RU2486500C1 - Method of determining osmium by stripping voltammetry in natural and man-made material - Google Patents

Method of determining osmium by stripping voltammetry in natural and man-made material Download PDF

Info

Publication number
RU2486500C1
RU2486500C1 RU2011149622/28A RU2011149622A RU2486500C1 RU 2486500 C1 RU2486500 C1 RU 2486500C1 RU 2011149622/28 A RU2011149622/28 A RU 2011149622/28A RU 2011149622 A RU2011149622 A RU 2011149622A RU 2486500 C1 RU2486500 C1 RU 2486500C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
osmium
hydrogen peroxide
electrode
plus
potential
Prior art date
Application number
RU2011149622/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Владимирович Горчаков
Эльвира Маратовна Устинова
Нина Александровна Колпакова
Максим Валентинович Михайлов
Татьяна Святославовна Глызина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2011149622/28A priority Critical patent/RU2486500C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2486500C1 publication Critical patent/RU2486500C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method of determining osmium by stripping voltammetry in natural and man-made material involves transferring osmium (VIII) into a solution in form of volatile osmium tetraoxide and conducting catalytic, voltammetric determination, wherein osmium ions are accumulated on a soot electrode in a stirred solution in the presence of hydrogen peroxide for 60-120 s, followed by recording anodic peaks of electrocatalytic decomposition of hydrogen peroxide on an OsO2 precipitate with potential sweep rate of 80-120 mV/s at electrolysis potential of minus 0.2 V on a background electrolyte of 0.05-0.1 M CH3COOH; concentration of osmium ions is determined from the height of the anodic reverse peak of catalytic decomposition of hydrogen peroxide on the current-voltage curve in a potential range from plus 0.1 V to plus 0.3 V relative a saturated silver chloride electrode by standard addition.
EFFECT: invention enables to reduce the limit and lower bound of determined osmium content based on the peak of electrocatalytic decomposition of hydrogen peroxide, obtained after electroconcentration of OsO2 on a soot electrode by stripping voltammetry.
2 ex, 2 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к анализу объектов природного и техногенного происхождения методом инверсионной вольтамперометрии для определения ионов осмия, и может быть использовано для его определения в присутствии растворенного кислорода в объектах природного и техногенного происхождения.The invention relates to analytical chemistry, namely to the analysis of objects of natural and technogenic origin by the method of inverse voltammetry to determine osmium ions, and can be used to determine it in the presence of dissolved oxygen in objects of natural and technogenic origin.

Изучено электрохимическое поведение осмия в присутствии пероксида водорода на разных фоновых электролитах: кислотные растворы, нейтральные и буферные растворы. Показана возможность определения осмия полярографическим методом с содержанием до 1·10-7 М. [

Figure 00000001
K. and Csányi L.J. On the polarographic study of the system hydrogen peroxide-osmium tetroxide // Acta Chimica Hungaricae, 1963. Т.38, №3, р.193-202]. Недостатком данного метода является то, что для исследуемых растворов осмия наблюдается смещение потенциала максимума в область положительных потенциалов и максимум осмия раздваивается. Одновременно нарушается пропорциональная зависимость между величиной тока и концентрацией осмия в растворе. Для устранения этих недостатков авторы предлагают использовать буферные растворы с pH ~ 9-10 с добавкой тиосульфата для стабилизации растворов, содержащих осмий.The electrochemical behavior of osmium in the presence of hydrogen peroxide on various background electrolytes was studied: acid solutions, neutral and buffer solutions. The possibility of determining osmium by the polarographic method with a content of up to 1 · 10 -7 M. [
Figure 00000001
K. and Csányi LJ On the polarographic study of the system hydrogen peroxide-osmium tetroxide // Acta Chimica Hungaricae, 1963. Vol. 38, No. 3, pp. 193-202]. The disadvantage of this method is that for the studied solutions of osmium, a maximum potential shift to the region of positive potentials is observed and the maximum osmium bifurcates. At the same time, the proportional relationship between the magnitude of the current and the concentration of osmium in the solution is violated. To eliminate these shortcomings, the authors propose using buffer solutions with a pH of ~ 9-10 with the addition of thiosulfate to stabilize solutions containing osmium.

