2.1.2 Анализдің әдістері

Кадмийді титриметриялық жолмен анықтау. Сулы ерітінділердегі (рафинаттар мен реэкстракттарда) кадмийдің макроконцентрациясын анықтау үшін индикатор ретінде қара Т эриохром қатысумен III (ЭДТА) комплексон ерітіндісімен кадмийді тікелей титрлеу әдісі қолданылды.

Қара Т эриохром қатысумен кадмийді анықтау.

Реактивтер:

ЭДТА, 0,01 М ерітінді.

Қара Т эриохром.

Буфер ерітіндісі, рН 10.

Анықтау жүрісі. 100 мл талданатын ерітіндіде кадмийдің мөлшері 50 мг-нан аспауы қажет.Қышқыл ерітінділерді алдымен күйдіргіш натрмен залалсыздандырады, содан кейін әрбір 100 мл ерітіндіге 2 мл буфер ерітіндісі мен индикатор қосып қызыл түстің көк түске ауысқанына дейін титрлейді. Титрант ерітіндінің соңғы тамшысымен бояудың қызғылт түсі жоғалады.

Ескерту. Кадмийді титрлеу және қара Т эрихром бояуының ауысу қисықтарын қиылыстыру арқылы алынған кадмийді титрлеу қисықтары 15-ші суретте көрсетілген.

15-сурет – рН-тың әр түрлі мәндері кезінде кадмийді титрлеу процесіндегі қара Т эрихром бояуының ауысу қисықтары

15-ші суретте рН-тың мәні 7-ден 10 аралығында кадмийді анықтауға болатындығы көрініп тұр, осы кезде бояудың лезде аусқандығынан ЭДТА-ның 0,001 М ерітіндісін қолдануға болады. Ерітінді рН-ын 7-ден төмендетпеу керек, өйткені металлмен байланыспаған қара Т эрихром өзінің қызыл формасына H₂F^- ауыса бастайды. рН > 10 болған кезде pCd тез төмендейді (15-ші сурет). Шынында жағдай 15-ші суретке сәйкес болжамдалғандай жаман емес, өйткені аммиактың көп мөлшері боғандықтан бояудың тез ауысуы орын алады. Бұның себебі CdF(NH₃)_x бояғышымен аралас комплекс түзілу болып табылады.

Кадмий концентрациясы мына формула бойынша анықталынды:

C_Cd = М_Cd, [г/л] (15)

мұндағы С_Тр – III комплексон ерітіндісінің концентрациясы, V_Тр – титрлеуге жұмсалған III комплекон көлемі, V_al – талданатын ерітінді аликвотасының көлемі, М_Cd – 112,41 г/моль-ға тең кадмийдің молярлы массасы.

Бұл әдіс сынамадағы кадмийдің мөлшері 5 мг/л-ден жоғары және одан да көп болғанда анықтауға мүмкіндік береді, анықтау қателігі 0,5 % құрайды.

Кадмийді фотометриялық жолмен анықтау. Кадмийдің микроконцентрациясын анықтау үшін талдаудың фотометриялық әдісі қолданылды.

Кадмийді анықтаудың фотометриялық әдісі

Кадмийді анықтаудың ұсынылып отырған фотометриялық әдісінің мәнісі мынада.

Кадмий тиродинмен ақшыл көк түсті комплексті қосылыс түзе отырып өзара әрекеттеседі, оның рН мәні 3,8-5,5 болған кезде λ_макс = 520 тең болады. Комплекс түзілу үшін тиімді рН мәні – 4,5-5. Түзілетін комплекс құрамы Cd : R = 1:2. Түсті реакцияның дамуы үшін 1,5-3 еселік тиродиннің артық мөлшері қажет. Комплекстердің ерітінділері бір сағат ішінде тұрақты болады. Реакция сезімталдығының жоғарғы конценрациясына жететін кездегі реагенттің тиімді концентрациясы 6∙10^-5 М тең. Реакцияның қарама-қарсылығы ∆λ = 75 нм, жойылудың молярлы коэффициенті ε = 3,0∙10⁴.

Кадмийді фотометриялық жолмен анықтау. 25 мл-лі өлшегіш колбаға құрамында шамамен 20 мкг/мл кадмий бар 0,5 мл ерітінді құйылады, 0,5 мл тиродиннің 0,2 %-дық сулы ерітіндісімен және 1 мл NaOH-KHC₈H₄O₄ әмбебап буферлі қоспасымен (рН 4,5) толтырылады, колбаның өлшегіш таңбасына дейін тазартылған сумен жеткізеді және 520 нм кезінде қалыңдығы l = 1 см сорғыш қабаты бар кюветте фотометрлейді. Кадмийдің мөлшері бөліктеу графигі бойынша анықталынады. Бөліктеу графигін құру үшін сиымдылығы 25 мл-лі өлшегіш колбаларға 0,5 мл тиродиннің 0,2 %-дық ерітіндісін, 1 мл NaOH-KHC₈H₄O₄ (рН 4,5) әмбебап буферлі қоспасын, 0,1 н. H₂SO₄ азот-қышқылды кадмийден дайындалған 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 кадмийдің стандарттық ерітіндісін қосады, колбаның өлшегіш таңбасына дейін тазартылған сумен жеткізеді және 520 нм кезінде қалыңдығы l = 1 см сорғыш қабаты бар кюветте фотометрлейді. Салыстыру ерітіндісі ретінде сондай шарттарда дайындалған реагенттің ерітіндісі алынады. Бөліктеу графигінің түзу сызығы кадмийдің 0,01-0,1 мкг/мл аралығында байқалынады.

Органикалық фазада НБЭА концентрациясын анықтау. НБЭА әлсіз негіз болып табылады және ерітінділерде оны күкірт қышқылымен титрлеуге болады. Әдетте осындай жағдайларда индикаторлармен титрлеуді жүргізеді, бірақ бояудың ауысуы анық болмағандықтан эквиваленттік нүкте индикациясы үшін зертханалық рН-метрде потенциометриялық сулы емес титрлеуді жүргіздік. НБЭА мен HCl-ды изобутил спиртінде араластырдық. Алынған ЭДС пен V_HC мәндері бойынша тәуелділік құрамыз, бұл тәуелділіктен графикалық тұрғыдан титрлеудің соңғы нүктесі табылады және титрлеуге жұмсалған қышқыл көлемі анықталады (16-шы сурет).

16-сурет – Органикалық фазада НБЭА-2 концентрацияын потенциометриялық анықтау

Концентрация мен қышқыл көлемінің белгілі мәндері бойынша реагенттің концентрациясы анықталады.

, (16)

мұндағы С_HCl – күкірт қышқылының концентрациясы, V_к.т.т. –титрлеудің соңғы нүктесіне жету үшін қажетті HCl көлемі, V_al – талданатын ерітінді аликвотасының көлемі.