Фотометрическое определение кобальта (II) 6-метил-(пиридил-2-азо)-орцином

толщина поглощающего слоя, 1 см;

ист.= истинный коэффициент молярного светопоглощения;

n стехиометрический коэффициент.

3.5 Расчет уравнения градуировочного графика методом наименьших квадратов. Аналитическое применение комплекса кобальта(II) с 6-МПАО

Так как мы работали с микроколичествами веществ, оценка достоверности полученных результатов имеет очень большое значение. Поэтому, все данные измерений были обработаны методом математической статистики [55], который позволил оценить воспроизводимость и надежность полученных результатов данных и представить результаты статистической обработки в виде компактных табличных сведений, позволяющих оценить правильность полученных величин.

Обычно производиться выборка из 2-7 отдельных измерений, поэтому, мы использовали критерий распределения Стьюдента, позволяющий оценить генеральную совокупность наблюдаемых величин, подчиняющихся закону нормального распределения Гаусса, по небольшому числу экспериментальных данных.

При обработке результатов измерения использовали следующие обозначения:

n-число опытов,

-среднее арифметическое для выборки наблюдаемых результатов.

(1)

(2)-выборочная дисперсия для n наблюдений.

S= (3)-среднеквадратичное отклонение

отдельного определения.

Дисперсия S2 и среднеквадратичное S характеризуют воспроиз- водимости метода, т.е. отклонение повторных результатов анализа относительно их среднего значения. Правильность, или точность анализа характеризуется отклонением величины от её истинного значения ,

, (4)

где tб-табличная величина распределения Стьюдента, соответствующая определенному значению степени надёжности и числу степеней свободы k=n-1. Оценка точности определения проводилась при вычислении доверительного интервала, внутри которого с любой заданной степенью надёжности лежит истинное значение определяемой величины.

Градуировочные графики были рассчитаны методом математической статистики. Параметры а и b прямой, где Y-оптическая плотность, X-концентрация вещества, вычисляемая с помощью формул, полученных по способу наименьших квадратов [54]

Y=a+bXi (5)

(6)

(7)

Для нахождения количества металоиона при фотометрических определениях используются график, связывающий измеряемую величину “Y”, оптическую плотность “А” с искомым содержанием определяемого вещества “Хi”. Прямолинейная зависимость выражается уравнением

Yi=а + bХi.

Градуировочный график построили по следующей методике: В мерную колбу емкостью 25,0 мл приливали 1,8 мл, 0,1%-ного раствора реагента, переменное количество кобальта(II) и 5,0 мл тетраборатного буферного раствора с рН=8,50 и объем доводили до метки дистиллированной водой. Растворы перемешивали и измеряли оптические плотности на КФК-2, со С.Ф. №5, l=1 см относительно раствора холостого опыта.

Результаты измерений и их математическая обработка приведены в таблице 12 и на рис. 10.

Таблица 12

Рассчет параметров линейного градуировочного графика

(n=3, р=0,95)

Исходя из табличных данных табл.12 вычисляем параметры a и b;

Sy===

Sa=Sy== == =

tg =

Sy2 =

Sb====

Xb=tg·Sb=2,957 . 3,115·10-4= 9,211·10-4

= b tg·Sb = 9·10-3 9,211.10-4

Рис. 10. Градуировочный график комплекса кобальта(II) с реагентом 6-МПАО

Градуировочный график определения Со2+ раствором 6-МПАО.

Исходя из расчетных данных составляли основную уравнению градуировочного графика; которая равна Yi= а+Xi = 1,04·10-2+9,00·10-3·Xi

На основе уравнения градуировочного графика строили зависимость оптической плотности от концентрации кобальта(II) и методом «Введено-найдено» проверяли правильность метода в оптимальных условиях. Результаты приведены в таблице 13.

Таблица 13

Правильность и воспроизводимость метода определения кобальта(II) с реагентом 6-МПАО.

(n=3, р=0,95)

Полученные данные подтверждает правильность и воспроизводимость разработанной методики определения кобальта(II), в котором относительное стандартное отклонение (Sr) не превышает 0,0222.