Известна методика определения осмия на платиновом или графитовом вращающемся электроде. Электродом сравнения служил нас. кал. электрод, время электролиза 10 минут при потенциале электролиза 0,0 В (для графитового электрода). Интервал определяемых содержаний составляет (1,2-4,0)·10-5 г-ион/л (25 мл - 2-7,6 мкг/мл). В случае разбавленных растворов используют платиновый электрод, время электролиза 30 минут при потенциале минус 0,3 В. Интервал определяемых содержаний составляет (2,0-8,0)·10-6 г-ион/л [Усатенко Ю.Н., Швыдка Л.Ф., Толубара А.И. и Тулюпа Ф.М. Пленочная полярография с концентрированием осмия на твердых электродах. // Известия ВУЗов. Серия: Химия и химическая технология. - 1969, т.12, №12, с.1654-1657]. Недостатком является проблема изготовления платинового электрода для других модификаций применяемых приборов. Низкая чувствительность даже в применении увеличенного времени электролиза (от 10 до 30 минут). Наблюдается уменьшение анодного тока при введении в раствор ацетат-, хлорид-иона и лимонной кислоты. Также влияние оказывает рутений при более, трехкратном избытке.A known method for the determination of osmium on a platinum or graphite rotating electrode. The reference electrode served us. feces electrode, electrolysis time of 10 minutes at an electrolysis potential of 0.0 V (for a graphite electrode). The range of the determined contents is (1.2-4.0) · 10 -5 g-ion / l (25 ml - 2-7.6 μg / ml). In the case of dilute solutions, a platinum electrode is used, the electrolysis time is 30 minutes at a potential of minus 0.3 V. The interval of the determined contents is (2.0-8.0) · 10 -6 g-ion / l [Usatenko Yu.N., Shvydka L.F., Tolubara A.I. and Tulupa F.M. Film polarography with the concentration of osmium on solid electrodes. // Proceedings of universities. Series: Chemistry and Chemical Technology. - 1969, T. 12, No. 12, p. 1654-1657]. The disadvantage is the problem of manufacturing a platinum electrode for other modifications of the devices used. Low sensitivity even in the application of increased electrolysis time (from 10 to 30 minutes). A decrease in the anode current is observed when acetate, chloride ion, and citric acid are introduced into the solution. Ruthenium also has an effect with a triple excess.

Разработана методика с использованием смесового фона 0,1 М KCl+xM KOH (рН 9-10). Используется графитовый или платиновый микродисковый электрод. Потенциал электролиза составляет минус 0,7 В и время накопления - 6 минут. Минимально определяемая концентрация составляет 1·10-7 М [Бардин М.Б., Горчаренко В.П. и Болоцкая Ф.З. Определение малых количеств осмия методом пленочной вольтамперометрии. // Журнал аналитической химии. - 1970, т.25, вып.11, с.2160-2166]. Недостатком является строгое выдерживание pH раствора (10, так как при рН 4-8 чувствительность падает, а при pH>12 вольтамперные кривые искажаются и максимум раздваивается, что приводит к нарушению пропорциональности между концентрацией осмия в растворе и величиной максимального тока. Для этого авторы рекомендуют использовать буферные растворы с pH 9-10 с добавками тиосульфатов, оксалатов или тартратов, что делает фоновый раствор многосоставным. Также указывается на мешающее влияние рутения, приводящего к искажению вольтамперных кривых.A technique was developed using a mixed background of 0.1 M KCl + xM KOH (pH 9-10). A graphite or platinum microdisk electrode is used. The electrolysis potential is minus 0.7 V and the accumulation time is 6 minutes. The minimum detectable concentration is 1 · 10 -7 M [Bardin MB, Gorcharenko VP and Bolotskaya F.Z. Determination of small amounts of osmium by film voltammetry. // Journal of analytical chemistry. - 1970, v.25, issue 11, pp. 2160-2166]. The disadvantage is that the pH of the solution is strictly maintained (10, since the sensitivity decreases at pH 4-8, and at pH> 12 the current-voltage curves are distorted and the maximum bifurcates, which leads to a violation of the proportionality between the concentration of osmium in the solution and the maximum current value. For this, the authors recommend use buffer solutions with a pH of 9-10 with the addition of thiosulfates, oxalates or tartrates, which makes the background solution multicomponent, and also indicates the interfering effect of ruthenium, which leads to distortion of the current-voltage curves.

Известна методика определения осмия методом ИВ с использованием графитового электрода, ацетатного буферного раствора с pH 4,6. Методика разработана для медно-никелевых сульфидных руд. Нижняя граница определяемых содержаний составила 5·10-6%. [Колпакова Н.А., Швец Л.А. Определение осмия методом инверсионной вольтамперометрии в минеральном сырье. // Журнал аналитической химии, - 1983, т.38, вып.8, с.1858-1862]. Недостатком является то, что для стабилизации растворов используют тиосульфат и определение осмия возможно при не более чем 25-кратном количестве рутения. В отгонке используется HClO4, которая при разложении образует HCl, что приводит к образованию летучих хлоридов (AsCl3, SbCl5, BiCl3 и др.), мешающих определению осмия и искажающих вид вольтамперных кривых.A known method for the determination of osmium by the method of IV using a graphite electrode, acetate buffer solution with a pH of 4.6. The technique was developed for copper-nickel sulfide ores. The lower limit of the determined contents was 5 · 10 -6 %. [Kolpakova N.A., Shvets L.A. Determination of osmium by the method of inverse voltammetry in mineral raw materials. // Journal of analytical chemistry, - 1983, vol. 38, issue 8, p. 1858-1862]. The disadvantage is that thiosulfate is used to stabilize the solutions and the determination of osmium is possible with no more than 25 times the amount of ruthenium. HClO 4 is used in distillation, which upon decomposition forms HCl, which leads to the formation of volatile chlorides (AsCl 3 , SbCl 5 , BiCl3, etc.), which interfere with the determination of osmium and distort the shape of the current-voltage curves.

