1.2 Инструментальные методы
Из инструментальных методов определения сурьмы часто используются эмиссионный спектральный анализ, рентгеноспектральный анализ, атомно-абсорбционная и атомно-эмиссионная спектрофотометрия, хроматография, масс-спектрометрия [1].
Также определение сурьмы можно проводить и электрохимическими методами – полярография, кулонометрия [1]. Полярографические методы характеризуются низкими пределами обнаружения – в некоторых случаях до 1*10-7 – 1*10-9 %. Электрохимические превращения сурьмы можно представить в виде следующей схемы:
В зависимости от полярографического фона и от материала применяемого электрода на полярограммах можно регистрировать токи разряда-ионизации, соответствующие любому из процессов, включенных в схему.
Полярографическими методами сурьму обычно определяют с применением ртутных капающих и стационарных электродов, а также твердых электродов, изготовленных из различных материалов на основе графита. Определение сурьмы с применением ртутных электродов основано на использовании двух электродных процессов: разряда сольватированных или комплексных ионов Sb(III):
[SbLx]3-x + 3e → Sb (амальгама) + xL- (1)
и анодном растворении (ионизации) сурьмы из амальгамы с образованием сольватированных или комплексных ионов Sb(III):
Sb (амальгама) + xL- - 3e → [SbLx]3-x (2)
Здесь L- – однозарядный анион, однако замена однозарядного аниона многозарядным не меняет сущности обоих электродных процессов.
Последовательное осуществление процессов (1) и (2) составляет цикл разряда-ионизации сурьмы на стационарных ртутных электродах, лежащий в основе инверсионной вольтамперометрии (амальгамной полярографии с накоплением). Процесс (1) описывает предварительное концентрирование Sb с образованием амальгамы, а процесс (2) - анодное растворение ее из полученной амальгамы.
Полярографические методы широко применяются для определения сурьмы в различных промышленных и природных материалах, в том числе в железе, чугуне и сталях, полупроводниковых материалах, свинце и его сплавах.
Кулонометрические методы характеризуются очень высокой чувствительностью, а также хорошей воспроизводимостью и правильностью. Ошибка определения сурьмы находится в пределах 0,1—1%. Для определения сурьмы используются два варианта кулонометрии — кулонометрия с контролируемым потенциалом и кулонометрическое титрование.
В варианте кулонометрии с контролируемым потенциалом для определения сурьмы используют два способа, основанных на ее восстановлении на ртутном электроде: восстановление Sb(V) до Sb(III) либо Sb(III) до металлической сурьмы при -0,21 В или -0,35 В соответственно. Чаще используют метод кулонометрического титрования Sb(III) до Sb(V), в качестве титранта применяют перманганат калия, конечную точку титрования фиксируют амперометрически и биампероаметрически.
Кулонометрическими методами определяют сурьму в сплавах свинца и олова, органических соединениях и лекарственных препаратах, стеклах, сере и селене, иодиде сурьмы.