Tóm tắt dịch "PHƯƠNG PHÁP TÁCH PLATIN, PALLADI, RHODI, VÀ IRIDI RA KHỎI NHAU VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG" của Raleigh Gilchrist (1934)
BỘ THƯƠNG MẠI HOA KỲ, CỤC TIÊU CHUẨN
BÁO CÁO NGHIÊN CỨU RP655
Phần của Tạp chí Nghiên cứu Cục Tiêu chuẩn, tập 12, tháng 3 năm 1934
PHƯƠNG PHÁP TÁCH BẠCH KIM, PALAĐI, RHODI VÀ IRIĐI KHỎI NHAU VÀ XÁC ĐỊNH TRỌNG LƯỢNG CỦA CHÚNG
Soạn bởi Raleigh Gilchrist
Báo cáo mô tả phương pháp phân tích để tách riêng platinum khỏi mỗi hoặc tất cả ba kim loại palladium, rhodium và iridium. Phương pháp dựa trên việc kết tủa hoàn toàn các đioxit thủy hóa của palladium, rhodium và iridium trong dung dịch đun sôi có chứa natri bromat ở độ pH 6. Hai lần kết tủa đioxit thủy hóa được chứng minh là đủ để cô lập platinum định lượng. Việc tách riêng palladium khỏi rhodium và iridium bằng dimethylglyoxime, cùng với phương pháp xác định nó, cũng được mô tả. Quy trình tách rhodium khỏi iridium bằng titan(III) clorua và xác định hai kim loại này, đã được trình bày chi tiết trong công bố trước đây của phòng thí nghiệm, chỉ được thảo luận ngắn gọn trong bài báo này.
Mục lục
I. Giới thiệu ………………………………………………………… 291
II. Vật liệu sử dụng trong thí nghiệm …………………… 293
III. Phân tách platinum khỏi palladium, rhodium, iridium … 293
1. Phương pháp khuyến nghị …………………………… 294
(a) Chuẩn bị dung dịch …………………………… 294
(b) Kết tủa thủy hóa ……………………………… 294
IV. Thảo luận về quy trình thủy hóa ……………………………… 295
V. Xác định platinum …………………………………………… 296
VI. Xác định palladium ………………………………………… 298
VII. Xác định rhodium và iridium ……………………………… 299
VIII. Kết quả thí nghiệm tách platinum khỏi bộ ba kim loại … 300
IX. Phân tách palladium khỏi rhodium và iridium ……………… 302
X. Phân tách rhodium khỏi iridium ……………………………… 303
I. Giới thiệu
Trong quy trình phân tích kim loại nhóm platinum, thường tách osmium và ruthenium trước dưới dạng tetroxide dễ bay hơi, sau đó tách riêng bốn kim loại platinum, palladium, rhodium và iridium. Truyền thống dùng KCl hoặc NH₄Cl để tạo kết tủa các phức K₂PtCl₆, (NH₄)₂IrCl₆… nhưng các muối này đều hòa tan một phần, dẫn đến tách không triệt để. Khả năng tách không sạch sẽ càng rõ khi rhodium nhiễm vào iridium hay platinum, và ngược lại, rất khó loại bỏ hoàn toàn.
Gilchrist và cộng sự đã phát triển phương pháp dựa trên kết tủa thủy hóa—kết tủa các oxit thủy hóa ở pH được kiểm soát—cho phép tách hiệu quả và định lượng các kim loại platinum.
II. Vật liệu sử dụng
-
Kim loại platinum, palladium, rhodium, iridium đã được tinh chế trước qua các phương pháp đã công bố và kiểm tra độ tinh khiết bằng phân tích quang phổ.
-
Dung dịch NH₄⁺ muối chloro của Rh và Ir được dùng đã cân chính xác, xác định hàm lượng kim loại bằng nung trong H₂.
-
Platinum và palladium dùng ở dạng lá mỏng để tránh sai số thể tích.
III. Phân tách platinum khỏi palladium, rhodium và iridium
Nguyên tắc: Kết tủa đồng loạt đioxit thủy hóa của Pd, Rh và Ir, giữ platinum ở dạng hòa tan. Áp dụng cả khi chỉ có một trong ba kim loại đó kèm platinum.
1. Phương pháp khuyến nghị
(a) Chuẩn bị dung dịch
-
Bay hơi dung dịch chứa Pt, Pd, Rh, Ir trên bếp cách thủy đến khi gần khô, trong bình 600 ml.
-
Thêm 5 ml HCl, bay hơi; lặp lại cho đến khi các hợp chất nitroso phân hủy hết.
-
Thêm 2 g NaCl và 5 ml HCl, bay hơi đến khô.
-
Hoà tan lại bằng 2 ml HCl, pha loãng đến 300 ml với nước.
(b) Kết tủa thủy hóa Pd, Rh, Ir
-
Đun sôi dung dịch, thêm 20 ml dung dịch NaBrO₃ 10% (lọc).
-
Nhỏ từ từ NaHCO₃ 10% (lọc) cho đến khi dung dịch chuyển từ vàng sang xanh (pH ~ 6, dùng chỉ thị brom cresol purple).
-
Thêm 10 ml NaBrO₃, đun sôi nhẹ 5 phút, kiểm tra pH, điều chỉnh nếu cần.
-
Thêm 10 ml NaBrO₃, đun sôi 15 phút.
-
Lọc lấy pha kết tủa; rửa với nước muối 1% nóng (kiểm tra pH rửa ≤ pH đổi màu chỉ thị).