Разработана методика с использованием в качестве индикаторного электрода графитового, а, электрода сравнения использовался каломельный. Фоном служила муравьиная кислота концентрацией 0,01 М. Нижняя граница определяемых содержаний осмия составила 2·10-8 М [Швец Л.А., Колпакова Н.А. Определение осмия методом инверсионной вольтамперометрии в технологических продуктах. // Журнал аналитической химии, - 1983, т.38, вып.8, с.1858-1862]. Недостатком является то, что проводят продувку анализируемого раствора азотом. При этом происходит улетучивание OsO4 и занижение результатов анализа. Вследствие этого выбирают соответствующее время накопления в зависимости от содержания осмия в технологическом продукте от 1 до 10 минут.A technique was developed using graphite as an indicator electrode, and calomel was used as a reference electrode. The background was formic acid with a concentration of 0.01 M. The lower boundary of the determined osmium contents was 2 · 10 -8 M [Shvets L.A., Kolpakova N.A. Determination of osmium by inversion voltammetry in technological products. // Journal of analytical chemistry, - 1983, vol. 38, issue 8, p. 1858-1862]. The disadvantage is that they purge the analyzed solution with nitrogen. In this case, volatilization of OsO 4 and underestimation of the results of the analysis occur. As a result, the appropriate accumulation time is selected depending on the osmium content in the technological product from 1 to 10 minutes.

Разработан гибридный вариант метода инверсионной вольтамперометрии - кинетический метод инверсионной вольтамперометрии (Кин-ИВ). Метод реализован на примере определения осмия. Установлено, что при электроокислении Os+OsO2, предварительно осажденного на поверхность графитового электрода, в кислых электролитах и в присутствии пероксида водорода на анодных вольтамперных кривых наблюдаются «обратные пики». Показано, что определение осмия методом Кин-ИВ можно проводить в сложных матрицах без его отделения. Нижняя граница определяемых содержаний осмия на фоне 0,1 М серной кислоты при концентрации пероксида водорода 30% равна 8·10-10 моль/л [Колпакова Н.А., Каминская О.В., Яговкина Е.В. «Определение осмия в минеральном сырье методом кинетической инверсионной вольтамперометрии» // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 1997, т.64, №4, с.9-12]. Основным недостатком является мешающее влияние серебра и 105-кратные избытки неблагородных компонентов. Без отделения осмия дистилляцией мешают как все благородные металлы, так и некоторые компоненты пробы (Fe, Se, Те, As и др.).A hybrid version of the inversion voltammetry method has been developed - the kinetic method of inversion voltammetry (Kin-IV). The method is implemented by the example of determination of osmium. It was found that during electrooxidation of Os + OsO 2 , which was previously deposited on the surface of a graphite electrode, inverse electrolytes are observed in acidic electrolytes and in the presence of hydrogen peroxide on the anode current-voltage curves. It was shown that the determination of osmium by the Kin-IV method can be carried out in complex matrices without separation. The lower boundary of the determined osmium contents against a background of 0.1 M sulfuric acid at a concentration of hydrogen peroxide of 30% is 8 · 10 -10 mol / l [Kolpakova N.A., Kaminskaya O.V., Yagovkina E.V. “Determination of osmium in mineral raw materials by the method of kinetic inversion voltammetry” // Factory Laboratory. Diagnostics of materials. - 1997, t. 64, No. 4, p. 9-12]. The main disadvantage is the interfering effect of silver and 10 5- fold excesses of base components. Without separation of osmium, distillation is interfered with by all noble metals as well as some components of the sample (Fe, Se, Te, As, etc.).

Для инверсионно-вольтамперометрического определения осмия в природных и промышленных объектах была разработана методика [Колпакова Н.А., Кропоткина С.В., Сухомлинова О.В. Авторское свидетельство №1746285, 07.07.1992 г. Бюл. №25 // Инверсионно-вольтамперометрический способ определения осмия в природных и промышленных объектах] (прототип). Определение осмия проводят по следующей методике. Для определения осмия в качестве рабочего электрода был использован графитовый электрод, а электродом сравнения служил каломельный. Фоновым электролитом была 0,01 М муравьиная кислота. Потенциал электролиза составлял 0,0 В при времени электролиза 1 минута. Потенциал обратного максимума регистрировали в кислой среде и в присутствии 10-3 - 30% перекиси водорода от 0,4 до 0,5 В при скорости развертки 50 мВ/с. Недостатком данного метода является то, что ток обратного максимума сильно зависит от концентрации перекиси водорода. Низкая чувствительность определения осмия в бедных продуктах с содержанием 10-7-10-6%. Очень сильное влияние оказывает серебро, искажающее вид вольтамперной кривой.For the inversion voltammetric determination of osmium in natural and industrial facilities, a technique was developed [Kolpakova N.A., Kropotkina S.V., Sukhomlinova O.V. Copyright certificate No. 1746285, 07.07.1992, Bull. No. 25 // Inversion voltammetric method for determining osmium in natural and industrial facilities] (prototype). The determination of osmium is carried out according to the following procedure. To determine osmium, a graphite electrode was used as a working electrode, and a calomel electrode was used as a reference electrode. The background electrolyte was 0.01 M formic acid. The electrolysis potential was 0.0 V at an electrolysis time of 1 minute. The potential of the inverse maximum was recorded in an acidic medium and in the presence of 10 -3 - 30% hydrogen peroxide from 0.4 to 0.5 V at a sweep speed of 50 mV / s. The disadvantage of this method is that the current of the inverse maximum strongly depends on the concentration of hydrogen peroxide. Low sensitivity of determination of osmium in poor foods with a content of 10 -7 -10 -6 %. Silver has a very strong effect, distorting the shape of the current-voltage curve.

