Іонометричне визначення срібла в гірських породах після термохімічного розкладу силікатів

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·NH₄F, (NH₄)₃AlF₆.

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 фарфоровому тиглі в муфельній печі при 500⁰С 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 V_s (25 або 50 мл) із невідомою концентрацією Ст. Вимірюють величину потенціалу Е₁, потім до розчину додають визначений об’єм V_А стандартного розчину срібла (не перевищуючи 1 % вимірюючого обєму) з відомою концентрацією С_А 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.

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.