Известно, что в качестве рабочего вещества при разделении изотопов свинца в центрифугах используют пары тетраметилсвинца [1]

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ БРОМИДА СВИНЦА И ДВУБРОМИСТОГО ДИМЕТИЛСВИНЦА С 4-(2-ПИРИДИЛАЗО)РЕЗОРЦИНОМ

И.И . Жерин, Н.Б. Егоров, О.С. Андриенко, Д.В. Индык

Томский политехнический университет

Известно, что в качестве рабочего вещества при разделении изотопов свинца в центрифугах используют пары тетраметилсвинца [1]. Основными требованиями, предъявляемыми к этапу перевода изотопнообогащенного тетраметилсвинца в товарную форму, металлический свинец, являются низкая степень потерь, а также химическая чистота целевого компонента. Для проведения работ по созданию метода получения изотопнообогащенного металлического свинца из изотопнообогащенного тетраметилсвинца, отвечающего требованиям, стоит задача изучения кинетических характеристик реакции бромирования тетраметилсвинца в растворе четыреххлористого углерода. Исходя из термодинамических расчетов [2] в результате бромирования тетраметилсвинца образуются следующие продукты: Pb(CH₃)₃Br, Pb(CH₃)₂Br₂ и PbBr₂. Для количественного определения продуктов бромирования тетраметилсвинца в четыреххлористом углероде был выбран метод спектрофотометрического определения как наиболее удобный и в то же время позволяющий с большой точностью провести количественное определение.

Цель настоящей работы – разработка методики спектрофотометрического определения концентраций бромида свинца и двубромистого диметилсвинца с 4-(2-пиридилазо) резорцином в водных растворах.

Материалы и реактивы

В работе использовали ПАР квалификации «ч.д.а.», цитрат аммония «х.ч.», хлорид аммония «ч.д.а.», нитрат свинца «ч.д.а.», триметилбромид свинца 97 %, предоставленный фирмой Sigma-Aldrich CAS# 6148-48-7, Бром «х.ч.», HBr «ч.д.а.», тетраметилсвинец, CCl₄ «ч.д.а.». Буферный раствор pH 10 готовили по методике [5]. Для фотометрического определения применялся спектрофотометр марки Thermal visio «Evolution 600». Взвешивание производилось на аналитических весах марки CHAUS Plus AP 250D при н.у.

Построение градуировочной шкалы

Для приготовления стандартного раствора навеску, содержащую одно из определяемых веществ (Pb(CH₃)₃Br, Pb(CH₃)₂Br₂ или PbBr₂), помещали в мерную колбу объемом 1 л, добавляли 5 мл 33 % водного раствора цитрата аммония, 50 мл буферного раствора и перемешивали в течении 10 мин до полного растворения. После чего раствор доводили дисцилированной водой до метки перемешивая. Для каждого из определяемых веществ (Pb(CH₃)₃Br, Pb(CH₃)₂Br₂, PbBr₂) стандартный раствор готовили трижды. Ниже приведены составы стандартных растворов.

Таблица 1. Состав стандартного раствора для построения градуировочной шкалы

Стандартный раствор №	Содержание целевого вещества, мг
Pb(CH₃)₂Br₂
1	43,083
2	39,125
3	41,286
Pb(CH₃)₃Br
4	36,367
5	37,184
6	34,755
PbBr₂
7	40,407
8	40,523
9	40,217

Для построения градуировочной шкалы в интервале содержаний (10…100)×10^–6 г в пересчете на металлический свинец для каждого из соединений (Pb(CH₃)₃Br, Pb(CH₃)₂Br₂, PbBr₂) готовили 5 мерных колб объемом 25 мл, в каждую из которых из стандартного раствора отбирали аликвоту, после чего добавляли 4 мл 0,1 М водного раствора ПАР, 10 мл буферного раствора и доводили до метки водой. Спектрофотометрическое определение производили в кварцевой кювете с толщиной слоя 1 см относительно холостой пробы, содержащей 4 мл 0,1 М водного раствора ПАР, 10 мл буферного раствора, 9 мл H₂O.