В работе была поставлена задача снизить предел и нижнюю границу определяемых содержаний осмия (VIII) по пику электрокаталитического разложения пероксида водорода, полученному после электроконцентрирования OsO2 на сажевом электроде (СЭ) методом ИВ.The task was set to reduce the limit and lower limit of the determined osmium (VIII) contents by the peak of the electrocatalytic decomposition of hydrogen peroxide obtained after electroconcentration of OsO 2 on a carbon black electrode (SE) by the IV method.

Поставленная задача достигается тем, что ионы осмия (VIII) электрохимически концентрируют на поверхности различных типов сажевых электродов в форме OsO2 с последующим разложением пероксида водорода на осадке и регистрацией анодных вольтамперных кривых с обратным пиком. Проводят накопление ионов осмия на сажевом электроде в перемешиваемом растворе в присутствии пероксида водорода в течение 60-120 секунд с последующей регистрацией анодных пиков электрокаталитического разложения пероксида водорода на осадке OsO2 при скорости развертки потенциала 80-120 мВ/с при потенциалах электролиза минус 0,2 В на фоновом электролите 0,05-0,1 М CH3COOH, концентрацию ионов осмия определяют по высоте анодного обратного пика каталитического разложения пероксида водорода на вольтамперной кривой в диапазоне потенциалов от плюс 0,1 до плюс 0,3 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей.The task is achieved by the fact that osmium (VIII) ions are electrochemically concentrated on the surface of various types of carbon black electrodes in the form of OsO 2 , followed by decomposition of hydrogen peroxide on the precipitate and registration of anode current-voltage curves with a reverse peak. Osmium ions are accumulated on the carbon black electrode in a stirred solution in the presence of hydrogen peroxide for 60-120 seconds, followed by registration of the anode peaks of the electrocatalytic decomposition of hydrogen peroxide on the OsO 2 precipitate at a potential sweep rate of 80-120 mV / s at electrolysis potentials of minus 0.2 The background electrolyte at 0.05-0.1 M CH 3 COOH, osmium ion concentration is determined by the height of the anodic peak inverse catalytic decomposition of hydrogen peroxide current-voltage curve in the potential range of from 0.1 to plus pole of 0.3 V relative to the saturated silver chloride electrode method certified mixtures of additives.

Новым в способе является то, что для получения полезного сигнала, зависящего от концентрации осмия (VIII), используется избыток пероксида водорода для полноты осуществления каталитической реакции ее разложения на осадке, полученном в ходе электроконцентрирования Os из раствора.New in the method is that to obtain a useful signal, which depends on the concentration of osmium (VIII), an excess of hydrogen peroxide is used to complete the catalytic reaction of its decomposition on the precipitate obtained during electroconcentration of Os from solution.

В предлагаемом способе установлена способность осадка осмия разлагать пероксид водорода на поверхности различных типов сажевых электродов. В качестве индикаторного применяли СЭ (в прототипе применяли графитовый электрод). Использование таких электродов обусловлено высокой химической и электрохимической устойчивостью сажи, широкой областью рабочих потенциалов, а также простотой механического обновления поверхности и требованиями техники безопасности. В анализе не используется ртуть, т.к. ртуть токсична. Нижняя граница определяемых содержаний по данному методу составила 1·10-4 мг/дм3 (в прототипе 1·10-3 мг/дм3).In the proposed method, the ability of the osmium precipitate to decompose hydrogen peroxide on the surface of various types of carbon black electrodes is established. SE was used as an indicator (a graphite electrode was used in the prototype). The use of such electrodes is due to the high chemical and electrochemical stability of soot, a wide range of working potentials, as well as the simplicity of mechanical surface renewal and safety requirements. The analysis does not use mercury, as mercury is toxic. The lower limit of the determined contents by this method was 1 · 10 -4 mg / dm 3 (in the prototype 1 · 10 -3 mg / dm 3 ).

Результаты определения осмия (VIII) на СЭ приведены в таблице 1 и таблице 2. Как видно из таблицы 1, максимальная погрешность измерений составляет порядка 15,8%, в стандартных образцах она составила ~40%. Расчет определяемых концентраций осмия проводится по методу «Введено-найдено».The results of the determination of osmium (VIII) on the solar cells are shown in table 1 and table 2. As can be seen from table 1, the maximum measurement error is about 15.8%, in standard samples it was ~ 40%. Determination of the determined concentrations of osmium is carried out according to the method of "entered-found."

