2.1.2 Методики анализа

Титриметрическое определение кадмия. Для определений макро­концентраций кадмия в водных растворах (рафинатах и реэкстрактах) ис­поль­зовали метод прямого титрования кадмия раствором комплексона III (ЭДТА) в присутствии эриохрома черного Т в качестве индикатора [].

Определение кадмия с эриохромом черным Т .

Реактивы:

ЭДТА, 0,01 М раствор.

Эриохром черный Т.

Буферный раствор, рН 10.

Ход определения. В 100 мл анализируемого раствора должно содер­жаться не более 50 мг Cd. Кислые растворы сначала нейтрализуют едким натром, затем к каждым 100 мл раствора прибавляют 2 мл буферного раствора, индикатор и титруют до перехода красной окраски в синюю. С последней каплей раствора титранта исчезает красноватый оттенок окраски.

Замечание. Кривые титрования кадмия, полученные комбинированием кривых титрования кадмия и перехода окраски эриохрома черного Т представлены на рис. 10.

Рис. 10. Кривые перехода окраски эриохрома черного Т в процессе титрования кадмия при различных значениях рН.

Из рис.10 видно, что определение кадмия можно выполнять в интервале рН от 7 до 10, при этом получается настолько резкий переход окраски, что можно применить даже 0,001 М раствор ЭДТА. рН раствора не следует понижать меньше 7, так как иначе не связанный с металлом эрио­хром черный Т начинает переходить в свою красную форму H₂F^-. При рН > 10 скачок pCd (рис. 10) быстро уменьшается. В действительности положение не настолько неблагоприятное, как этого можно было бы ожидать в соответ­ствии с рис.10, так как в присутствии большого содержания аммиака полу­чается резкий переход окраски. Причиной этого является образование сме­шан­ного комплекса с красителем CdF(NH₃)_x.

Концентрацию кадмия определяли по формуле:

C_Cd = М_Cd, [г/л] (16)

где С_Тр – концентрация раствора комплексона III, V_Тр – объем комплексона III, пошедшего на титрование, V_al – объем аликвоты анализируемого раствора, М_Cd – молярная масса кадмия, равная 112,41 г/моль.

Метод позволяет определить содержание кадмия от 5 мг/л в пробе и выше, ошибка составляет 0,5 % [ ].

Фотометрическое определение кадмия. Для определения микрокон­центраций кадмия использовали фотометрический метод анализа [ ].

Способ фотометрического определения кадмия

Предлагаемый способ фотометрического определения кадмия заключается в следующем.

Кадмий взаимодействует с тиродином с образованием комплексного соединения сиреневого цвета с λ_макс = 520 нм при рН 3,8-5,5. Оптимальное значение рН для комплексообразования – 4,5-5. Состав образующегося комплекса Cd : R = 1:2. Для развития цветной реакции необходим 1,5-3-кратный избыток тиродина. Растворы комплексов устойчивы в течение часа. Оптимальная концентрация реагента, при которой достигается наибольшая чувствительность реакции равна 6∙10^-5 М. Контрастность реакции ∆λ = 75 нм, молярный коэффициент погашения ε = 3,0∙10⁴.

Фотометрическое определение кадмия. В мерную колбу вместимостью 25 мл вводят 0,5 мл раствора, предположительно содержащего 20 мкг/мл кадмия, приливают 0,5 мл 0,2%-ного водного раствора тиродина, 1 мл универсальной буферной смеси NaOH-KHC₈H₄O₄ (рН 4,5), доводят дистиллированной водой до метки и фотометрируют при 520 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя l = 1 см. Содержание кадмия определяют по градуировочному графику. Для построения градуировочного графика в мерные колбы вместимостью 25 мл вводят 0,5 мл 0,2 %-ного раствора тиродина, 1 мл универсальной буферной смеси NaOH-KHC₈H₄O₄ (рН 4,5), 0,06; 0,12; 0,25; 0,3; 0,38; 0,45; 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 мл стандаpтного раствора кадмия, приготовленного в 0,1 н. H₂SO₄, из азотно-кислого кадмия, доводят дистиллированной водой до метки и фотометрируют при 520 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя l = 1 см. В качестве раствора сравнения берут раствор реагента, приготовленный в тех же условиях. Прямолинейность градуировочного графика наблюдается в интервале 0,01-

0,1 мкг/мл кадмия.

Определение концентрации НБЭА в органической фазе. НБЭА представляет собой слабое основание и в растворах его можно оттитровать соляной кислотой [ ].. Обычно в таких случаях проводят титрование с индикаторами, но так как переход окраски нечеткий, то для индикации точки эквивалентности проводили потенциометрическое неводное титро­вание на лабораторном рН-метре. НБЭА и HCl разбавляли в изобутиловом спирте. По полученным значениям ЭДС и V_HCl строят зависимость, из которой графически находят конечную точку титрования и определяют объем кислоты пошедшей на титрование (рис. 13).

Рис 11. Потенциометрическое определение концентрации НБЭА-2 в органической фазе

По известным значениям концентрации и объему кислоты определяют концентрацию реагента.

, (20)

где С_HCl – концентрация соляной кислоты, V_к.т.т. - объем HCl необхо­димый для достижения конечной точки титрования, V_al – объем аликвоты анализируемого раствора.