадмия.
Раствор А: 1 г кадмия растворяют в 30 мл азотной кислоты, разбавленной 3 : 2, в стакане вместимостью 400 мл, выпаривают до 3—5 мл, охлаждают, приливают 10 мл соляной кислоты и вновь выпаривают. Выпаривание повторяют еще два раза, приливая каждый раз по 10 мл соляной кислоты. К охлажденному остатку приливают 170 мл соляной кислоты. Количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1 л, доливают до метки водой и тщательно перемешивают.
1 мл раствора содержит 1 мг кадмия.
Раствор Б: 10 мл раствора А переносят в мерную колбу вме­стимостью 100 мл, доливают до метки 2 н. раствором соляной кислоты и перемешивают.
1 мл раствора содержит 0,1 мг кадмия.
Раствор В: 5 мл раствора Б переносят в мерную колбу вме­стимостью 250 мл, доливают до метки 2 н. раствором соляной кислоты и перемешивают.
1 мл раствора содержит 0,002 мг кадмия.
3.3. Проведение анализа
Навеску кобальта массой 1 г растворяют в 20 мл смеси соля­ной и азотной кислот 3:1 на умеренно нагретой плите, раствор выпаривают до получения влажных солей. Выпаривание с добав­лением 10 мл соляной кислоты повторяют три раза. В третий раз раствор осторожно выпаривают на теплой плите досуха. Сухой остаток растворяют в 10 мл 2 н. раствора соляной кислоты, пере­носят в делительную воронку вместимостью 150—200 мл, обмыва­ют стакан 1 мл 2 н. раствора соляной кислоты, добавляют равный с водным объемом раствор трибензиламина (строго соблюдая про­порцию) и энергично встряхивают 1 мин. Органическую фазу пе­реводят в другую делительную воронку вместимостью 200 мл. К водной фазе добавляют равный с водным объемом объем раство­ра трибензиламина и встряхивают 1 мин. Органические экстрак­ты соединяют. К водной фазе добавляют 5 мл хлороформа, встря­хивают 20 с, хлороформный слой присоединяют к органической фазе, а водный слой отбрасывают.
Для реэкстракции кадмия к объединенной органической фазе добавляют 15 мл 0,5 н. раствора азотной кислоты, встряхивают воронку 1 мин. Органический слой сливают в чистую делительную воронку. Реэкстракт сохраняют.
К органическому слою приливают 10 мл 0,5 н.. раствора азот­ной кислоты, встряхивают делительную воронку 1 мин, органичес­кий слой отбрасывают, а водный присоединяют к первой порции реэкстракта. К объединенному реэкстракту добавляют 2—3 капли индикатора тимолового синего и осторожно нейтрализуют раство­ром едкого натра до появления желтой окраски. Перемешивая рас­твор после добавления каждого реактива, приливают 1 мл раство­ра виннокислого калия-натрия, 5 мл 1%-ного раствора цианисто­го калия, 1 мл раствора гидроксиламина и 15 мл 0,008%-ного рас­твора дитизона, воронку энергично встряхивают 1 мин и сливают слон хлороформа в чистую делительную воронку, содержащую 25 мл охлажденной до 5—7 °С винной кислоты. Экстракцию повто­ряют с 10 мл дитизона и сливают органическую фазу в делитель­ную воронку с винной кислотой. Водную фазу отбрасывают.
Делительную воронку, содержащую винную кислоту и объеди­ненные органические экстракты, энергично встряхивают в течение 2 мин. Хлороформный слой отбрасывают. При встряхивании с винной кислотой дитизонат кадмия разрушается, а освободивший­ся дитизон извлекается хлороформом. Водный слой промывают 5 мл хлороформа, который отбрасывают. К водной фазе добавля­ют 0,25 мл раствора гидроксиламина, 10 мл 0,004%-ного раствора дитизона, 5 мл 0,05 %-ного раствора цианистого калия и встряхи­вают 1 мин. Раствор, содержащий розовый дитизонат кадмия, 81
фильтруют через ватный тампон в мерную колбу вместимостью 25 мл. Экстракцию повторяют 2—3 раза с 5 мл