zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2020-86-5-5-10zldm-1200Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISОпределение микроконцентраций иридия кинетическим каталитическим методомDetermination of the iridium micro-concentrations using a kinetic catalytic methodХомутоваЕ. А.KhomutovaE. G.

Елена Григорьевна Хомутова

119454, Москва, проспект Вернадского, 78

Elena G. Khomutova

78, Vernadskogo prosp., Moscow, 119454

khomutova@mail.ruЛевкевичЕ. А.LevkevichE. A.

Екатерина Александровна Левкевич

119454, Москва, проспект Вернадского, 78

Ekaterina A. Levkevich

78, Vernadskogo prosp., Moscow, 119454

МИРЭА — Российский технологический университетРоссияMIREA — Russian Technological UniversityRussian Federation202022052020865510Copyright © Хомутова Е.А., Левкевич Е.А., 20202020Хомутова Е.А., Левкевич Е.А.Khomutova E.G., Levkevich E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1200

Впервые изучено каталитическое действие иридия на реакцию окисления водорастворимого порфирина — 5,10,15,20-тетракис(4-сульфонатофенил)порфина (ТСФП) — перйодатом натрия. Разработана методика определения микросодержаний иридия по его каталитическому действию на данную реакцию в проточно-инжекционной системе. Нижняя граница определяемых концентраций иридия составляет 0,2 · 10–5 мкг/мл (P = 0,95), что ниже, чем для описанных в литературе методик. Найдены оптимальные условия анализа: pH 3, концентрации реагентов в потоках заданной гидравлической схемы смешения — 0,5 · 10–5 моль/л ТСФП и 0,15 моль/л NaIO4, комнатная температура проведения индикаторной реакции. При оптимальных условиях получили линейную градуировочную характеристику в интервале концентраций иридия (0,2 – 2,0) · 10–5 мкг/мл. Исследовали влияние сопутствующих иридию в промышленных и природных материалах элементов: его определению не мешают мольные избытки платиновых и цветных металлов: 20-кратный — Rh (III); 15-кратный — Pt (IV) и Fe (II); 20-кратный — Ni (II). Правильность результатов подтверждена методом «введено – найдено» при анализе модельных растворов, содержащих иридий. Sr результатов определения иридия в условиях повторяемости (n = 3; P = 0,95) не превышает 0,04. Сравнение полученных результатов с литературными данными показало, что основными преимуществами предлагаемой методики определения иридия являются проведение реакции при комнатной температуре с более простым аппаратурным оформлением и меньшее значение нижней границы определяемых содержаний иридия.

The catalytic effect of iridium on the oxidation of water-soluble porphyrin — 5,10,15,20-tetrakis (4-sulfonatophenyl) porphin (TSPP) with sodium periodate is studied for the first time. A method for determination of the iridium micro-content by the catalytic effect of iridium on the oxidation of water-soluble porphyrin 5,10,15,20-tetrakis (4-sulfonatophenyl) porphin with sodium periodate in a flow-injection system is developed. The lower limit of the determined iridium concentrations is 0.2 × 10–5 μg/ml (P = 0.95), which is lower than that for the methods described in the literature. Optimal conditions for determination have been specified: pH 3; concentration of the reagents in the flows of a given hydraulic mixing scheme 0.5 × 10–5 M TSPP and 0.15 M NaIO4; room temperature for the indicator reaction. A linear calibration characteristic was obtained under chosen optimal conditions in the range of iridium concentrations (0.2 – 2.0) × 10 – 5 μg/ml. The effect of the elements accompanying iridium in industrial and natural materials was studied. Molar excesses of platinum and non-ferrous metals do not interfere with iridium determination: 20-fold Rh (III); 15-fold Pt (IV) and Fe (II); and 20-fold molar excess of Ni (II). Correctness of the results is confirmed by spike recovery tests on model iridium-containing solutions. Sr of the results of iridium determination under selected conditions at n = 3, P = 0.95 on model solutions is no more than 0.04. A comparison of the obtained results with literature data showed that the main advantages of the proposed method for iridium determination are room temperature of the reaction, more simple hardware design and lower limit of the iridium determination.