3.6 Определение нижней границы определяемых содержаний кобальта(II)

В практике анализа образцов немаловажную роль играет нижняя граница определяемых содержаний компонента. Поэтому с целью определения нижней границы определяемых содержаний кобальта пользовались следующей методикой: В мерные колбочки емкостью 25,0 мл приготовили 1,8 мл 0,1%-ного раствора реагента, переменные количества кобальта(II), тетраборатного буферного раствора и объем доводили до метки дистиллированной водой. Растворы перемешивали и измеряли ОП растворов на КФК-2 со С.Ф.№5, l=1,0 см относительно раствора холостого опыта. Полученные результаты приведены в таблице 14.

Таблица 14

Определение нижней границы определяемых содержаний кобальта

(n=3, p=0,95)

Qмин===0,702 мкг

ист-истинный коэффициент молярного светопоглощения, (14700);

V-объем фотометрируемого раствора, (25,0 мл);

В-атомная масса определяемого компонента, (Cо)=58,93 гр.);

l-толщина кюветы, (1,0 см);

М-количество атомов определяемого элемента, содержащийся в составе комплекса, (М=1);

-значения стандартного отклонения оптической плотности подходящая на каждую концентрацию, (=0,0014);

Qmin.-нижняя граница определяемых содержаний.

3.7 Определение кобальта(II) с помощью 6-МПАО в присутствии посторонних ионов

С целью выяснения одной из важнейших характеристик реагента с точки зрения возможности его использования в анализе и избирательности метода, проводили определения ионов кобальта в присутствии посторонних ионов. Определение проводили по выше указанной методике, в оптимальных условиях, с той лишь разницей, что в раствор вводили различные количества посторонних ионов, изучение влияния которых представляло интерес. В колбочки емкостью 25,0 мл вводили 1,8 мл 0,1%-ного раствора 6-МПАО, 1 мл раствора кобальта (ССо2+=20мкг/мл), посторонний ион, 5,0 мл тетраборатного буферного раствора с рН=8,50 и объем доводили до метки дистиллированной водой. Измерения оптической плотности раствора проводили относительно холостого опыта.

Результаты определений приведены в таблице 15.

Таблица 15

Влияние постронных катионов и анионов на определение кобальта(II)

Как видно, из таблице 15 на определению кобальта(II) не мешают Са2+, Mg2+,СН3СОО- (1:1000), Na+, K+, NH4+, J- (1:500), J-, Cl- C2O42- ClO4-, тиомочевина (1:100), Ba2+ (1:75), Cd2+, (1:50), Br-(1:10), Bi3+(1:2,5), Zn2+, Cr2O72- (1:1), Ni2+, Fe2+, Al3+, (1:0,5), Cr3+, SCN- (1:0,8), NO2- (1:0,2) соотношениях. Ионы: Hg2+, Pb2+, F-, S2O32- (1:1), Fe3+, Cu2+ (1:0,5) мешают определению ионов кобальта(II). Полученные результаты (табл.15) показывают высокую избирательность разработанной нами методики определения кобальта(II), основанный на реакции комплексообразования его 6-метил-(пиридил-2)-азо орцином (6-МПАО)

3.8 Определение кобальта с 6-МПАО в искусственной смеси

Разработанная методика определения кобальта с 6-МПАО использована при анализе искусственных смесей по выше указанной методике с добавлением маскирующих веществ ( J- (1:100), СH3COO- (1:1000), тиомочевина (1:75) )

Результаты измерений и их метрологические данные приведены в таблицы 16.

Таблица 16

Определение количество кобальта(II) в исскуственной смеси

(n=3, P=0,95)

Как видно из полученных данных фотометрическое определение кобальта в сложных модельных смесях имитирующих реальные объекты вполне возможно, причём относительное стандартное отклонение не превышает 0,0083, что говорит о хорошей правильности и воспроизводимости разработанной нами методики.

Выводы

1. Оптимизированы условия комплексообразования кобальта(II) с реагентом 6-МПАО такие как образования комплекса во времени, рН среды, избыток реагента, условия подчинения закону Бугера-Ламберта-Бера.

2. Изучены спектральные характеристики комплекса и самого реагента 6-МПАО которые показали высокую чувствительность и контрастность (=95нм) и определены истинный молярный коэффициент светопоглощения.

3. Установлен мольное соотношение кобальт: реагент двумя методами; методом Изомолярных серий и методом прямой линии Асмуса и в обеих случаях состав Со:R=1:2.

4. Показан интервал подчинения закону Бугера-Ламберта-Бера (1-40мкг/25мл) и чувствительность по Сенделу 0,00415мкг/см2. На основе достигнутых результатов и выявленных закономерностей разработана фотометрическая методика определения кобальта(II) с реагентом 6-МПАО.

