Способ кулонометрического определения иридия

 

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ . OUNll

РЕСПУБЛИК (!Е (1II

p(g) 6 01 N 27/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3375504/18-25 (22) 08, 10. 81 (46) 30.0 8. 83. Бюл. Р 32 (72) Ф. И. Данилова, И. A. Федотова, Г. Ф. Мустафина и T. Г. Андреева (71) Сибирский государственный научно-исследовательский и IlpoBKTHHA институт цветной металлургии (53) 543.257(088.8) (56) 1. Harrar J. Е., Shain A. Experiments as controlled patential.

Analytical Che@iitry, 1966, t 8, р.. 1148.

2 ° Vallon J. W., Раде J. Kulonometric delerfI1inat ion of rod ium and

iriduum in, concentrates., vol. 43

9 4, р. 602-603, 1071 (прототип) . (54) (57) . СПОСОБ КУЛОНОМЕТРИЧЕСКОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИРИДИЯ (11,1) путем восстановления при контролируемом потенциале, заключакщийся в предварительном окислении перекисью водорода в присутствии соляной кислоты с последукщим электродоокислением при величине потенциала +1,00+0,01 Б иридия в иридий (1Ч) на платиновом электроде, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности определения иридия в присутствии рутения и железа (111) растворы перед окислением иридия в иридий (IV) обрабатывают смесью соляной и азотной кислот, взятых в соотнсваении.1;1, а определение иридия (111) проводят в присутствии 5М фосфорной кислоты в области потенциалов платинового электрода +О .488-0,492 B относительно насыщенного хлорсеребряногоэлектрода.

38870.

Элемент Содержание

О, 1-0,6

2,0-2,6

Pb

Си

Рс О, 1-2,0

Pd 0,5-5,0

И1 10,0

0,2-2,00

11 0-30,О

4i0

C r.

3,0-5,0

0,5-3t0

0,2-0,3

0 5

1,0

0i02»»0t 3 ю

5п

5b

1, 0- 3, 0

10,0

3,0-10,0

0,3

О,О

0,02

Ag

510, Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при анализе проььпаленных продуктов, содеражщих платиновые металлы.

Йзвестен также способ кулонометрического определения иридия в потенциостатическом режиме в окрестности потенциала платинового катода

+О 40 В (относительно насыщенного каломельного электрода) в синтетических растворах, содержащих миллиграммовые количества двух элементовиридия и палладия в двухкомпонентных системах (1) .

Этот способ также применим для анапиза растворов, не содержащих примеси цветных металлов и других металлов группы платины и золота.

Недостатком способа является то, что процесс подготовки проб к анализу длителен, так как иридий переводится в четырехвалентное состояние хлорированием (процесс хлорирования длится 30-40 мнн) °

Наиболее близким к предлагаемому является способ кулонометрического определения иридия путем восстановления при контролируемом потенциале, заключакщийся в предварительном окис ленин перекисью водорода в присутствии соляной кислоты с последукхцим электроокислением при +1,00+0,01В иридия (111) в присутствии иридия (i V) на платиновом электроде 2 .

Недостатком данного способа является то, что определение иридия

1 ведется в присутствии только родик после отделения от цветных и остальных платиновых металлов.

Требуется проведение дополнительных операций для переведения иридия в хлор-форму после дистилляции рутения и осмия иэ сульфатных растворов, что увеличивает длительность анализа! и понижает точность определения.!

Цель изобретения — повышение точности определения больших содержащий иридия в присутствии рутения и железа (1! 1) ..

Поставленная цель достигается тем, что,в кулонометрическом способе определения иридия путем восстановления при контролируемом потенциале, заключакщейся в предварительном окислении иридия до иридия (IV) перекисью водорода в присутствии соляной кислоты с последующим электродоокислением при величине на платиновом электроде потенциала +1,00+0,01B раство-, ры перед окислением иридия в иридий 5 (1Н) обрабатывают смесью соляной и азотной кислот, взятых в соотнсиаениях 1:1, а определение иридия,,(III) проводят в присутствии 5М фосфорной кислоты в области потенциалов плати-. новОго электрода +0,488-0,492 В от .носительно насыщенного хлорсеребрянового электрода.

Предварительную обработку раствоpos проводят смесью соляной и азот25 ной кислот (1 1), Определение иридия выполнябтся предпочтительно при потенциале

+0,492В относительно нормального каломельного электрода.