кинетические методы анализапроточно-инжекционный анализплатиновые металлыиридийводорастворимый порфиринkinetic methods of analysisflow-injection analysisplatinum metalsiridiumwater-soluble porphyrineReferencesAli I., AlGhamdi K., Al-Wadaani F. T. Advances in iridium nano catalyst preparation, characterization and applications / J. Mol. Liq. 2019. Vol. 280. P. 274 – 284. DOI: 10.1016/j.molliq.2019.02.050.Ali I., AlGhamdi K., Al-Wadaani F. T. Advances in iridium nano catalyst preparation, characterization and applications / J. Mol. Liq. 2019. Vol. 280. P. 274 – 284. DOI: 10.1016/j.molliq.2019.02.050.Ma D., Wong S., Kang T., et al. Iridium(III)-based chemosensors for the detection of metal ions / Methods. 2019. Vol. 168. P. 3 – 17. DOI: 10.1016/j.ymeth.2019.02.013.Ma D., Wong S., Kang T., et al. Iridium (III)-based chemosensors for the detection of metal ions / Methods. 2019. Vol. 168. P. 3 – 17. DOI: 10.1016/j.ymeth.2019.02.013.Cui M., Chen Y., Xie Q., et al. Synthesis, properties and applications of noble metal iridium Nanomaterials / Coord. Chem. Rev. 2019. Vol. 387. P. 450 – 462. DOI: 10.1016/j.ccr.2018. 12.008.Cui M., Chen Y., Xie Q., et al. Synthesis, properties and applications of noble metal iridium Nanomaterials / Coord. Chem. Rev. 2019. Vol. 387. P. 450 – 462. DOI: 10.1016/j.ccr.2018.12.008.Luque de Castro M. D. Flow Analysis. Flow Injection Analysis: Instrumentation / Encyclopedia of Analytical Science (3rd ed.). — Oxford: Academic Press, 2019. P. 204 – 212. DOI: 10.1016/B978-0-12-409547-2.00150-5.Luque de Castro M. D. Flow Analysis. Flow Injection Analysis: Instrumentation / Encyclopedia of Analytical Science (3rd ed.). — Oxford: Academic Press, 2019. P. 204 – 212. DOI: 10.1016/B978-0-12-409547-2.00150-5.Henriquez C., Maya F., Phansi P., et al. Automatic flow kinetic-catalytic methods / Trends Anal. Chem. 2016. Vol. 85. P. 33 – 45. DOI: 10.1016/j.trac.2016.08.009.Henriquez C., Maya F., Phansi P., et al. Automatic flow kinetic-catalytic methods / Trends Anal. Chem. 2016. Vol. 85. P. 33 – 45. DOI: 10.1016/j.trac.2016.08.009.Золотов Ю. А. Проблемы аналитической химии. Т. 17. Проточный химический анализ. — М.: Наука, 2014. — 427 с.Zolotov Yu. A. Problems of Analytical Chemistry. V. 17. Flow chemical analysis. — Moscow: Nauka, 2014. — 427 p. [in Russian].Хомутова Е. Г., Рысев А. П., Романовская Л. Е. и др. Исследование состояния и каталитической активности соединений иридия в реакции окисления ртути (I) церием (IV) / Журн. аналит. химии. 1995. Т. 50. № 10. С. 1023 – 1026.Khomutova E. G., Rysev A. P., Romanovskaya L. E., et al. State and catalytic activity of iridium compounds in the reaction of mercury(I) oxidation by cerium(IV) / Zh. Anal. Khim. 1995. Vol. 50. N 12. P. 1271 – 1274 [in Russian].Хомутова Е. Г., Останина О. И. Определение иридия в сложных объектах каталитическим методом в проточной системе / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. № 5. С. 3 – 6.Khomutova E. G., Ostanina O. I. Determination of iridium in complex objects by the catalytic method in a flow system / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2012. Vol. 78. N 5. P. 3 – 6 [in Russian].Chen X., Xu H., Dong L., et al. Application of artificial neural networks in multivariable optimization of an on-line microwave FIA system for catalytic kinetic determination of iridium (III) / Anal. Bioanal. Chem. 2002. Vol. 373. P. 883 – 888. DOI: 10.1007/s00216-002-1369-9.Chen X., Xu H., Dong L., et al. Application of artificial neural networks in multivariable optimization of an on-line microwave FIA system for catalytic kinetic determination of iridium (III) / Anal. Bioanal. Chem. 2002. Vol. 373. P. 883 – 888. DOI: 10.1007/s00216-002-1369-9.Tang B., Han F., Zhang G. Kinetic-spectrofluorimetric determination of trace amounts of iridium / Talanta. 