Міністерство освіти і науки України
Чернівецький національний університет
Кафедра аналітичної хімії
Реферат на тему:
Іонометричне визначення срібла в гірських породах після термохімічного розкладу силікатів
Студентки IVкурсу
хімічного факультету
заочного відділення
Романюк Н.С.
Чернівці, 2001 р.
Іонометничне визначення срібла у гірських породах після термохімічного розкладу силікатів.
Для визначення срібла в мінеральній сировині широке розповсюдження отримав атомно-абсорбційний метод [1], який дозволяє визначити срібло при вмісті від 0,2 до 2000 г/т в мінеральній сировині різного вмісту. Перед вимірюванням аналізуючі проби розкладають кислотами: фтористоводневою, азотною або царською горілкою.
На сьогоднішній час успішно розвивається іонометричний метод вимірювання концентрації іонів в розчинах, який відрізняється високою селективністю і простотою застосованої вимірювальної апаратури. Розроблена методика іонометричного визначення срібла в розчинах із допомогою сульфідсрібного електрода, основана на вимірюванні ЕДС в присутності уротропіну, який при рН 6-6,8 перешкоджає виникненню малодисоціюючого хлориду срібла, якщо концентрація хлоридів в розчині не перевищує 5 ·10-4
М [2]. Це дозволяє проводити вимірювання концентрації срібла, не прибігаючи до повного видалення хлоридів із розчина.
У розчині, який містить уротропін, вимірюванню концентрації срібла заважають лише ртуть і мідь. Для попередження впливу міді в розчині вводиться цитрат натрію, а ртуть переводиться в стійкий комплексонат додаванням невеликих кількостей розчину двонартієвої солі ЕДТА.
В гірських породах срібло, як правило, присутнє у вигляді сульфідних мінералів або тонких металічних вкраплень. Вагомою наважкою для аналізу в залежності від вмісту срібла є маса 1-10 г.
Вскриття таких наважок потребує великих затрат часу, що різко понижує ефективність аналізу, який включає експресивний спосіб вимірювання аналітичного сигналу.
В останні роки розроблений простий спосіб розкладу силікатних гірських порід, умовно названий термохімічним [3]. Цей спосіб особливо ефективний для розкладу великих наважок при визначенні мікродомішок елементів в гірських породах.
Поєднання термохімічного способу розкладання із простотою і експресністю іонометичного вимірювання аналітичного сигналу дозволяє значно вдосконалити методику визначення срібла в гірських породах.
Суть термохімічного способу розкладання силікатних гірських порід і перспективи його застосування для аналізу мінеральної сировини викладені у згаданій роботі. Спосіб оснований на незворотних реакціях взаємодії силікатної гірської породи з фторидом алюмінію і мінеральної кислоти. Результатом такої взаємодії є практично повна деструкція силікатних мінералів і виникнення нових з’єднань типу: (NH4
)2
·SiF6
·NH4
F, (NH4
)3
AlF6
.
Розкладання гірських порід термохімічним способом проводиться в дві стадії:
1) перемішування попередньо подрібнених гірських порід (200) з фторидом амонію (подрібнений до – 0,5 мм) в тефлонових стаканах;
2) обробка отриманої суміші концентрованої мінеральною кислотою.
Ефективність розкладання досягається при вихідному відношенні реагуючих мас проби і фториду амонію 1:3 – 1:5 і наступні, введенні мінеральної кислоти в кількості, рівному 70-90% від введеної маси фториду амонію. Процес розкладу носить екзотермічний характер.
Наступна хімічна підготовка проб передбачає переведення аналізуючого елемента в розчин. Пастоподібну масу, отриману після термохімічного розкладу, обробляють розведеною азотною кислотою для переведення срібла в розчин. Розчин знаходиться в рівновазі з великою кількістю осаду фторидів. Срібло осадом не сортується (встановлено дослідами із радіоактивним ізотопом срібла 110 Ag).
Вивчення можливостей термохімічного способу розкладу показано, що поряд із силікатами в аналізуючих пробах виникає вскриття сумішей мінеральних речовин других класів.
Методика іонометричного визначення срібла була досліджена на силікатних гірських породах, які мають суміші сульфідних мінералів: сфалериту, галеніту, піриту, халькопіриту, а також на мідно-цинкових і золото-срібних рудах, стандартних зразках золото-срібної руди РЕС – 1 і сульфідних руд (РУС – 2 і РУС – 4).
Методика аналізу.