5. Изучена избирательность разработанной методики и проверен правильность способом «введено-найдено». Разработанная методика применена к анализу искусственных смесей, полученные результаты обработаны методом математической статистики.

Список литературы

1. Большая советская энциклопедия. Под ред. Б.А.Введенского, М.: Наука, 1953, 1532с.

2. Популярная библиотека химических элементов. Под ред. академика И.В.Петрянов-Соколова, М.: Наука, 1983, 558с.

3. Ковальский В.В. Значение кобальта для животного организма. в кн.: Микроэлементы в жизни растений и животных (Труды конференции по микроэлементам 15-19 марта 1950 г), М.: 1952, с. 153-155.

4. Ковальский В.В., Чабаевская В.С. Значение кобальта в питании романовской овцы, “Доклады Всес. Акад. с-х. Наук.” 1949, № 2, с. 275-277.

5. Ковальский В.В., Чабаевская В.С. Кобальтовая полноценность кормов для романовской овцы, “Доклады Всес. Акад. с-х. Наук.”, 1951, № 8, с. 203-206.

6. Виноградов А.П. Геохимия рассеянных элементов морской воды, “Успехи химии”, 1944, Т. 13, вып-1, с. 307-310.

7. Пятницкий И.В. Аналитическая химия кобальта. М.: Наука, 1965,259с.

8. Хан Ф., Харат Р. Б. Экстракционно-спектрофотометрическое определение кобальта(II) с 3-бром-4-меркаптоацетамидотолуолом. Журн. аналит. химии., 1989, Т.44, № 5, с. 947-948. Цит. по РЖХим. 19Г203, 1989;

9. Sun Xi, Zhou Shinong. Спектрофотометрическое изучение цветной реакции между кобальтом и мезо-тетра-(4-хлорфенил)-порфирином. Т. Anal. Chem., 1990, T.18, №5, c. 475-478. Цит. по РЖХим. 24Г186, 1990;.

10. Berhate V.D. Extraction and spektrophotometric determination of cobalt(II) with p-methylisonitrosaacltophenone. Curr Sei (India) 1989, V.58, №6, p.291-293. Цит. по РЖХим 17Г187, 1989.

11. Al-Сhalsha T.S. Spektrophotometrik study of the cobalt(II) complex with pyridine-2-methylketoxime. T. Yraqi Chem. Soc. 1987, Т.12, №1, с.69-76. Цит.РЖХим. 8Г225, 1989;

12. Nagaraj S.P. Spectrophotometric determination of cobalt with ditizone. Talanta, 1990, V.37, № 4, p. 443-446;

13. Murthy G.V. R. Direct Spectrophotometric determination of cobalt with 2ґ-hydroxyacetophenonethiosemikarbazone. Chem. acta ture 1989, V.17, № 2, p.189-194. Цит. по РЖХим. 11Г144, 1990;

14. Thokdar T.K. Extractive spectrophotometric determination of cobalt using xanthates. Indian T. Chem. Anal. 1989, V.28, №4, p/342-343, Цит. по РЖХим. 10Г165, 1990;

15. Thujillo P. Extraction-spectrophotometric determination of cobalt with 2-(1ґ,3ґ,4ґ-thiadiazolyl-2ґ-azo)-4-methyphenol. Chim. acta ture 1989, v.17, № 3, p. 329-338, Цит. по РЖХим. 11Г143, 1990;

16. Муратова Ф.А., Озеров А.М., Юсупов М.Ю. Фотометрическое определение кобальта в природных водах с применением реагента КТАДАФ. Журн. Заводская лаборатория. 1991, № 4, с. 10-11;

17. Кельина С.Ю. 0,0ґ-оксиаминоазосоединение как фотометрические реагенты на кобальт. Журн. Аналит. Химии. 1991, Т.46, № 5, с. 858-862;

18. Banu S. Dibensoylmethanes in spectrophotometric determination of cobalt(II). Acta Ciem. Yndica Chem. 1988, v.44, № 3, p. 243-250. Цит. по РЖХим. 4Г148, 1991;

19. Аликсеев В.Г., Щербакова Е.Е., Якубович Ю.Я., Воробъев Н.В., Лорин С.В. Шичина О.Ю. Взаимодействие ампициллина с ионами марганца(II), кобальта(II) и никеля(II). Цит. по РЖХим. 16Б1.237, 2006.

