Фотометрическое определение иттрия с пирокатехиновым фиолетовым (Л.С. Сердюк, У.Ф. Силич) [1963 -

Пирокатехиновый фиолетовый (3,3',4' - триоксифуксон-2"-сульфокислота), образующий окрашенные комплексные соединения с ионами различных металлов, применяют в колориметрии [1-6] и как металлохромный индикатор в комплексонометрии [7-9].

Цель настоящей работы - использовать реакцию иттрия с пирокатехиновым фиолетовым для его фотометрического определения^*.

^* ( Во время проведения настоящего исследования пирокатехиновый фиолетовый был предложен [10] для спектрофотометрического определения иттрия, однако определению иттрия при этом мешают рзэ.)

Предварительно было установлено, что La, Се и Y образуют с пирокатехиновым фиолетовым окрашенные в синий цвет комплексные соединения. Наиболее прочный - комплекс иттрия. Реакцию образования комплекса иттрия целесообразно осуществлять в слабощелочной среде в присутствии борной кислоты, устраняющей фиолетовую окраску реактива и предотвращающей образование комплекса лантана. Для разрушения комплекса церия была применена перекись водорода. Ионы Na⁺ и К⁺ не влияют на образование комплекса иттрия при 50-кратном избытке, ионы Са²⁺ и Mg²⁺ - при 7 кратном, ионы Sr²⁺ - 4-кратном.

Рис. 1. Спектры поглощения пирокатехинового фиолетового (1) и его комплексов с борной кислотой (2) и сульфосалициловая кислоты подавляют реакцию иттрия с пирокатехиновым фиолетовым

На рис. 1 показаны спектры поглощения пирокатехинового фиолетового и его комплексов с борной кислотой и иттрием при добавлении последней (взято 1,5 мл 1,0 × 10^-3 М пирокатехинового фиолетового (1); 1,5 мл 1,0 × 10^-3 М пирокатехинового фиолетового, 0,5 мл 4%-ной борной кислоты (2), 1,5 мл 1,0- 10_3 М пирокатехинового фиолетового, 0,5 мл 4%-ной борной кислоты, 1,5 мл 1,0 × 10^-3 М YC1₃(3); конечный объем расворов - 25 мл) . Из рис. 1 следует, что максимум светопоглощения для пирокатехинового фиолетового соответствует 590 ммк, его комплекса с борной кислотой - 500 ммк, соединения иттрия с борнопирокатехиновофиолетовым комплексом - 590 ммк.

Из представленных на рис. 2 данных следует, что в присутствии борной кислоты происходит снижение оптической плотности пирокатехинового фиолетового при pH 6-10 вследствие образования борнопирокате-хиновофиолетового комплекса. На рис. 2 показана также зависимость оптической плотности комплексов иттрия (3) и лантана (4) с пирокатехиновым фиолетовым, образующихся в присутствии борной кислоты, от pH раствора (взято 1,5 мл 1,0 × 10^-3 М пирокатехинового фиолетового (1); 1,5 мл 1,0 × 10^-3 М пирокатехинового фиолетового и 0,5 мл 4%-ной борной кислоты (2); 1,5 мл 1,0 × 10^-3 М пирокатехинового фиолетового, 0,5 мл 4%-ной борной кислоты, 0,75 мл 1,0 × 10^-3 М LnCl₃; конечный объем растворов-25 мл.

Рис. 2. Зависимость оптической плотности пирокатехинового фиолетового (1) и его комплексов с борной кислотой (2), иттрием (3) и лантаном (4) от pH раствора

Полученные результаты свидетельствуют о том, что определение иттрия фотометрическим методом лучше всего проводить при pH 8,5.

Состав комплекса иттрия с пирокатехиновым фиолетовым был определен методом изомолярных серий (рис. 3). Чтобы исключить влияние окраски борнопирокатехиново- фиолетового комплекса на характер изменения оптической плотности комплекса иттрия, по оси ординат были отложены величины отклонений оптической плотности исследуемых растворов от аддитивности. Из полученного графика следует, что иттрий реагирует с пирокатехиновым фиолетовым в отношении 1:1.

Методом насыщения [11] был определен молярный коэффициент погашения комплекса иттрия с пирокатехиновым фиолетовым при к 590 ммк равный 19 ООО. Молярный коэффициент погашения определяли на спектрофотометре СФ-4 при наличии в исследуемых растворах избытка борнопирокатехиновофиолетового комплекса. Оптическую плотность исследуемых растворов измеряли по отношению к растворам, имеющим соответствующую концентрацию борнопирокатехиновофиолетового комплекса. Найденная величина молярного коэффициента погашения свидетельствует о достаточно высокой чувствительности реакции.

Результаты фотометрического определения иттрия

^* (Средние значения из семи параллельных определений. )

Рис. 3. Определение состава комплекса иттрия с пирокатехиновым фиолетовым по методу изомолярных серий. Общий объем взятых 1,0 × 10^-2 М растворов реагентов - 2,00 мл на 25 мл конечного объема

Иттрий реагирует с пирокатехиновым фиолетовым в присутствии борной кислоты довольно быстро. Оптическая плотность растворов комплекса становится постоянной уже через 10-15 мин. после смешивания растворов. Растворы комплекса иттрия подчиняются закону Бера.

На рис. 4 показана зависимость оптической плотности растворов комплекса иттрия, образующегося в присутствии La и Се, от концентрации его в фотометрируемом растворе. Как видно, при соблюдении описанных выше условий фотометрическое определение иттрия с пирокатехиновым фиолетовым возможно в присутствии указанных элементов.

Рис. 4. Зависимость оптической плотности растворов комплекса иттрия с пирокатехиновым фиолетовым, образующегося в присутствии La и Се, от концентрации Y в исследуемом растворе. Взято 1,0 мл смеси l,0 × 10^-3 М растворов LaCl₃ и СеС1₃ на 25 мл конечного объема

Результаты фотометрического определения иттрия в присутствии La и Се приведены в таблице, они свидетельствуют о достаточно хорошей воспроизводимости и точности определений.

Оптическую плотность растворов измеряли на фотоколориметре ФЭК-56 в кювете длиной 1 см при светофильтре с λ_эфф = 607 ммк. Спектры поглощения сняты на спектрофотометре СФ-4.

Для определения иттрия в присутствии La и Се в мерную колбу емкостью 25 мл помещают аммиачно-ацетатный буферный раствор (pH 8,7), 1 мл 0,1%-ного раствора пирокатехинового фиолетового, 2 мл 4%-ной борной кислоты, 0,35-0,85 мл 1,0 × 10^-3 М раствора УС13 и 1 мл смеси 1,0 × 10^-3 М растворов СеС1₃ и LaCl₃^*, 3-4 капли 3%-ной Н₂О₂. Раствор разбавляют до метки тем же буферным раствором и оставляют на 10 мин. После этого измеряют его оптическую плотность с красным светофильтром по отношению к раствору сравнения, не содержащему рзэ. Содержание иттрия в исследуемых растворах определяют по калибровочной кривой.

Фотометрическое определение иттрия с пирокатехиновым фиолетовым (Л.С. Сердюк, У.Ф. Силич)

Литература