Полярографическое определение цинка в присутствии меди.

Методика инверсионного полярографического разделения Cu, Pb, Cd и Zn известна очень давно и по праву считается классической. Известным также является и то обстоятельство, что в этом определении Cu и Zn мешают друг другу. Для определения Cu проблема решается просто - меняется потенциал накопления с -1,45В на -0,95В. При новом потенциале накопление цинка не происходит, что и устраняет его негативное влияние на определение меди. История с цинком сложнее.

Создатели методики для полярографа АВС-1 решили эту проблему способом, который будет изложен ниже. Напомним сначала содержание этой методики. Предварительно минерализованную пробу растворяют в фоновом растворе. Фоновый раствор содержит KCl (0,1М), HCl (0,01М) и соль Hg(II). Полученный раствор подвергают анализу, помещая в электрохимическую ячейку, индикаторным электродом которой служит стеклографит, запрессованный во фторопласт. Во время стадии накопления из соли Hg(II) образуется на индикаторном электроде металлическая Hg, которая образует амальгаму с анализируемыми металлами, помогая формировать воспроизводимый аналитический сигнал.

По словам создателей методики, есть возможность определять цинк в присутствии меди методом добавок. Процедура анализа состоит в том, что после традиционной процедуры измерения высоты пика цинка, в пробу вводится добавка стандартного раствора цинка. После добавки высота пика измеряется еще раз. Затем, пользуясь утверждением о том, что приращение пика после введения добавки прямо пропорционально высоте пика в начальном анализируемом растворе, производятся расчеты.

Мне показалось настораживающим то обстоятельство, что в тексте методики совсем нет никакого упоминания о соотношении цинка и меди, при котором определение цинка становится невозможным. Это выглядит подозрительно, так как получается так, что в очень большом интервале концентраций мешающего вещества, каким является медь, градуировочный график по цинку является линейным и выходит строго из нуля, как того требует метод добавок. Для разрешения этих сомнений были предприняты необходимые исследования. Исследования были просты: на фоне известных концентраций меди были построены градуировочные графики по цинку. Результаты этих опытов представлены на рисунке.

Градуировка по Zn при следующем содержании Cu

1 - Cu = 0 мкг/л;

2 - Cu = 192 мкг/л;

3 - Cu = 370 мкг/л.

Рассматривая графики градуировок, напрашивается один главный вывод о том, что присутствие меди в анализируемой пробе искажает линейный вид градуировочных графиков! Если подходить к этому выводу очень принципиально, то итог может быть только один: применение метода добавок в условиях нелинейной градуировки невозможно. Однако, если быть менее принципиальным, но более практичным, то можно использовать метод добавок, обставив процедуру анализа некоторыми необходимыми условиями и ограничениями.

Несложные расчеты показывают, что для графика 2 ошибка при использовании метода добавок может составлять 35-60% в интервале концентраций цинка 200-600 мкг/л. Эти расчеты верны только в том случае, если введенные добавки вызывают приращение пика в 1,5-2,5 раза. (Чем меньше приращение пика, тем меньше ошибка.) Для графика 3 и без расчетов видно, что ошибка расчетов будет совершенно неприемлема для большинства химиков.

Эти выводы, безусловно, нельзя считать очень утешительными, но некоторый оптимизм в этом присутствует, поскольку снижение содержания меди непременно приведет к снижению ошибки анализа.

За неимением ничего лучшего будем считать содержание меди в 200 мкг/л критическим для определения цинка. При содержании меди в больших количествах, определять цинк, очевидно, нецелесообразно! Если же такая задача существует, то следует либо разбавлять анализируемую пробу, либо удалять медь из пробы.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.novedu.ru/