RU2406995C1

RU2406995C1 - Method for stripping voltametric detection of rhodium in nitrite medium

Info

Publication number: RU2406995C1
Application number: RU2009136718/28A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Лосев (RU); Владимир Николаевич Лосев; Генриетта Всеволодовна Волкова (RU); Генриетта Всеволодовна Волкова; Наталья Венедиктовна Щеглова (RU); Наталья Венедиктовна Щеглова; Ольга Васильевна Буйко (RU); Ольга Васильевна Буйко
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2010-12-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: detection of rhodium (III) in an analysed solution of a nitrite complex involves its electrochemical reduction to metal on a mercury film electrode and then electrochemical stripping of the reduced rhodium while plotting the current-voltage curve. Concentration of rhodium (III) in the nitrite solution is determined from the value of the anodic peak of electrochemical oxidation of the previously reduced rhodium. The background electrolyte used is methanoic acid. Electrochemical stripping of the reduced rhodium is carried out while varying the potential of the working mercury film electrode at a rate of 50 mV/s and the current-voltage curve is plotted. The analytical signal of rhodium is the height of the anodic peak of electrochemical stripping.

EFFECT: invention enables detection of rhodium from a solution of its nitrite complex.

1 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к аналитической химии платиновых металлов, в частности к способу инверсионно-вольтамперометрического определения родия (III), например, в технологических растворах аффинажного производства.The present invention relates to the analytical chemistry of platinum metals, in particular to a method of inversion-voltammetric determination of rhodium (III), for example, in technological solutions of refining production.

В настоящее время известен способ определения платиновых металлов и золота методом инверсионной вольтамперометрии [Колпакова Н.А. Определение платиновых металлов и золота методом инверсионной вольтамперометрии./Н.А.Колпакова, Б.С.Шифрис, Л.А.Швец, С.В.Кропоткина. Журн. аналит. химии. - 1991, т.46, №10. - С.1910].Currently, a known method for determining platinum metals and gold by inversion voltammetry [Kolpakova N.A. Determination of platinum metals and gold by the method of inverse voltammetry. / N.A. Kolpakova, B.S. Shifris, L.A. Shvets, S.V. Kropotkina. Zhurn. analyte. chemistry. - 1991, T. 46, No. 10. - S.1910].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ совместного определения родия и иридия методом инверсионной вольтамперометрии в медно-никелевых концентратах [Шифрис Б.С. Совместное определение родия и иридия методом инверсионной вольтамперометрии в медно-никелевых концентратах. Б.С.Шифрис, Н.А.Колпакова. Журн. аналит.химии. - 1982, т. XXXVII, №12. - C.2217].The closest technical solution, selected as a prototype, is a method for the joint determination of rhodium and iridium by the method of inversion voltammetry in copper-nickel concentrates [Shifris BS Joint determination of rhodium and iridium by inversion voltammetry in copper-nickel concentrates. B.S. Shifris, N.A. Kolpakova. Zhurn. analytic chemistry. - 1982, T. XXXVII, No. 12. - C.2217].

В основе вольтамперометрического определения родия лежат волны, образуемые негидролизованным хлоридом родия (H₃[RhCl₆]) на фоне галогенидных кислот (HCl, HBr, HI), фосфатов или сульфатов аммония. Методом инверсионной вольтамперометрии с использованием графитового индикаторного электрода в области его потенциалов (+0,3 В) и насыщенного каломельного электрода в качестве электрода сравнения на фоне 0,5 М HCl проводят определение родия после предварительного концентрирования при потенциале -0,7 В в течение 3-10 минут. Содержание родия устанавливают методом добавок. Чувствительность определения родия составляет 0,04-0,006 г/т.The voltammetric determination of rhodium is based on waves generated by non-hydrolyzed rhodium chloride (H ₃ [RhCl ₆ ]) against a background of halide acids (HCl, HBr, HI), ammonium phosphates or sulfates. By inversion voltammetry using a graphite indicator electrode in the region of its potentials (+0.3 V) and a saturated calomel electrode as a reference electrode, against the background of 0.5 M HCl, rhodium is determined after preliminary concentration at a potential of -0.7 V for 3 -10 minutes. The content of rhodium is determined by the method of additives. The sensitivity of rhodium determination is 0.04-0.006 g / t.

В случае вольтамперометрического определения родия (III) в растворе его нитритного комплекса, используемого в аффинаже и анализе платиновых металлов, определению родия должна предшествовать стадия пробоподготовки: переведение нитритного комплекса в хлоридный путем длительного кипячения и упаривания с хлороводородной кислотой, сопровождаемого выделением токсичных оксидов азота.In the case of a voltammetric determination of rhodium (III) in a solution of its nitrite complex used in refining and analysis of platinum metals, the determination of rhodium should be preceded by a sample preparation stage: conversion of the nitrite complex to chloride by prolonged boiling and evaporation with hydrochloric acid, accompanied by the release of toxic nitrogen oxides.

Недостатками данного способа являются длительность и трудоемкость.The disadvantages of this method are the duration and complexity.

