Способ магнетометрического определения железа в растворе

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для количественного определения железа в образцах пород, технических растворах. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа за счет избирательного определения железа в присутствии других парамагнитных ионов. Способ основан на предварительном определении объемной магнитной восприимчивости раствора, добавлении в него поверхностно-активного вещества, последующем введении в раствор карбоната бария до появления кирпично-красной окраски и вторичном определении объемной магнитной восприимчивости. Концентрацию железа определяют из выражения, приведенного в формуле изобретения. 1 табл. а $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

- РЕСПУБЛИН ае (и) 5 А1

gg g G 01 N 27/72

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪС1 ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4210012/24-21 (22) 17.03,87 (46) 07.01 89. Бюл. 9 1 (71) Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО

АН СССР (72) Л.И.Скворцова и Ю.Б.Клетеник (53) 621.317.44 (088.8) (56) Пономарев А.И. Методы химичес- кого анализа минералов и горных пород. - М.: Изд-во АН СССР, 1955, с.26.

Клетеник Ю.Б., Скворцова Л.И., Винокурова О.Б. Магнетометрический метод определения железа и меди в растворах. Журнал аналит. химии, 1980, т.35, Р 1, с.37-44.

Поверхностно-активные вещества.

Справочник. Под ред. А,А.Абрамзона и Г,М.Гаевского. - Л.: Химия, 1979 с.305-306. (54) СПОСОБ МАГНЕТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА В РАСТВОРЕ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для количественного определения железа в образцах но род, технических растворах. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа

sa счет избирательного определения железа в присутствии других парамагнитных ионов. Способ основан на предварительном определении объемной магнитной восприимчивости раствора, добавлении в него поверхностно-активного вещества, последующем введении в раствор карбоната бария до появления кирпично-красной окраски и вторичном определении объемной магнитной восприимчивости. Концентрацию железа определяют из выражения, приведенного в формуле изобретения. 1 табл.

1449885

Изобретение относится к измери, тельной технике и может быть исполь. зовано для количественного определения железа в образцах пород, техни-. ческих растворах и т.п.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей способа за счет избирательного определения железа в присутствии других парамаг нитных ионов.

Способ осуществляют следующим об разом.

Сначала измеряют магнитную восприимчивость исходного раствора. Затем 15 в раствор добавляют поверхностноактивное вещество ОП-7 в количестве ,,0,01-0,03 г/л и вводят карбонат ба-! рия до образования кирпично-красной окраски раствора беэ появления осад)

:ка гидроксида железа и вторично из меряют магнитную восприимчивость, а концентрацию железа вычисляют по фор) муле

ЬХ 25

С е 10,45 10- ге, где С вЂ” концентрация железа в растворе, М;

ЬК вЂ” разность объемной магнитной восприимчивости раствора до и после добавления карбоната бария.

Соединения железа (III) в растворе обладают сильным парамагнетизмом име ют стабильное значение коэффициента магнитной эффективности (К„,) в широких пределах концентраций серной и .соляной кислот (1-4 н), а также в присутствии различных диамагнитньгх добавок. его значение составляет (14,91+ 0,03) 10 M .

Присутствующие в растворе другие парамагнитные соединения вносят определенный вклад в общую магнитную восприимчивость раствора, Это препят- 45 ствует проведению анализа железалпо одному замеру у.. Селективное магнето,метрическое определение железа в та ких растворах возможно при условии резкого изменения его магнитных свойств и сохранения их неизменными для других парамагнитных компонентов.

Опытным путем установлено, что при постепенном добавлении отдельных порций сухого реактива ВаСО к слабо55 кислому исходному раствору железа, происходит понижение величины К„ железа (III). При этом отчетливо наблюдается изменение цвета раствора - от желто-зеленого до кирпично-красного и в некоторый момент может-выпасть осадок гидроксида железа. Важен момент, предшествующий выпадению

Fe(0H)» поскольку осадок адсорбирует другие парамагнитные ионы, тем самым завышая результат определения восприимчивости. Постепенное введение в раствор карбоната бария приво" дит к медленному понижению кислотности среды и формирование гидроксида железа проходит через различные стадии образования гидрокомплексов

РеС1 +ВаСО +Н О вЂ” ВаС1 +Ре(ОН) С1+

+СО,>.