Проводят накопление ионов осмия (VIII) на поверхность сажевого электрода в перемешиваемом растворе в присутствии пероксида водорода в течение 60-120 с при потенциале электролиза минус 0,2 В. Дальнейшее уменьшение потенциала электролиза вызывает уменьшение пика осмия (VIII), что снижает чувствительность определения. Измерения проводились на фоне 0,05-0,1 М CH3COOH с последующей регистрацией анодных пиков в накопительном режиме и съемки вольтамперограмм при скорости развертки 80-120 мВ/с. Концентрацию ионов осмия (VIII) определяют по высоте анодного обратного пика разложения пероксида водорода в диапазоне потенциалов от плюс 0,1 до плюс 0,3 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода (нас.х.с.). На фиг.1 представлены вольтамперные кривые электрокаталитического разложения пероксида водорода на осадке OsO2, предварительно электроосажденного на поверхности сажевого электрода на фоне 0,1 М CH3COOH. Кривая 1 - фон 0,1 М CH3COOH+1 мл 30% H2O2, кривая 2 - COs(VIII) равно 0,002 мг/дм3, кривая 3 - COs(VIII) равно 0,004 мг/дм3.Osmium (VIII) ions are accumulated on the surface of the carbon black electrode in a mixed solution in the presence of hydrogen peroxide for 60-120 s at an electrolysis potential of minus 0.2 V. A further decrease in the electrolysis potential causes a decrease in the osmium peak (VIII), which reduces the sensitivity of determination. The measurements were carried out against a background of 0.05-0.1 M CH 3 COOH, followed by registration of the anode peaks in the storage mode and shooting voltammograms at a scan speed of 80-120 mV / s. The concentration of osmium (VIII) ions is determined by the height of the anode inverse peak of the decomposition of hydrogen peroxide in the potential range from plus 0.1 to plus 0.3 V relative to the saturated silver chloride electrode (chemical grade). Figure 1 presents the current-voltage curves of the electrocatalytic decomposition of hydrogen peroxide on the precipitate OsO 2 pre-electrodeposited on the surface of the carbon black electrode against a background of 0.1 M CH 3 COOH. Curve 1 - background 0.1 M CH 3 COOH + 1 ml 30% H 2 O 2 , curve 2 - C Os (VIII) is 0.002 mg / dm 3 , curve 3 - C Os (VIII) is 0.004 mg / dm 3 .

Таким образом, установленные условия впервые позволили количественно определять содержание ионов осмия (VIII) на основе реакции каталитического разложения пероксида водорода с выделением кислорода на поверхности сажевого электрода.Thus, the established conditions made it possible for the first time to quantify the content of osmium (VIII) ions based on the catalytic decomposition of hydrogen peroxide with the release of oxygen on the surface of the carbon black electrode.

Предлагаемый вольтамперометрический способ позволил существенно улучшить метрологические характеристики анализа осмия (VIII); повысить чувствительность определения (1·10-4 мг/дм3), что на порядок ниже по сравнению с прототипом.The proposed voltammetric method has significantly improved the metrological characteristics of the analysis of osmium (VIII); increase the sensitivity of the determination (1 · 10 -4 mg / DM 3 ), which is an order of magnitude lower compared to the prototype.

Примеры конкретного выполненияCase Studies

Пример 1. Измерения были проведены на искусственных смесях (фиг.1). 10 мл фонового электролита (0,1 М CH3COOH) помещают в кварцевый стаканчик и добавляют 1 мл 30% H2O3. Не прекращая перемешивания, проводят электролиз раствора, при Еэ=-0,2 В и при τэ=60 сек, снимают вольтамперную кривую электрокаталитического разложения пероксида водорода при скорости развертки 100 мВ/с. Отсутствие пиков на вольтамперной кривой в интервале от плюс 0,1 до плюс 0,3 В свидетельствует о чистоте фона. Затем добавляют аттестованный раствор осмия (VIII) 0,02 мл из 0,1 мг/дм3 и проводят электрохимическое концентрирование осадка при аналогичных условиях. На вольтамперной кривой в интервале от плюс 0,1 до плюс 0,3 В появляется пик электрокаталитического разложения пероксида водорода. Вносили добавку стандартного раствора осмия (VIII) 0,02 мл из 0,1 мг/дм3 и снова регистрировали аналитический сигнал при потенциале накопления -0,2 В. По разнице токов пиков каталитического разложения пероксида водорода вычисляли концентрацию осмия в растворе. Пик тока каталитического разложения пероксида водорода на осадке OsO2 предварительно электроосажденного на поверхности сажевого электрода регистрировали в диапазоне потенциалов от плюс 0,1 до плюс 0,3 В (отн. нас.х.с.э.).Example 1. The measurements were carried out on artificial mixtures (figure 1). 10 ml of background electrolyte (0.1 M CH 3 COOH) is placed in a quartz glass and 1 ml of 30% H 2 O 3 is added. Without stopping mixing, the solution is electrolyzed, at E e = -0.2 V and at τ e = 60 sec, the current-voltage curve of the electrocatalytic decomposition of hydrogen peroxide is measured at a sweep speed of 100 mV / s. The absence of peaks on the current-voltage curve in the range from plus 0.1 to plus 0.3 V indicates the purity of the background. Then add a certified solution of osmium (VIII) 0.02 ml of 0.1 mg / DM 3 and conduct electrochemical concentration of the precipitate under similar conditions. On the current-voltage curve in the range from plus 0.1 to plus 0.3 V, a peak of electrocatalytic decomposition of hydrogen peroxide appears. An addition of a standard solution of osmium (VIII) of 0.02 ml of 0.1 mg / dm 3 was added and the analytical signal was recorded again with an accumulation potential of -0.2 V. The concentration of osmium in the solution was calculated from the difference in the peak currents of the catalytic decomposition of hydrogen peroxide. The peak of the current of catalytic decomposition of hydrogen peroxide on the OsO 2 precipitate, previously electrodeposited on the surface of the carbon black electrode, was recorded in the potential range from plus 0.1 to plus 0.3 V (rel.