Техническим результатом предложенного способа является инверсионно-вольтамперометрическое определение родия (III) непосредственно в растворе его нитритного комплекса, обеспечивающее сокращение продолжительности анализа и упрощение методики, повышение чувствительности метода и предела его обнаружения.The technical result of the proposed method is the inverse voltammetric determination of rhodium (III) directly in the solution of its nitrite complex, which reduces the analysis time and simplifies the method, increases the sensitivity of the method and the limit of its detection.

Технический результат достигается тем, что в способе инверсионно-вольтамперометрического определения родия, включающем приготовление раствора родия (III), новым является то, что раствор родия (III) переводят в комплексное соединение (гексанитрородиат-ион) и концентрацию родия (III) в нитритном растворе определяют по величине анодного пика электрохимического растворения родия в присутствии фонового электролита муравьиной кислоты (pH 3-4) при развертке потенциала ртутно-пленочного электрода от 0,1 до 0,5 В.The technical result is achieved by the fact that in the method of inversion-voltammetric determination of rhodium, including the preparation of a solution of rhodium (III), it is new that the solution of rhodium (III) is converted into a complex compound (hexanitro-rhodiate ion) and the concentration of rhodium (III) in a nitrite solution determined by the magnitude of the anode peak of the electrochemical dissolution of rhodium in the presence of a background electrolyte of formic acid (pH 3-4) when the potential scan of the mercury-film electrode is from 0.1 to 0.5 V.

Используемая система дает аналитический сигнал комплексного иона - гексанитрородиата без переведения его в хлоридный ион, а результирующая полярографическая кривая имеет вид пика, положение которого (потенциал) характеризует природу вещества, а его высота - концентрацию родия в растворе нитритного комплекса.The system used gives an analytical signal of a complex ion - hexanitro-rhodiate without converting it to chloride ion, and the resulting polarographic curve has a peak, the position of which (potential) characterizes the nature of the substance, and its height - the concentration of rhodium in the nitrite complex solution.

Сопоставление с прототипом показывает: заявляемый способ отличается тем, что для последующего вольтамперометрического определения родия пригодна форма его нахождения в нитритном растворе [Rh(NO₂)₆]^3-, что позволило установить соответствие его критерию «новизна».Comparison with the prototype shows: the inventive method is characterized in that for the subsequent voltammetric determination of rhodium, the form of its presence in the nitrite solution [Rh (NO ₂ ) ₆ ] ^{3- is} suitable, which made it possible to establish compliance with its “novelty” criterion.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что нет методики вольтамперометрического определения родия (III) непосредственно в растворе его нитритного комплекса. Признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, соответствуют критерию «изобретательский уровень».A comparison of the proposed solution with other technical solutions shows that there is no method for voltammetric determination of rhodium (III) directly in the solution of its nitrite complex. Signs that distinguish the claimed invention from the prototype meet the criterion of "inventive step".

Сущность способа заключается в том, что использование варианта инверсионной вольтамперометрии, включающего стадию предварительного концентрирования родия на поверхности электрода и проведение аналитического определения на анализаторе вольтамперометрическом ТА-4 ООО «НПП ТОМЬАНАЛИТ» с применением трехэлектродной ячейки (рабочий электрод - ртутно-пленочный, два хлоридсеребряных электрода: вспомогательный и электрод сравнения), позволяет определить концентрацию родия (III) непосредственно в нитритной среде, характерной для растворов аффинажного производства, без предварительной подготовки пробы.The essence of the method lies in the fact that the use of the inversion voltammetry option, which includes the stage of preconcentration of rhodium on the electrode surface and the analytical determination on the TA-4 voltammetry analyzer of NPP TOMANALIT LLC using a three-electrode cell (working electrode is a mercury-film electrode, two silver chloride electrodes : auxiliary and reference electrode), allows to determine the concentration of rhodium (III) directly in the nitrite medium, characteristic of solutions ffinazhnogo production without prior sample preparation.

Предлагаемый способ инверсионно-вольтамперометрического определения родия в нитритной среде реализован следующим образом.The proposed method of inversion-voltammetric determination of rhodium in a nitrite medium is implemented as follows.

Исходный раствор родия (III) готовят окислительным спеканием порошка родия с BaO₂, с последующим выщелачиванием в соляной кислоте. Затем хлоридный раствор родия (III) переводят в нитритный кипячением с NaNO₂. Готовый раствор с концентрацией 1 мг/л последовательно разбавляют. Аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 0,0005-0,4000 мг/л родия (III) в виде нитритного комплекса, помещают в электрохимическую ячейку прибора, содержащую 0,02 мл концентрированной муравьиной кислоты в 10 мл бидистиллята и погружают электроды. В качестве индикаторного электрода используют ртутно-пленочный; в качестве вспомогательного и электрода сравнения - хлоридсеребряные. В начале проводят накопление родия на индикаторном электроде при потенциале -0,8 В в течение 120 с. Затем при линейно увеличивающемся потенциале от 0,1 до 0,5 В выделившийся родий анодно окисляют:The initial solution of rhodium (III) is prepared by oxidative sintering of rhodium powder with BaO ₂ , followed by leaching in hydrochloric acid. Then, the rhodium (III) chloride solution is converted into nitrite by boiling with NaNO ₂ . The finished solution with a concentration of 1 mg / l is diluted sequentially. An aliquot of the analyzed solution containing 0.0005-0.4000 mg / l of rhodium (III) in the form of a nitrite complex is placed in the electrochemical cell of the device containing 0.02 ml of concentrated formic acid in 10 ml of bidistillate and the electrodes are immersed. A mercury-film film is used as an indicator electrode; silver chloride as an auxiliary and reference electrode. At the beginning, rhodium is accumulated on the indicator electrode at a potential of -0.8 V for 120 s. Then, with a linearly increasing potential from 0.1 to 0.5 V, the released rhodium is anodically oxidized:

Скорость развертки потенциала 50 мВ/с. Анализ проводят одновременно в трех параллелях с регистрацией вольтамперных кривых. Завершается анализ компьютерной обработкой результатов. По высоте пика вольтамперограммы анодного окисления родия, выделившегося на катоде непосредственно из нитритного раствора судят о содержании в нем родия. При необходимости анализа растворов хлоридного комплекса Rh (III) - [RhCl₆]^3- предложенным методом его переводят в нитритный [Rh(NO₂)₆]^3- добавлением раствора NaNO₂ (1%).Potential sweep speed 50 mV / s. The analysis is carried out simultaneously in three parallels with the registration of current-voltage curves. The analysis ends with computer processing of the results. The height of the peak voltammograms of the anodic oxidation of rhodium released at the cathode directly from the nitrite solution judges the content of rhodium in it. If it is necessary to analyze the solutions of the chloride complex Rh (III) - [RhCl ₆ ] ^{3- by the} proposed method, it is converted to nitrite [Rh (NO ₂ ) ₆ ] ^{3- by} adding a solution of NaNO ₂ (1%).

Предлагаемый способ пригоден для определения остаточной концентрации [Rh(NO₂)₆]^3- в производственных растворах аффинажного производства.The proposed method is suitable for determining the residual concentration of [Rh (NO ₂ ) ₆ ] ^3- in industrial solutions of refining production.

Данные вольтамперометрического определения родия в стандартных растворах [Rh(NO₂)₆]^3- различной концентрации приведены в таблице.The voltammetric determination of rhodium in standard solutions of [Rh (NO ₂ ) ₆ ] ^3- various concentrations is given in the table.

Результаты вольтамперометрического определения Rh (III) в растворе его нитритного комплекса при pH 3-4 (n=3, параметры развертки 0,1-0,5 В, скорость развертки 50 мВ/с)The results of voltammetric determination of Rh (III) in a solution of its nitrite complex at pH 3-4 (n = 3, scan parameters 0.1-0.5 V, scan speed 50 mV / s) Введено Rh(III), мг/лIntroduced Rh (III), mg / L Определено Rh (III), мг/лDetermined by Rh (III), mg / L С _Rh(III), мг/лC _{Rh (III)} , mg / L Погрешность, %Error,% 1one 22 33 0,40000.4000 0,4490.449 0,3800.380 0,4010.401 0,41000.4100 2,52.5 0,30000.3000 0,2520.252 0,2980.298 0,2850.285 0,27800.2780 11,211.2 0,20000.2000 0,1990.199 0,1980.198 0,2590.259 0,21700.2170 8,58.5 0,10000.1000 0,09780.0978 0,09910,0991 0,09830.0983 0,98000.9800 1,61,6 0,01000,0100 0,01000,0100 0,01120.0112 0,01040.0104 0,10500.1050 5,35.3 0,00100.0010 0,00120.0012 0,00110.0011 0,00090,0009 0,00110.0011 10,010.0 0,00050,0005 0,00060,0006 0,00040,0004 0,00070,0007 0,00060,0006 11,111.1

Приведенные примеры подтверждают пригодность предлагаемого способа определения Rh (III) из раствора его нитритного комплекса в интервале концентраций 0,0005-0,4000 мг/л.The above examples confirm the suitability of the proposed method for determining Rh (III) from a solution of its nitrite complex in the concentration range 0.0005-0.4000 mg / L.

В результате проведенных нами исследований установлено, что в нитритных средах диапазон анализируемых содержаний родия расширяется: на порядок как в области низких, так и высоких содержаний, то есть предлагаемый нами метод чувствительнее по сравнению с прототипом.As a result of our studies, it was found that in nitrite media the range of the analyzed rhodium contents expands: by an order of magnitude both in the low and high contents, that is, our proposed method is more sensitive in comparison with the prototype.

Claims

The method of inversion-voltammetric determination of rhodium, including the preparation of a solution of rhodium (III), characterized in that it is converted to a nitrite compound and the concentration of rhodium (III) in a nitrite solution is determined by the magnitude of the anode peak of the electrochemical dissolution of rhodium in the presence of a background electrolyte of formic acid (pH 3 -4) when the potential sweep of the mercury-film electrode is from 0.1 to 0.5 V.