Наважку аналізуючої проби 1-5 г (в залежності від вмісту срібла) поміщають в тефлоновий стакан об’ємом 70-100 см3
. При аналізі сульфідних руд наважку попередньо обжарюють у ф
С протягом 1 год. Потім на кожний грам проби додають по 3 г фториду амонію. Суміш в стакані перемішують тефлоновою паличкою діаметром 1 см протягом 7-10 хв. Потім на кожний грам проби додають по 3,5 мл концентрованої азотної кислоти і продовжують перемішувати до закінчення екзотермічної реакції (7-10 хв.) До майже охолодженої суміші додають 3 мл розбавленої 1:5 азотної кислоти і витримують суміш на гарячий водяній бані протягом 2 год., періодично перемішуючи суміш тефлоновою паличкою. До суміші, що загусла, додають 20-25 мл води, 1 г КNO3
, доливають 20 мл 2 М розчину уротропіну, переносять розчин з осадом в мірну колбу об’ємом 50 мл і доводять до мітки водою. При аналізі сульфідних або поліметалічних руд, що містять > 1% міді, після додавання води вводять в суміш 10 мл 25%-ного розчину цитрату натрію, все добре перемішують, а потім додають нітрат калію і уротропін.
В отриманих розчинах вимірюють потенціал за допомогою сульфідсрібного електрода ЕСС-01 і допоміжного хлорсрібного електрода ЕДЛ – ІМЗ. Вимірюючий розчин переливають в стакан об’ємом 65-70мл, поміщають в нього магнітний елемент. Сульфідсрібний електрод поміщають в аналізуюючий розчин. Допоміжний електрод опускають в другий стакан з 1 М розчином нітрату калію. Вимірювання потенціалу проводять за допомогою цифрового мілівольтметра типу Щ-1413 або рН – метра.
Концентрацію срібла знаходять на градуювальному графіку. Якщо соляний склад в аналізуючих розчинах змінюється і величина іонної сили не постійна, ліпше концентрацію срібла визначити методом відомої добавки [4].
Для побудови градуювального графіка в мірні колби об’ємом 50 мл вводять по 5мл стандартного розчину срібла з концентрацією 10-4
, 10-3
і 10-2
М, додають по 3 г фториду амонію, 1 г нітрату калію і 20 мл 2 М розчину уротропіну. Доводять до мітки водою. Графік лінійної залежності Е = f(pAg) будують на міліметровому папері із напівлогарифмічною шкалою, відкладаючи на ній концентрацію срібла, виражену в молях, а на звичайній шкалі – величину потенціалу в мілівольтах. Досліджені і стандартні розчини вимірюють в один і той же час. Вміст срібла розраховують за формулою:
(1)
де Ст – концентрація срібла а аналізуючому розчині, знайдена по графіку, моль/л;
107,8 – атомна маса срібла;
50 – об’єм аналізуючого розчину, мл;
Н – наважка проби, г.
При визначенні срібла методом добавок [4] для вимірювання потенціалу відбивають точний об’єм аналізуючого розчину Vs
(25 або 50 мл) із невідомою концентрацією Ст. Вимірюють величину потенціалу Е1
, потім до розчину додають визначений об’єм VА
стандартного розчину срібла (не перевищуючи 1 % вимірюючого обєму) з відомою концентрацією СА
і знову вимірюють величину електродного потенціалу Е2
. Концентрацію срібла в аналізуючому розчині розраховують за формулою:
, (2)
де К – крутизна електродної функції.
Розрахувавши концентрацію срібла (в молях/л) в аналізуючому розчині Ст, визначають вміст срібла в процентах за формулою (1)
Оцінка відтворення і точності визначення срібла іонометричним методом після термохімічного вскриття аналізуючих проб.
| Зразок | Вміст срібла, г/т | n
|
~
sвт, г |
~
a г |
~
dД, г |
tекс.
|
tтеор.
|
|
| Встановлено | Знайдено | |||||||
| CO PEC – 1 | 129±2 | 125±3,4 | 14 | 5,1 | 5,8 | 7 | 1,9 | 2,16 |
| СО РУС – 2 | 33±3 | 29 | 4 | - | - | - | - | - |
| СО РУС – 4 | 17±2 | 20 | 4 | - | - | - | - | - |
Поліметал. руда С-6 |
60±1,5 | 32 | 6,4 | - | 9 | - | - | |
За приведеною методикою були проаналізовані стандартні зразки із встановленим вмістом Ag і проби поліметалічної руди. Отримані результати подані в таблиці.
Як слідує із приведених даних, визначення срібла в стандартних зразках золото-срібної руди і сульфідних руд не має значного систематичного недоліку, а по відтворенню отримані результати відповідають поставленим вимогам.