-
Hòa tan kết tủa trong HCl loãng (1+1), xử lý thêm nếu cần; kết hợp dịch lọc.
-
Thêm 2 g NaCl, bay hơi khô; hòa tan lại trong 2 ml HCl, pha loãng đến 300 ml.
-
Lặp lại kết tủa thủy hóa như trên — hai lần là đủ.
IV. Thảo luận về quy trình thủy hóa
-
Rhodium: tăng hóa trị lên IV để thu kết tủa đioxit màu xanh olive bền và lắng nhanh.
-
Iridium: kết tủa đioxit màu xanh lá đậm (IV) hoàn toàn ở pH 4–6.
-
Palladium: kết tủa đioxit nâu hoàn toàn ở pH 6, lắng tốt.
-
NaBrO₃ ngăn hiện tượng kết tủa sớm oxide Pd²⁺, Rh³⁺ khi thêm HCO₃⁻.
-
Kiểm soát pH bằng chỉ thị nhỏ giọt trên que thủy tinh trong dung dịch nóng.
-
Rửa cẩn thận để tránh hòa tan PdO₂ và RhO₂.
V. Xác định platinum
-
Sau mỗi lần tách thủy hóa, pha giữ Pt hòa tan trong HCl. Kết tủa PtS bằng H₂S từ dung dịch bốc sôi nhẹ.
-
Lọc, rửa PtS, nung trong không khí—tham chiếu Wichers về sai số lưu lưu S (~0,5 mg với ~250 mg Pt).
-
Hoà tan Pt thu được trong aqua regia, bay hơi với HCl để phân hủy bromat; lọc, rửa.
-
Pha trong 400 ml, thêm 3 g natri axetat và 1 ml axit formic (cho mỗi 0,25 g Pt), đun sôi đến Pt kim tụ kết.
-
Lọc, rửa với NH₄Cl 1% nóng; nung qua hai lần trong không khí để loại tạp hữu cơ hoàn toàn; cân Pt kim.
VI. Xác định palladium
-
Kết tủa Pd bằng dimethylglyoxime từ dung dịch HCl loãng (10 ml HCl đậm + pha tới 350 ml).
-
Lọc, rửa HCl loãng (1+99) và nước nóng. Sấy 1 h ở 110 °C; cân glyoxime Pd.
-
Hệ số Pd trong glyoxime: 0,3167; không phát hiện tan trong nước rửa 200 ml.
-
Không khuyến nghị hòa tan glyoxime trong HNO₃ hoặc aqua regia (mất Pd nhỏ).
VII. Xác định rhodium và iridium
-
Rhodium: kết tủa Rh₂O₃ bởi thủy hóa hoặc Rh₂S₃ bởi H₂S (dung dịch HCl bằng ba lần dung dịch H₂SO₄ gốc); lọc, lọc giấy tẩm NH₄Cl để chống bùng nổ, nung O₂ → oxide, rồi H₂ → Rh kim.
-
Iridium: kết tủa IrO₂ thủy hóa; lọc, xử lý tương tự để thu Ir kim. H₂S không thu Ir đáng tin cậy.
VIII. Kết quả tách platinum khỏi Pd, Rh, Ir
Phương án tách | Số lần thủy hóa | Pt tách (g) | Pt thu (g) | Sai số (g) | Kim loại phụ tách (g) | Thu (g) | Sai số (g) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Pt ↔ Pd | 2 | 0,2848 | 0,2793 | –0,0055 | Pd 0,1243 | 0,1043 | –0,0200 |
Pt ↔ Rh | 2 | 0,2450 | 0,2454 | +0,0004 | Rh ≈0,0469 | 0,0468 | –0,0001 |
Pt ↔ Ir | 2 | 0,2359 | 0,2358 | –0,0001 | Ir 0,1944 | 0,1945 | +0,0001 |
Pt ↔ Pd+Rh+Ir (hỗn hợp) | 3 | — | — | — | — | — | — |
Chú thích:
– Trong tách Pt–Pd, Pd được xác định bằng glyoxime.
– Trong tách Pt–Rh, Rh được kết tủa bằng H₂S và xác định kim.
– Trong tách Pt–Ir, Ir được xác định thủy hóa.
– Không phát hiện nhiễm bẩn chéo Pt ↔ Pd, Rh, Ir sau hai lần thủy hóa.
IX. Phân tách palladium khỏi rhodium và iridium
-
Sau khi thu PdO₂+RhO₂+IrO₂ thủy hóa, hoà tan bằng HCl loãng, kết tủa Pd bằng dimethylglyoxime.
-
Pd tách sạch, không nhiễm Rh hay Ir (xác nhận qua hai lần glyoxime).
-
Lọc glyoxime, rửa, sấy, cân: thu Pd chuẩn với sai số < 0,001 g.
X. Phân tách rhodium khỏi iridium
-
Dùng titan(III) clorua tách Rh từ dung dịch H₂SO₄ loãng (5+95), hai lần kết tủa Rh.
-
Loại Ti bằng cupferron, thu IrO₂ thủy hóa; xác định Ir kim.
-
Rh tách bằng H₂S, xác định Rh kim.
Phương pháp chi tiết đã công bố trước đây.
Link download bản full tiếng Anh: https://drive.google.com/file/d/19RXiquu5dnUsrEz4GbU-zDFRPCe6JzFQ/view?usp=sharing