Результаты и их обсуждение

В ходе построения градуировочной шкалы измерение интенсивности светопоглощения для каждой из точек производили троекратно. На основании среднего значения максимума интенсивности пика для каждой точки градуировочной шкалы производился расчет молярного коэффициента светопоглощения, результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2. Результаты спектрофотометрического измерения Pb(CH₃)₂Br₂ и PbBr₂ с ПАР при l_max=514 нм l_max=525 нм

№№ проб	Содержание в пробе, мкг		Оптическая плотность	Молярный коэффициент светопоглощения, л×моль×см^–1
№№ проб	Определяемого вещества	Свинца металлического	Оптическая плотность	Молярный коэффициент светопоглощения, л×моль×см^–1
Стандартный раствор № 1. Pb(CH₃)₂Br₂
1	193,88	101,19	0,793	40579
2	150,8	78,7	0,618	40698
3	107,71	56,21	0,420	38702
4	64,63	35,52	0,243	37268
5	21,54	11,24	0,094	43156
Стандартный раствор № 2. Pb(CH₃)₂Br₂
1	176,06	91,89	0,713	40165
2	136,94	71,47	0,569	41240
3	97,81	51,05	0,401	40689
4	58,69	32,255	0,250	42335
5	19,56	10,21	0,078	39742
Стандартный раствор № 3. Pb(CH₃)₂Br₂
1	185,78	96,96	0,757	40443
2	144,49	75,41	0,588	40389
3	103,21	53,87	0,415	39908
4	61,93	34,03	0,243	38893
5	20,64	10,78	0,086	41511
Стандартный раствор № 7. PbBr₂
1	181,83	102,66	0,788	39779
2	141,42	79,84	0,533	34579
3	101,02	57,03	0,366	33273
4	60,61	34,22	0,196	29670
5	20,20	11,41	0,022	10142
Стандартный раствор № 8. PbBr₂
1	182,36	102,95	0,788	35991
2	141,83	80,07	0,533	33811
3	101,3	57,2	0,366	33388
4	60,79	34,32	0,196	28931
5	20,26	11,44	0,022	23245
Стандартный раствор № 9. PbBr₂
1	180,98	102,17	0,682	34559
2	140,76	79,47	0,517	33699
3	100,54	56,76	0,389	35498
4	60,33	34,06	0,194	29557
5	20,11	11,35	0,071	32244

Выводы

1. Исходя из данных, приведенных в таблице 2 среднее значение коэффициента молярного светопоглощения Pb(CH₃)₂Br₂ с ПАР в водных растворах составило 40381±799 л×моль×см^–1, для PbBr₂ с ПАР в водных растворах 32933±1487 л×моль×см^–1. При спектрофотометрическом определении Pb(CH₃)₃Br подтвердилось, что ион 3RPb⁺ не образует комплексов с ПАР.

2. Pb(CH₃)₃Br окрашенные комплексы с 4-(2-пиридилазо)резорцином не образует, поэтому спектрофотометрически определить концентрацию Pb(CH₃)₃Br не представляется возможным.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Хорасанов Г.Л., Блохин А.И., Прусаков В.Н., Чельцов А.Н. Высокообогащенный свинец-206 для малой атомной энергетики // Физико-химические процессы при селекции атомов и молекул: Докл. V Всеросс. (Междунар.) научной конф. – М., 2000. – С. 186–189.

2. Андриенко О.С., Афанасьев В.Г., Егоров Н.Б., Жерин И.И., Индык Д.В., Казарян М.А., Полещук О.Х., Соковиков В.Г. Получение металлического свинца из тетраметилсвинца // Перспективные материалы. – 2010. – № 6. – С. 234–234.

3. Schmidt U., Huber F. Spektralphotometrische Bestimmung von Blei(II)-, sowie Dialkylblei- und Trialkylbleiverbindungen in geringen Konzentrationen // Analytica Chimica Acta. – 1978. – № 98. – S. 147–149.

4. Марченко З. Методы спектрофотометрии в УФ и видимых областях в неорганическом анализе. – М.: Бином, 2007. – 426 c.

5. Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. – М.: Химия, 1970. – 153 с.

6. Clark R.J.H., Alwyn G.D., Puddephatt R.J. Vibrational spectra and structures of organolead compounds. // Inorg. Chem. – 1969. – V. 8. – № 3. – P. 457–463.

7. Parker W.W., Smith G.Z., Hudson R.L. Determination of mixed lead alkyls in gasoline by combined gas chromatographic and spectrophotometric techniques // Anal. Chem. – 1961. – V. 33. – № 9. – P. 1172–1175.