Таким образом, первым условием для точного магнетометрического определения железа в присутствии других парамагнитных соединений является использование карбоната бария в количестве, обеспечивающем образование кирпично-красной окраски раствора без выпадения осадка. В тем случаях, когда образовался Fe(OH), его растворяют несколькими каплями разбавленной (1:1) соляной кислоты.

Исследования магнитных свойств кирпично-красных гидрокомплексов железа (Ш) показали, что величина

К„, иона Fe в таких условиях пони-6 -1 зилась до значения (4,02+0,34) 10 М

Математическая обработка п=14 результатов с вероятностью 95 /о показала низкую воспроизводимость (Б1,=0,1S4)i

Для улучшения воспроизводимости потребовалось подобрать условия, препятствующие формированию осадка Ре(ОН) .

Эта цель достигнута добавлением поверхностно-активного вещества, в частности ОП-7. Экспериментально установлено, что присутствие в растворе

ОП-7 в количестве 0,01-0,03 r/ë достаточно для исключения коагуляции осадка железа. Из 15,опытов найдено значение К„ (4,46 и 0,08) 10 М с относительным стандартным отклонением Б„=0,017. Таким образом, присутствие в растворе ОП-7 в количестве

0,01-0,03 г/л улучшает воспроизводимоcTb результатов на порядок.

По двум определениям магнитной восприимчивости до (К,) и после (1С ) обработки анализируемого раствора карбонатом бария в присутствии ОП-7, находят содержание железа (М) по формуле

14- Kg Ь L

Км Кмг. (14,91-4,46) 10

14498

Найдено

Fe, М

0,0007

0,0500 10 0,0496

О, 1000 15 О, 1004 0,0003

Со (II)

Со (II)

Со (II)

Мп (II)

Cu (II)

Cr (III) 1: 1

0,0462

4 0,0459 0,0009

0,0926 5 0,0918 0,0008

0 0428 4 0,0421 0,0009

0,0454 5 0,0462 0,00!1

0,0467 5 0,0468 0,0006

0,0475 :5 0,0490 0,0026

1: 1

1:1:1

1: 1

1: 1

5: 2 Ъ

10,45 10 (1)

Готовят раствор, содержащий примерно 0,1 М железа (III) в 1 н. НС1 (раствор А). 5 мл раствора А помещают в мерную колбу емкостью 100 мл и часть кислоты нейтрализуют добавлением гидроксида аммония. Затем приливают 2 мл раствора ОП-7 концентрации 10

1 г/л и порциями добавляют сухую

ВаСО до изменения окраски раствора от желто-зеленой до красно-кирпичной, Раствор доливают до метки дистиллированной водой и перемешивают (раст- 15 вор Б), Измеряют магнитную восприимчивость раствора А к, 1,4968 и раствора Б !с 0,4436. По формуле (1) находят содержание железа в растворе

-0 1006 W. . 20

Примеры выполнения предлагаемого способа в присутствии соизмеримых количеств различных царамагнитных ионов представлены в таблице, где пчисло опытов, .8 - доверительный as- 25 тервал среднего значений найденной концентрации железа, вычисленный с вероятностью 95 /о. Нижняя граница определяемой кон-, центрации железа по способу составля- ЗО ет 10 М, верхняя ограничивается растворимостью объекта.. Предлагаемый способ позволяет определять железо в присутствии таких

Сопутствую- Соотноше- Введено . n щие ионы ние Ре:Ме Fe, М

4 парамагнитных элементов, как кобальт, никель, марганец и медь, что обеспечивает возможность более широкого практического использования способа.

При этом сохраняются точность и высокая производительность.

Формула изобретения

Способ магнетометрического определения железа в растворе, включающий определение объемной магнитной восп" риимчивости раствора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа за счет избирательного определения железа, после определения объемной магнитной восприимчивости раствора, в него добавляют поверхностноактивное вещество ОП-7 в количестве

0 01-0,03 г/л, затем вводят в раствор карбонат бария до появления кирпично-красной окраски и вторично определяют объемную магнитную восприимчивость, а концентрацию железа опреде- ляют из соотношения

Ь !С

С

10,45 10 где С вЂ” концентрация железа в растре воре, М;

aa — разность объемной магнитной восприимчивости исходного раствора и раствора после добавления карбоната бария,