Пример 2. Измерения осмия были проведены после его выделения из пробы (фиг.2). 1 г пробы смешивают с пятикратным избытком пероксида натрия. Ставят в муфельную печь и сплавляют при температуре от 550 до 700°C в течение 30 мин. После остывания тигля пробу выщелачивают водой и количественно переносят в перегонную колбу. Добавляют концентрированную серную кислоту до полной нейтрализации щелочного раствора. Далее добавляют от 3 до 5 мл 30% пероксида водорода. Колбу помещают на предварительно разогретую до 115°C плитку и проводят отгонку осмия в виде OsO4. Во время отгонки периодически добавляют по 1 мл 30% пероксида водорода. Время отгонки составляет 30 минут. После отгонки из приемников собирают полученный раствор.Example 2. Measurements of osmium were carried out after its isolation from the sample (figure 2). 1 g of the sample is mixed with a five-fold excess of sodium peroxide. Put in a muffle furnace and alloy at a temperature of from 550 to 700 ° C for 30 minutes After cooling the crucible, the sample is leached with water and quantitatively transferred to a distillation flask. Concentrated sulfuric acid is added until the alkaline solution is completely neutralized. Then add from 3 to 5 ml of 30% hydrogen peroxide. The flask is placed on a tile preheated to 115 ° C and osmium is distilled off in the form of OsO 4 . During the distillation, 1 ml of 30% hydrogen peroxide is periodically added. The distillation time is 30 minutes. After distillation from the receivers, the resulting solution is collected.

10 мл фонового электролита (0,1 М CH3COOH) помещают в кварцевый стаканчик и добавляют 1 мл 30% H2O2. Не прекращая перемешивания, проводят электролиз раствора, при Еэ=-0,2 В и при τэ=60 сек, снимают вольтамперную кривую электрокаталитического разложения пероксида водорода при скорости развертки 100 мВ/с. Отсутствие пиков на вольтамперной кривой в интервале от плюс 0,1 до плюс 0,3 В свидетельствует о чистоте фона. Затем добавляют 1 мл раствора, полученного после перегонки, и проводят электрохимическое концентрирование осадка при аналогичных условиях. На вольтамперной кривой в интервале от плюс 0,1 до плюс 0,3 В появляется пик электрокаталитического разложения пероксида водорода. Если на вольтамперной кривой не появляется пик, то вносят очередную аликвоту исследуемого раствора. Далее вносят добавку стандартного раствора осмия (VIII) 0,02 мл из 1 мг/дм3 и снова регистрируют аналитический сигнал при потенциале электроконцентрирования - 0,2 В. По разнице токов пиков каталитического разложения пероксида водорода вычисляли концентрацию осмия в пробе. Пик тока каталитического разложения пероксида водорода на осадке OsO2, предварительно электроосажденного на поверхности сажевого электрода, регистрировали в диапазоне потенциалов от плюс 0,1 до плюс 0,3 В (отн. нас.х.с.э.).10 ml of background electrolyte (0.1 M CH 3 COOH) is placed in a quartz glass and 1 ml of 30% H 2 O 2 is added. Without stopping mixing, the solution is electrolyzed, at E e = -0.2 V and at τ e = 60 sec, the current-voltage curve of the electrocatalytic decomposition of hydrogen peroxide is measured at a sweep speed of 100 mV / s. The absence of peaks on the current-voltage curve in the range from plus 0.1 to plus 0.3 V indicates the purity of the background. Then add 1 ml of the solution obtained after distillation, and conduct the electrochemical concentration of the precipitate under similar conditions. On the current-voltage curve in the range from plus 0.1 to plus 0.3 V, a peak of electrocatalytic decomposition of hydrogen peroxide appears. If a peak does not appear on the current-voltage curve, then add another aliquot of the test solution. Then, an additive of a standard solution of osmium (VIII) of 0.02 ml of 1 mg / dm 3 is added and the analytical signal is recorded again at an electroconcentration potential of 0.2 V. The concentration of osmium in the sample was calculated from the difference in the peak currents of the catalytic decomposition of hydrogen peroxide. The peak of the current of catalytic decomposition of hydrogen peroxide on the OsO 2 precipitate, previously electrodeposited on the surface of the carbon black electrode, was recorded in the potential range from plus 0.1 to plus 0.3 V (rel.