На фиг. 1 представлены электронные спектры поглощения рутения беэ обработки (кривая 1) и после обработки (кривая 2), на фиг. 2 - вольтамперные кривые соединений рутения, .представленных до обработки смесью

З5 кислот (кривая 3) и после обработки (кривая. 4); на фиг. 3 - вольтамперные кривые соединений ирйдия.

Способ осуществляется следующим образом.

4() Растворы, приготовленные из.про мжшенного концентрата состава, обрабатывают при нагревании смесью соляной и азотной кислот (1:1) °

В табл. 1 представлен состав ана. лизируемого концентрата. !

Таблица 1

Ъ Элеме нт Содержание, Ф, ф

10 38870

Потенциал

Среднее содержание, хЭ

Пробы

0,014

0,188

13,22

12,66

12, 19

+0,484

+0,486

+0,488

Проба НГМК ириди-. евого концентрата, август, 19 79

0,123 0,010

О, 164 0,013

0,317

0,181

0,315

0 i 314. +0,490

+О, 492

0,026

0,014

12,21

12,41

0,026

0,017

12, 12

18, 12

0,494

0,488

Проба НГМК ириди евого концентрата, ноябрь

0,018

0,328

18,11 .

О., 490

0iO13

0,025

0,235

0,445

18,12

18i00

0,492

0,494

При такой обработке рутений переходит в нитрозохлрридный комплекс

).11> НОС! ) (фиг. 1, кривая 2), волт-, амперная кривая этoro соединения (фиг. 1, кривая, 1) и соединения, полученного. аналогичной обработкой и окв1сленйого перекисью водорода в

, присутствии соляной кислоты (фиг. 2, кривая 4) сдвинута в более отрицательную область на 0,2В по отношению к волне восстановления иридия, что не мешает определению иридия в области потенциалов +0,488-0,492 В при их совместном присутствии, затем проводят предварительное окисление ,иридия Ill до иридия IV перекисью водорода в присутствии соляной кислоты при нагревании и последукицем кипячении раствора для удаления из° битка хлора и разложения избытка перекиси водорода.

Злектроокисление выполняют в электрохимической ячейке на платиновом электроде при потенциале +1,00

0,01 В до низкого остаточного тока (20-40 мкА)..

Из других элементов, присутствукщих в пробе, наибольшее влияние на кулонометрическое определение иридия оказывает Fe (111). Мешакщее влияние ионов железа устраняют введением в анализируемый раствор 3-4 мп фосфорной кислоты (5М) непосредственно иридия при их совместном Присутствии

В области 0,4-0,6 В в среде 0,2 н

HC l волна восстановления иридия имеет четко выраженную область диффузионного тока (фиг. 3, кривая 5).

Наиболвшее влияние из благородных металлов в этом диапазоне потенциалов оказывает рутений, присутству--кщий в виде смеси комплексных хпоридов. Однако нитроэохлоридный комплекс рутения в диапазоне потенциалов 0,48-0,52 В не обладает окислительно-восстановительными свойстваьк, о чем говорит низкий остаточный ток (фиг. 3, кривая 6) . Следовательно, при переведении его в нитрозохлоридный комппекс у стр аня ется влияние ру тения при электролизе, что позволяет определять иридий в присутствии рутения. !

О . В той же области потенциалов (0 4-0,6 В) на определение иридия оказывает влияние и железо (III) °

Добавлением фосфорной кислоты железо (!11) связывается в прочный комплекс, )5 равновесный потенциал сдвигается в область 0,490-0,492 В, т.е ° в этом диапазоне потенциала отсутствует окислительно-восстановительный процесс (фиг. 3, кривая 7)." Это позволяет снизить до минимума влияние железа (111) (табл. 2) .

Исходя из няшесказанного, для кулонометрического определения иридия в присутствии рутения, железа и других элементов выбран диапазон потенциалов 0,484-0,496 В, при котором устраняется нх мешакщее влияние.

Табл. 3 подтверждает правильность выбора диапазона потенциалов,.

Присутствующие в пробе РЬ, С 1 NI

З0,и другие элементы в области потенци апов +0,488+0,492 В практически не оказывают влияния на определение иридия-, так как дают незначительный

: ток.

ЗЭ, Непосредственно определение иридия восстановлением при контролируемом потенциале проводят в электрохим ческой ячейке в области потенци алов +О, 4 88-0, 492 B ..

