Способ определения фосфора

Авторы патента:

G01N31/22 - с помощью химических индикаторов (G01N 31/02 имеет преимущество)

G01N21/77 - путем наблюдения за действием химического индикатора

1.СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА , включагаций перевод его в гетерополикислоту , затем в ионный ассоциат с кристаллическим фиолетовым, флотацию комплексного соединения алкилацетатом , промывку образовавшегося осадка раствором кислоты,растворение его в ацетоне и последующее фотометрирование раствора, отличающийся гем, что, с целью повышения чувствительйости и избирательности анализа, фосфор переводят в молибдовольфрамофосфорную кислоту, процесс комплексообразования и промывку осадка осуществляют в 0,8-1,2 М серной кислоте, а для флотации используют бутилацетат . 2. Способ по п.1, отличающий с я тем, что для образования ионного ассоциата вводят

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19)SU(ii) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCHOMV СНМДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

121) 3592097/23 26 (22) 20.05.83 (46) 15.02.85. Бюл.Р 6 (72) Л.И.Ганаго, Н.Н.Ищенко и Л.Г.Старобинец (71) Институт физики твердого тела и полупроводников AH БССР (53) 543 ° 062(088 ° 8) (56) 1. Аналитическая химия фосфора.

N. Наука, 1974, с.82-94.

2.Авторское свидетельство СССР

9 810608, кл. G 01 N 15/00, 1980, (54) (57) 1.СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА, включающий перевод его в гетерополикислоту, затем в ионный ассоциат с кристаллическим фиолетовым, флотацию комплексного соединения алкилацетатом, промывку образовавшего4(51) G 01 N 31 22 ° G 01 N 21 77 ся осадка раствором кислоты,растворение его в ацетоне и последующее фотометрирование раствора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительиости и избирательности анализа, фосфор переводят в молибдовольфрамофосфорную кислоту, процесс комплексообразования и промывку осадка осуществляют в 0,8-1,2 М серной кислоте, а для флотации используют бутилацетат.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что для образования ионного ассоциата вводят (10-20)кратные избытки молибдата аммония и кристаллического фиолетового и (20-40)-кратные избытки вольфрамата аммония.

1140035

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к экстракционно-фотометрическим способам определения фосфора в металлах и веществах высокой чистоты.

Известны фотометрические способы 5 определения фосфора, основанные на реакции образования желтого или его восстановленной формы вЂ” синего молибдофосфорного комплекса (МФК), полученного путем прибавления к фосфору раствора молибдата аммония и последующего восстановления образуЮщегося МФК-аскорбиновой кислотой в среде 0,12 М НС1 fl) .

Основным недостатком этих мето- 15 дов является их невысокая чувствительность» молярный коэффициент . погашения (e) желтой МФК равен 1,2»

»10 при максимальной длине волны

Ъ,»„=400 нм и 2,4-10 при h = 310-4

315 нм; синей МФК вЂ” 2, 68 ° 10 (а -"

-"830 нм) и 2,27 10 (9=725 нм) при экстракции бутанолом.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является экстракционно-фотометрический способ опре.деления фосфора, заключающийся в

1 переведении фосфора при рН-2 и соотношении фосфора к молибдату аммо- 30 ния и ванадату аммония=l,100,, 10 при содержании фосфора 0,01-0,07 мкг/мл в молибдованадофосфорную гетерополикислоту (MBCK) образующую в .0,5 М растворе НС1 с кристаллическим фиолетовым при Р, КФ=1 10 трудно растворимый ионный ассоциат МВФК-КФ,флотируемый этилацетатом.Молярный коэффициент погашения МВФК-КФ 3,1 ° 10,пог-. решность определения 5-7%.При мень- 40 шем содержании фосфора,что имеет место в металлах и веществах высокой чистоты, необходимо его предварительное концентрирование.При этом погрешность определения возрастает до

10-1.2%. После отделения от водной 45 органическую фазу дважды по 15 с промывают 0,5 М раствором НС1 от избытка красителя. Флотированный осадок растворяют в ацетоне и фотометрируют при 590 нм (2J .

Недостатками известного способа являются необходимость концентрирования раствора при определении 0,005007 мкг/мл фосфора, а также невоз.можность определения фосфора B при" 55 сутствии более чем (30-40)-кратных избытков мышьяка.

Цель изобретения вЂ” повышение чувст вительности и избирательности анализа. 60

Поставленная цель достигается согласно способу определения фосфора, включающему перевод его в молибдовольфрамофосфорную кислоту (МХФК) введением (10-20)-кратного избытка мо- g5 либдата аммония и (20-40)-кратного избытка вольфрамата аммония, а затем в ионный ассоциат с кристаллическим фиолетовым (МФК-КФ), введенным в (10-20)-кратном избытке в 0,8-1,2 M серной кислоте, флотацию комплекс- ного соединения в бутилацетате, промывку образующегося осадка 0,81,2 М серной кислотой, растворение его в ацетоне и последующее фотометрирование раствора.

В предложенном методе молибдованадофосфорная гетерополикнслота заменена на более прочную молибдовольфрамофорсфорную, образующую с кристаллическим фиолетовым в M растворе серной кислоты новый экстрагируемый бутилацетатом ионный ассоциат

М»»ФК-.КФ, позволяющий определять

30,055 мкг/мл фосфора в присутствии (60-70)-кратных избытков мышьяка.