Таким образом, впервые установлена способность количественного анализа осмия по пикам каталитического электроокисления пероксида водорода на предварительно электросконцентрированном осадке в виде OsO2 на поверхности сажевого электрода на фоне 0,1 М CH3COOH. Предложенный способ прост, не используется ртуть из-за ее токсического действия. Способ может быть применен в любой химической лаборатории, имеющей компьютеризированные анализаторы типа СТА, ТА или полярограф.Thus, the ability to quantitatively analyze osmium by the peaks of catalytic electrooxidation of hydrogen peroxide on a pre-electroconcentrated precipitate in the form of OsO 2 on the surface of a carbon black electrode against the background of 0.1 M CH 3 COOH was first established. The proposed method is simple, mercury is not used due to its toxic effect. The method can be applied in any chemical laboratory having computerized analyzers such as CTA, TA or a polarograph.

Предложенный способ может быть использован для определения осмия в объектах природного и техногенного происхождения.The proposed method can be used to determine osmium in objects of natural and technogenic origin.

Способ определения осмия инверсионно - вольтамперометрическим методом в природном и техногенном сырьеMethod for determination of osmium by inversion - voltammetric method in natural and technogenic raw materials

Таблица 1Table 1 Введено COs, мг/дм3 Introduced C Os , mg / dm 3 Найдено COs, мг/дм3 Found C Os , mg / dm 3 nn Sr (t0,95)Sr (t 0.95 ) ε, %ε,% 0,020.02 0,019±0,0030.019 ± 0.003 55 0,0010.001 15,815.8 0,20.2 0,19±0,010.19 ± 0.01 55 0,0020.002 5,35.3 2,02.0 1,94±0,191.94 ± 0.19 55 0,0670,067 9,89.8

Таблица 2table 2 Объект исследования (руда)Object of study (ore) Содержание Os в CO, мг/кгOs content in CO, mg / kg Найдено Os, мг/кгFound Os, mg / kg Sr (t0,95), n=3Sr (t 0.95 ), n = 3 XO1 ГСО 1703-79XO1 GSO 1703-79 0,014±0,0030.014 ± 0.003 0,0136±0,00620.0136 ± 0.0062 0,00140.0014 КН-1 ГСО 1702-79KN-1 GSO 1702-79 0,06±0,040.06 ± 0.04 0,063±0,0410.063 ± 0.041 0,00960.0096 МБЧ-5 ГСО 7966-2001MBCh-5 GSO 7966-2001 4±0,564 ± 0.56 3,6±0,983.6 ± 0.98 0,230.23

Claims (1)

Способ определения осмия инверсионно-вольтамперометрическим методом в природном и техногенном сырье, заключающийся в том, что осмий (VIII) переводят в растворе в виде летучего тетраоксида осмия и проводят каталитическое, вольтамперометрическое определение, отличающийся тем, что проводят накопление ионов осмия на сажевом электроде в перемешиваемом растворе в присутствии пероксида водорода в течение 60-120 с с последующей регистрацией анодных пиков электрокаталитического разложения пероксида водорода на осадке OsO2 при скорости развертки потенциала 80-120 мВ/с при потенциалах электролиза минус 0,2 В на фоновом электролите 0,05-0,1 М СН3СООН, концентрацию ионов осмия определяют по высоте анодного обратного пика каталитического разложения пероксида водорода на вольтамперной кривой в диапазоне потенциалов от плюс 0,1 до плюс 0,3 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей. The method of determining osmium by the inversion voltammetric method in natural and man-made raw materials, which consists in the fact that osmium (VIII) is transferred in solution in the form of volatile osmium tetroxide and a catalytic, voltammetric determination is carried out, characterized in that the accumulation of osmium ions on the carbon black electrode in the mixed solution in the presence of hydrogen peroxide for 60-120 s followed by registration of the anode peaks of the electrocatalytic decomposition of hydrogen peroxide on the OsO 2 precipitate at a sweep speed of a potential of 80-120 mV / s with electrolysis potentials of minus 0.2 V on the background electrolyte 0.05-0.1 M CH 3 COOH, the concentration of osmium ions is determined by the height of the anode inverse peak of the catalytic decomposition of hydrogen peroxide on the volt-ampere curve in the potential range from plus 0.1 to plus 0.3 V relative to a saturated silver chloride electrode by the method of additives of certified mixtures.
RU2011149622/28A 2011-12-06 2011-12-06 Method of determining osmium by stripping voltammetry in natural and man-made material RU2486500C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011149622/28A RU2486500C1 (en) 2011-12-06 2011-12-06 Method of determining osmium by stripping voltammetry in natural and man-made material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011149622/28A RU2486500C1 (en) 2011-12-06 2011-12-06 Method of determining osmium by stripping voltammetry in natural and man-made material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2486500C1 true RU2486500C1 (en) 2013-06-27