В табл . 2 представлена зависимость определения иридия от величины потенциала рабочего электрода при

6.

Таблица 2

Среднее Относитель квадратич- ное отклоное откло- нение нение,,5 5

10 38870 Сравнительные данные по определению содержания иридия в промпапен10 ных концентратах в присутствии рутения предлагаемым способом и известным приведены в табл. 3.

Таблиц,а 3

Способ определения

n x%

24 11, 33 0,248 0,022 11, 33+0 10

28 1156 0388 0034 1156+015

Пр едл агае ьый

Из нестный

Конечная концентрация иридия определяется расчетным методом Мак

Невина-Беккера и Мейтса.

Пример. Опыты проводят в лабораторных условиях на синтетических растворах и проьыапенных концентратах, содержащих платиновые н цветные металлы, количества которых указаны в табл ° 1.

Навеску пробы промышленного кон центрата массой 0,5 г сппавляют с З5 пятикратным количеством перекиси натрия при 700 С в течение 30 ьын.

После охпаждения сплав выщелачивают смесью соляной и азотной кислот (3:1), упаривают до объема 40-50 см, переводят 6Н соляной кислотой в колбу вместимостью 100 мп. Для опрЕделения иридия отбирают апиквотную часть (содержащую 1,5-5 мг иридия) в стакан емкостью 50 см,.обрабатывают 20-25 см смесью соляной и 45 азотной кислот (1: 1) под крышкой при нагревании в течение 40-60 мин, упаривают на водяной бане до влажных солей, приливают 4-5 см HCI 6Н (дпя получения в электрохимической 50 ячейке кислотности по НС1 0,2-0,4Н).

В электролиэиой ячейке ЯСЭ»2 объем доводят водой до 75-80 см . Рабочим, электродом служит платиновая сетка, (4 = 31 мм, h = 33 мм). Вспомогатель- 55 ным электродом служит спираль иэ платиновой проволоки (6 = 0,3 ьэк, сС = 100 мм). Электрод сравйениянасыщенный хлорсеребряный. Отделения для вспомогательного электрода и 40 электрода сравнения заполняют 0,2Н соляной кислотой. Проводят электродоокисление анализируемого раствора для более полного переведения иридия

111 в иридий I×, при постоянном по25

У

К

ИЗ данных таблицы видно, что для достижения поставленной цели необходимо использовать область потенциалов 0,488-0,492 В> так как в этой области достигаются наиболее точные и воспроиэводиьые результаты, Величина среднего квадратичного отклонения показывает, что наиболее воспроизводиьые результаты получены при потенциале +0,492 В, в связи с чем предпочтительйо определение в этой области.

Таким образом операции по переведению рутения в нитроэохлоридный комплекс, устранение влияния железа и выбор определенной области потен-. циалов позволяют ускорить проведение анализа и улучшить точность результатов путем исключения операций по отделению цветных и благородных метаплов.. тенциале рабочего электрода +1,0 +

0,01 В, используя потенциостат

П-5827М, до остаточного тока 2040 мкА-. Затем потенциал рабочего электрода меняют на 0,492 В и проводят электролиэ раствора в присутствии 3-4 мп 5М фосфорной кислоты в течение 7-10 мин, регистрируя кривую ток - время на самописце ПДП-4.

Содержание иридия вычисляют по формуле, с учетом результата контрольного опыта, проведенного аналогично пробам, где Q - количество электричества, прошедшее на восстановление иридия IV, К;

1,9918 - электрохимюческий.эквивалент иридия, мг/к, М - масса навески пробы, г;

1000 - коэффициент перевода мгв г.

Количество электричества вычисляют по формуле где 14 - начальная ордината графика, 1911 относительно

К - тангенс угла наклона графика lglg относительно t, разделенная на 0,434 с- .

Предлагаеьый способ позволяет проводить определение иридия в промааленных концентратах и справах в присутствии рутения, который является основным мешакщим элементом1 а также в присутствии цветных и дру 8

10 38870 " гих платиновых металлов, причем точность определения выше и сроки выполнения анализа уменьшены за счет сокращения аналитических операций отделения цветных и благородных

ВНИИПИ Заказ 6223/52

Тираж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул. Проектная,4 металлов (отгонка осмия и рутения из сульФатных сред, тиомочевинное осаждение благородйых металлов, растворение сульфидов благородных металлов) .