20. Bingol Haluk, Atalay Tevfik. Исследование кинетики реакции комплексообразования двухвалентного кобальта с 2-бензоилпиридин-4-фенил-3-тиосемикарбазоном и кинетико-спектрофотометрическое определения кобальта. Цит. по РЖХим. 24Г10, 2007.

21. Голиванд М.В., Мозаффари Ю., Собхани Ш., Газеми Дж. Одновременное спектрофотометрическое определение следовых количеств кобальта, никеля и меди после их концентрировании в виде 2-аминоциклопентен-1-дитиокарбосилатных комплексов на микрокристаллическом нафталине с использованием частного метода наименьших квадратов. Журн. аналит. химии. 2008, Т.63, № 3, с. 258-264;

22. Гайдук О.В., Панталер Р.П. Молибдофосфорная кислота как реагент для определения кобальта(II). Цит. по РЖХим. 18Г23, 2009.

23. Pouretedol H.R., Keshavarz M.H., Semnani A., Rafat M. Сочетание методов спектрофотометрии и частичных наименьших квадратов для одновременного определения кобальта, никеля, меди и цинка в мицелярных средах. Цит. по РЖХим. 07Г167, 2010.

24. Мархол М. Ионообменники в аналитической химии. М.: Мир, 1985, 545с;

25. Брыкина Г.Д., Степанова Н.А., Стефанов А.В. и др. Журн. аналит. Химии. 1983, Т.38, № 1, с.33-37;

26. Брыкина Г.Д. Морчак Т.В., Крысина Л.С. и др. Журн. аналит. Химии. 1982, Т.37, № 10, с.1841-1847;

27. Умланд Ф., Янсен А., Тиринг Д., Вюниш Г.У. Комплексные соединения в аналитической химии. М.: Мир, 1975, 531с;

28. Тиникашвили Н.А. Автореферат дис.канд.хим.наук. М.: МГУ, 1988, 19с;

29. Ефременко Н.Е., Хасан А., Русняк Ю.И., Раевская М.В. Вест. Моск. ун-та. Сер.2. химия. 1995, Т.36, № 1, с.79-84;

30. Бусев А.И., Иванов В.М. Журн. аналит. химии. 1963, Т.18, № 2, с. 208-213;

31. Иванов В.М., Ершова Н.И., Фигуровская В.Н., Иванов Н.В. Оптические и цветометрические характеристики 4-(2-пиридилазо)-резорцинатов кобальта и палладия. Журн. аналит. химии. 2001, Т.56, № 2, с. 164-169;

32. Pal Т., Ganguly A., Pal A. Спектрофотометрическое определение кобальта и никеля , N,N'-дифенилдитиомалонамидом и исследование структур образующихся соединений. J. Indian Chem. Soc.,1988, T.65, № 9. c. 655- 657.Цит. по РЖХим. 22Г192, 1989;

33. Mehra M.C., Daigle R. 2-(p-iodophenly)-3-(p-nitrophenly)-5-phenyltetrazolium tetrakis (1-imidazolyl) borate as a reagent for the determination of nickel, zinc, cobalt and iron by flame atomic absorption spectrometry. Analyst., 1989, v.114, №8, с.979-981. Цит. по РЖХим. 3Г122, 1990;

34. Zhang Guang, Zhang Xiolin. Одновременное определение кобальта и палладия с 5-(4,5-диметилтиазолилазо)-2,4-диаминотолуолом. Anal. Chem. 1989, v.17, №8, с.713-716. Цит. по РЖХим. 3Г147, 1990;

35. Lu Xiaohua, Ji Yuan. Двухволновое спектрофотометрическое определение кобальта, никеля и меди в смеси. Anal. Chem., 1989, T.17, №8, c. 717-719. Цит. по РЖХим 3Г121, 1990;.

36. Selig W.S. The complexometric microdetermination of divalent copper and cobalt. Microchem ,J.1989, T.40, №3, c. 328-330. Цит. по РЖХим 12Г132, 1990;.