2002. Vol. 56. N 4. P. 603 – 611. DOI: 10.1016/S0039-9140(01)00630-0.Tang B., Han F., Zhang G. Kinetic-spectrofluorimetric determination of trace amounts of iridium / Talanta. 2002. Vol. 56. N 4. P. 603 – 611. DOI: 10.1016/S0039-9140(01)00630-0.Locatelli C. Catalytic-adsorptive stripping voltammetric determination of ultra-trace iridium(III). Application to fresh- and sea-water / Talanta. 2011. Vol. 85. P. 546 – 550. DOI: 10.1016/j.talanta.2011.04.029.Locatelli C. Catalytic-adsorptive stripping voltammetric determination of ultra-trace iridium(III). Application to fresh- and sea-water / Talanta. 2011. Vol. 85. P. 546 – 550. DOI: 10.1016/j.talanta.2011.04.029.Kawamura K., Ikoma K., Igarashi S., et al. Flow injection analysis combined with a hydrothermal flow reactor: Application to kinetic determination of trace amounts of iridium using a water-soluble porphyrin / Talanta. 2011. Vol. 84. P. 1318 – 1322. DOI: 10.1016/j.talanta.2011.02.038.Kawamura K., Ikoma K., Igarashi S., et al. Flow injection analysis combined with a hydrothermal flow reactor: Application to kinetic determination of trace amounts of iridium using a water-soluble porphyrin / Talanta. 2011. Vol. 84. P. 1318 – 1322. DOI: 10.1016/j.talanta.2011.02.038.Пат. RU 2685414 C1, МПК G01 N 31/10. Каталитический метод определения иридия / Хомутова Е. Г., Левкевич Е. А., Румянцева В. Д. Заявл. 18.12.2018; опубл. 18.04.2019.RF Pat. RU 2685414 C1. Cathalitic method for determination of iridium / Khomutova E. G., Levkevich E. A., Rumyantseva V. D. Publ. April 18, 2019.Druskovic V., Vojkovic V., Miko S. Spectrofluorimetric determination of iridium (IV) traces using 4-pyridone derivatives / Talanta. 2004. Vol. 62. P. 489 – 495. DOI: 10.1016/j.talanta.2003.08.031.Druskovic V., Vojkovic V., Miko S. Spectrofluorimetric determination of iridium (IV) traces using 4-pyridone derivatives / Talanta. 2004. Vol. 62. P. 489 – 495. DOI: 10.1016/j.talanta.2003.08.031.Amin A. S., Zaafarany I. A. Spectrophotometric determination of iridium after complexation and membrane filtration / Anal. Chem. Res. 2015. Vol. 3. P. 77 – 81. DOI: 10.1016/j.ancr.2014.10.001.Amin A. S., Zaafarany I. A. Spectrophotometric determination of iridium after complexation and membrane filtration / Anal. Chem. Res. 2015. Vol. 3. P. 77 – 81. DOI: 10.1016/j.ancr.2014.10.001.Kuchekar S. R., Pulate S. D., Shelar Y. S., et al. Spectrophotometric study of interaction of O-methylphenyl thiourea with iridium (III) and development of a precise determination method from hydrochloric acid media / Indian J. Chem. Technol. 2014. Vol. 21. P. 120 – 126.Kuchekar S. R., Pulate S. D., Shelar Y. S., et al. Spectrophotometric study of interaction of O-methylphenyl thiourea with iridium (III) and development of a precise determination method from hydrochloric acid media / Indian J. Chem. Technol. 2014. Vol. 21. P. 120 – 126.Капустина Е. В., Бурмистрова Н. А., Муштакова С. П. Дифференциальное каталитическое определение иридия (IV) и родия (III) по реакции окисления N-метилдифениламин-4-сульфокислоты / Журн. аналит. химии. 2006. Т. 61. № 3. С. 305 – 308.Kapustina E. V., Burmistrova N. A., Mushtakova S. P. Differential catalytic determination of iridium (IV) and rhodium (III) based on the oxidation of N-methyldiphenylamine-4-sulfonic acids / J. Anal. Chem. 2006. Vol. 61. N 3. P. 284 –4 288. DOI: 10.1134/S1061934806030166.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.