Экстракционно-фотометрическое определение германия в присутствии мешающих элементов

Метод основан на способности германия (1У) образовывать с фенилфлуороном в умеренно кислом растворе окрашенные комплексные соединения:

Максимум поглощения окрашенных растворов фенилфлуората германия находится при 500 нм, однако при измерениях лучше пользоваться светофильтром с максимумом светопропускания 530 нм. Молярный коэффициент поглощения комплекса равен 38 500 800.

С фенилфлуоропом реагируют также титан, цирконий, гафний, олово (1У), ниобий, тантал, сурьма (Ш), теллур, молибден, вольфрам. Окислители ванадиЙ (У), хром (У1), марганец (УП) и церий (ГУ) окисляют реагент. Ионы галлия и мышьяка в кислых растворах не реагируют с фенилфлуороном. Не мешают определению фторид (< 1 мг в 10 мл) и железо (Ш) (100 мкг в 10 мл).

Для устранения мешающих элементов наиболее часто используют экстракцию тетрахлорида германия органическими растворителями, преимущественно четыреххлористым углеродом солянокислого раствора. Германий в сильнокислотной среде (9 и НС1) переходит в GeCl₄ — соединение с ковалентным типом связи (^-гибридизация).

Неполярное соединение GeCl₄ прекрасно растворяется в органических неполярных растворителях (иллюстрация правила: подобное растворяется в подобном). Все остальные примеси, мешающие определению германия, остаются в виде ионов в водной фазе.

При понижении кислотности анализируемого раствора германий переходит в катионное состояние, что позволяет перевести его в водную фазу. Из органической фазы германий реэкстрагируется водой и определяется по калибровочному графику с фенилфлуороном.

Оборудование и реагенты

Фотоколориметр.

Стеклянные кюветы 5 см, 3 шт.

Мерные колбы на 25 мл, 7 шт., 250 мл, 10 шт.

Делительные воронки, 2 шт.

Вода бидистилл ирован ная.

Гидроксиламин солянокислый, 2%-ный раствор в 9 н соляной кислоте.

Желатин, 1%-ный раствор.

Соляная кислота, 6 н, 9 н.

Стандартный раствор Ge (IV), содержащий 5 мкг/мл.

Фенилфлуорон, 0,5%-ный раствор в этиловом спирте.

Четыреххлористый углерод.

Описание определения

Для определения германия отбирают в делительную воронку 5 мл анализируемого раствора, прибавляют 25 мл 9 н раствора соляной кислоты, 5 мл четыреххлористого углерода и взбалтывают в течение 2 мин. После окончания экстракции воронку закрепляют в штативе, пробку поворачивают до совпадения отверстий и экстракт сливают во вторую делительную воронку.

В первой воронке, содержащей водяную фазу, проводят повторную экстракцию 5 мл четыреххлористого углерода в течение 2 мин. Полученный экстракт присоединяют к первому, сливая его во вторую воронку.

При возможном присутствии окислителей экстракт промывают два раза 2%-ным раствором солянокислого гидроксиламина.

Затем проводят дважды реэкстракцию германия. Для этого каждый раз в делительную воронку с экстрактом прибавляют 5 мл дистиллированной воды и взбалтывают в течение 1 мин.

Водяные вытяжки переносят в мерную колбу емкостью 25 мл и далее поступают так же, как при построении калибровочного графика, который описывается ниже.

Построение калибровочного графика. В шесть мерных колб емкостью 25 мл вводят последовательно 0,0; 05; 1; 1,5; 2; 2,5 мл стандартного раствора, содержащего 5 мкг/мл Ge (IV). Седьмая колба — анализируемый раствор.

Во все колбы вносят по 4 мл 6 н раствора НС1, воды до 20 мл, 1 мл 1%-ного желатина и перемешивают. Затем вводят по 1,5 мл 0,05%-ного раствора фенилфлуорона, перемешивают и добавляют воды до метки. Опять перемешивают. Колбы оставляют стоять на 30 мин. После этого измеряют оптическую плотность растворов на фотоколоримстре при 560 нм (используя пятисантиметровые кюветы) относительно дистиллированной воды. По полученным данным строят калибровочный график A =f©. На оси ординат наносят значения оптической плотности, а на оси абсцисс — соответствующие им концентрации раствора в мкг/мл, приняв за начальную точку значение плотности раствора, не содержащего германия (так называемый холостой раствор — первая колба). Результаты измерений оптической плотности заносят в форму табл. 8.6.

Таблица 8.6

Результаты фотометрического определения германия.