Family

ID=48702353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011149622/28A RU2486500C1 (en) 2011-12-06 2011-12-06 Method of determining osmium by stripping voltammetry in natural and man-made material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2486500C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114166904A (en) * 2020-10-30 2022-03-11 中国科学院烟台海岸带研究所 Method for detecting nitrate ions

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1054758A1 (en) * 1982-04-28 1983-11-15 Ухтинский индустриальный институт Method of determining osmium content
SU1460691A1 (en) * 1986-11-10 1989-02-23 Казанский государственный университет им.В.И.Ульянова-Ленина Osmium analysis method
SU1746285A1 (en) * 1990-01-26 1992-07-07 Томский политехнический институт им.С.М.Кирова Analysis of osmium in natural and industrial materials using inverse voltammetry

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1054758A1 (en) * 1982-04-28 1983-11-15 Ухтинский индустриальный институт Method of determining osmium content
SU1460691A1 (en) * 1986-11-10 1989-02-23 Казанский государственный университет им.В.И.Ульянова-Ленина Osmium analysis method
SU1746285A1 (en) * 1990-01-26 1992-07-07 Томский политехнический институт им.С.М.Кирова Analysis of osmium in natural and industrial materials using inverse voltammetry

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114166904A (en) * 2020-10-30 2022-03-11 中国科学院烟台海岸带研究所 Method for detecting nitrate ions
CN114166904B (en) * 2020-10-30 2023-11-28 中国科学院烟台海岸带研究所 Method for detecting nitrate ions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Huang et al. Electrocatalytic determination of Reduced Glutathione using rutin as a mediator at acetylene black spiked carbon paste electrode
Korolczuk et al. Determination of As (III) by anodic stripping voltammetry following double deposition and stripping steps at two gold working electrodes
RU2426108C1 (en) Method of determining platinum in ores via stripping voltammetry
RU2390011C1 (en) METHOD OF DETECTING PLATINUM IN AQUEOUS SOLUTIONS THROUGH STRIPPING VOLTAMMETRY ON PEAKS FOR SELECIVE ELECTROOXIDATION OF BISMUTH FROM INTERMETALLIC COMPOUND PtxBiy
RU2419786C1 (en) Method of detecting antimony, bismuth and copper in aqueous solutions via anodic-cathodic voltammetry
El Mhammedi et al. Electroanalytical method for determination of lead (II) in orange and apple using kaolin modified platinum electrode
RU2486500C1 (en) Method of determining osmium by stripping voltammetry in natural and man-made material
Doménech-Carbó et al. Electrochemical determination of boron in minerals and ceramic materials
RU2498290C1 (en) METHOD OF DETERMINING RHODIUM IN AQUEOUS SOLUTIONS BY STRIPPING VOLTAMMETRY BASED ON PEAK OF SELECTIVE ELECTROOXIDATION OF COPPER FROM RhXCuY
Liu et al. Simple sensor for simultaneous determination of dihydroxybenzene isomers
Rosie et al. Polarography with Mercury Pool Cathode in Stirred Solutions
Kahoul et al. Electrocatalytic activity and stability of La1–xCaxCoO3 perovskite-type oxides in alkaline medium
Kaminskaya et al. Simultaneous voltammetric determination of nitrites and nitrates in waters
RU2528584C1 (en) Method of determining glutathione in standard test aqueous solutions via cyclic voltammetry on graphite electrode, modified with colloidal gold particles
RU2540261C1 (en) METHOD OF DETECTING RHODIUM IN WATER SOLUTIONS BY METHOD OF INVERSION VOLTAMMETRY BY PEAK OF SELECTIVE ELECTROOXIDATION OF INDIUM FROM INERTMETAL COMPOUND Rhx Iny
RU2412433C1 (en) Method of voltammetre detection of tin in aqueous solutions
RU2490625C1 (en) Method of determining rhenium by kinetic stripping voltammetry in natural and manmade aqueous solutions
RU2459199C1 (en) Method for quantitative determination of iodine through stripping voltammetry
Liu et al. Electrocatalytic sensing of nitrate at Cu nanosheets electrodeposited on WO3/polyaniline modified electrode
Brainina et al. Influence of the redox potential of the medium on stripping voltammetric measurement results
RU2506580C1 (en) Method to detect rhenium by kinetic inversion-voltammetric method in rocks and ores
RU2498289C1 (en) METHOD OF DETERMINING PLATINUM IN ORES FROM PEAK OF SELECTIVE ELECTROOXIDATION OF Cu FROM INTERMETALLIC COMPOUND PtXCuY BY STRIPPING VOLTAMMETRY
RU2338181C1 (en) Voltammetric method for thallium detection in water media
RU2241983C1 (en) Method of determining rhenium and rhenium in presence of molybdenum by inversion voltammetry technique
RU2247369C1 (en) Method for determining rhenium in ores and ore concentrates by inverse volt-ampere measurements method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131207