Пример 1. В пробирку емкостью

15 мл помещают аликвотную часть раствора, содержащего 2 ° 10 M фосфора, прибавляют 10-кратный избыток молибдата по отношению к фосфору, т.е. 1 мл 2i10+4 М раствора, 20-кратный избыток вольфрамата, т.е. 1 мл

4 ° 10 М раствора, 0,1 мл 1 М раствора серной кислоты, доливают до 4,5 мл дистиллированной воды и нагревают на кипящей водяной бане в течение

3 мин. После охлаждения содержимое пробирки переносят в делительную воронку емкостью 100 мл, ополаскивают пробирку 2 мл 2,5 М раствора серной кислоты, приливают 10-кратный избыток кристаллического фиолетового, т.е. 1 мл 2 10 М раствора, и экстрагируют 5 мл бутилацетата в течение

1 мин. Органическую фазу дважды по

15 с промывают 5 мл 1 М раствора серной кислоТы, приливают 10 мл ацетона, энергично встряхивают и измеряют оптическую плотность раствора при 590 нм в кювете с 1=10 мл относительно раствора холостого опыта. Подчинение закону Вера наблюдается в пределах 0,005-0,05 мкг

Р/мл. Погрешность определения 5-7%.

Пример 2. Осуществляется

go методике, приведенной в примере

1. Изменяется только количество молибдата и вольфрамата по отношению к фосфору: молибдата (20-кратный избыток, т.е. 2 мл 2.10 М раство- ра, вольфрамата 40-кратный избыток, т.е. 1 мл. 8 10 4 M раствора. Подчинение закону Бера то же, что и в примере 1, т.е. 0,005-0,05 мкг Р/мл.

Погрешность определения 5-7%.

Пример 3. Выполняется по той же методике, что в примере 1.

Молибдат и вольфрамат добавляют в

15- и 30-кратном избытке соответственно по отношению к фосфору, т.е.

15мл 210 "Ми15мл410М

1140035 растворов молибдата и вольфрамата.

Подчинение закону Бера 0,005

0,05 мкг Р/мл и погрешность опреде ления 5-7Ъ.

Общий вес некоторых магнитных пленок составляет 100 мкг при содержании в них фосфора 1,5-2В, т.е. после растворения пленки и переведения ее в мерную колбу емкостьк

25 мл, содержание фосфора в 1 мл раствора составит 0,06-0,08 мкг.

Ввиду того, что в этом количестве раствора необходимо определить 3-4 компонента (железо, никель, кобальт, фосфор), на опредеяение фосфора зачастую остается 2-3 мл раствора.

При нижнем пределе общее содержание фосфора в аликвоте, взятой на анализ составит 0,12-0,18 мкг. При использовании известного способа (11, прототипа f2) такое количество фосфора (0,12 мкг) можно определить только при взятии одной аликвоты (подчинение закону Бера 0,1-0,7 мкг Р в

10 мл экстракта). Отсутствие параллельных определений приводит не только к снижению точности определения, но и ставит под сомнение правильность самого определения (в аналитической практике правильность определения подтверждается сходимостью 2 и более параллельных определений), т.е. пленки с таким содержанием не могут быть проанализированы. При содержании фосфора

0,18 мкг можно взять две аликвоты.

Ошибка определения при этом для прототипа 12Ъ, для известного способа 15%. В последнем случае ошибка возрастает эа счет усложнения методики определения (использования двух лишних промывок) . При.использовании же предлагаемого метода интервал подчинения закону Вера 0,050,5 мкг Р в 100 мл экстракта позволяет провести анализ в первом случае в 2 параллелях, во втором вЂ” в 3 (см.табл.1). Ошибка определения снижается до 5-6Ъ.Сопутствующие элементы вЂ” никель, железо, кобальт во всех случаях не мешают определению.

Определение фосфора в тонких магнитных пленках представлено в табл.1.

При определении фосфора в высокочистых галлии и индии при использовании известного способа и прототипа можно определить только 5 ° 10 Ъ Р при навеске 0,5 г. С помощью предла5 гаемого метода чувствительность опре-6 деления может быть снижена до 10 Ъ.

Погрешность определения при этом

10-12%. При определении же 5 ° 10 Ъ

Р погрешность определения снижается

10 по сравнению с прототипом до 5-6Ъ.

Элементы-примеси, содержащиеся в высокочистых галлии или индии (щелочные, щелочиоземельные металлы, марганец, железо, кобальт, никель, хром, (5 медь, цинк и др.) в количествах

10 -10 о „ не мешают определению.

При определении фосфора в мышьяке и трехокиси мышьяка по иэвестньм методам необходимо предварительное удаление мышьяка, которое достигается путем его отгонки в виде As С1 после растворения пробы в смеси НС1 и Br< (концентрированных) и последующей экстракции As С1 при помощи "СС14. Ввиду того, что предлагаемый метод позволяет определять фос фор в присутствии 60-кратных избыточных количеств мышьяка, экстракцию AsClq четыреххлористым углеродом можно исключить. Это значительно облегчает и сокращает анализ (см.табл.2).

Сравнительная характеристика мето. дов определения фосфора представлена в табл.2.

Использование предлагаемого способа определения микроколичеств фосфора в металлах и веществах высокой чистоты обеспечивает по сравнению с прототипом, являющимся базовым объек

40 том, обеспечивает, (табл.2): возможность определения микроколичеств фосфора в металлах и веществах высокой чистоты с, высокой точностью и достоверностью получаемых реэульта45 тов, погрешность определения составляет 5-73; повышение чувствительности определения фосфора (0,005-0,007 мкг

Р/мл), что особенно важно при анализе металлов и веществ высокой чис50 тотыу воэможность определения микроколичеств фосфора в присутствии (6070)-кратных количеств мышьяка.

1140035

T а б л и ц а 1.

Определение Р по способу

Погрешность определения :Ъ в способе

Прототи- Предлага. пе, емом

Пленки (системы) Известному

Прототи- Предлагапу емому

Известном

0,117 0,123

0,124 0,132 14,5

10,8

0,102 0,113