37. Иммиярова Г.Р., Щербинына Н.И., Седых Э.М., Мясоедова Г.В., Вульфсон Е.К. Сорбционное концентрирования меди, свинца, кобальта, никеля и кадмия из морской воды и их электротермическое атомно-абсорбционное определения в суспензии сорбента. Журн. аналит. химии. 1988, Т.43, № 11, с. 1981-1983;

38. Иванов В.М., Кузнецова О.В. Раздельное определение 4-(2-тиалилазо)-резорцинатов никеля, цинка и кобальта в фазе сорбента методом светометрии. Журн. аналит. химии. 2000, Т.55, № 9, с.998-103;

39. Малик К.А., Рао Д.Л. Спектрофотометрическое определение Co(II), Ni(II), Cu(II), Cd(II), Pd(II), Ru(II), Mo(VI) после экстракции их изоамилксантогенатом расплавленным в нафталине. Журн. аналит. химии. 2000, Т.55, № 8, с. 830-833;

40. Игнатова С.Н., Болынский А.Б. Определения кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля и хрома в концентрированных растворах хлорида кальция методом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрию. Журн. аналит. химии. 2001, Т.56, № 11, с. 1158-1162;

41. Саракоглу С., Сойлак М., Элси Л. Предварительное концентрирования и разделение железа, кобальта, свинца, кадмия и хрома на сорбенте Ambersorb 563 перед определением пламенным атомно-абсорбционным методом. . Журн. аналит. химии. 2003, Т.58, № 12, с. 1259-1263;

42. Иванов В.М., Фигуровская В.Н., Ершова Н.И., Мамедова А.М., Чинь Тхи Тует Мой. Оптические и цветометрические характеристики 1-нитрозо2-нафтол-3,6-дисульфонатов кобальта. . Журн. аналит. химии. 2007, Т.62, № 4, с. 364-368;

43. Иванов В.М., Мамедова А.М., Фигуровская В.Н., Ершова Н.И., Барбалат Ю.А., Чинь Тхи Тует Мой. Журн. аналит. химии. 2006, Т.61, № 6, с. 620-623;

44. Гридчин С.Н. Константы устойчивости комплексов триметилендиамин N,N,Nґ,Nґ-тетрауксусной кислоты с ионами цинка, кадмия и кобальта(II). Журн. аналит. химии. 2007, Т.62, № 6, с. 583-587;

45. Правин Кумар А., Равиндра Редди П., Кришна Редди В. Определение кобальта и ванадия при совместном присутствии с методом спектрофотометрии второй производной с использованием 2-гидрокси-3-метоксибензольдегидтиосемикарбозона. Журн. аналит. химии. 2008, Т.63, № 1, с. 32-35;

46. Бахрами С., Аббазил С., Гарбани Ю.А., Миран-Бейжи А.А. Высокочувствительное определение следовых количеств кобальта с помощью каталитической адсорбционной инверсионной вольтамперметрии. Цит. по РЖХим 17Б3.267, 2009;

47. Рувинский О.Е., Абрамова Н.С. Особенности вольтамперметрии систем кобальт(II), никел(II)-эриохром черный. Цит. по РЖХим 9Г5, 2010;

48. Выщеревич И.В., Калиниченко И.Е. Фотометрическое определение в питьевой воде кобальта и никеля с 4-(2-пиридилазо)-резорцином. Цит. по РЖХим 21Г183, 2010;

49. Геворгян А.М., Сманова З.А., Мамаджанова Г.А. Сорбционно-фотометрическое определение кобальта иммобилизованным N-метиланабазин-б-азо-1,8-аминонафтол-4,6-дисульфокислотой. Цит. по РЖХим. 07Г160, 2010.

50. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практические руководство по фотометрическим методом анализа. Л.: Химия, 1986, 432с;

51. Толмачев В.Н. Уч.зап. ХГУ, Т.54, Труды хим. ф-та и НИИ химии, 1954, Т.12, с. 99-106; Уч. зап. ХГУ, Т.37, Труды хим. ф-та и НИИ химии, 1951, Т.8, с. 65-69;

52. Корстелев П.П. Приготовление растворов для химико-аналитических работ. М.: Химия, 1964, 386с;

53. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия,1979, 480с.

54. Шарло Г. Метод аналитической химии. Количественный анализ неорганических соединений. Перев. с франц. Под ред. проф.Ю.Ю. Лурье. Изд. «Химия», 196с

55.Пирятин В.Д. Обработка результатов экспериментальных наблюдений по способу наименьших квадратов. Изд. ХГУ, Харьков, 1962, 131с.

Размещено на Allbest.ru