Способ определения содержания фосфора низших степеней окисления

 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения фосфора низших степеней окисления, и может использоваться при анализе отходов электротермического производства фосфора. Целью изобретения является повышение точности определения и упрощение анализа. Поставленная цель достигается путем использования двух параллельных проб. При этом одну пробу обрабатывают раствором соли железа (III) до рН 2,0-3,0, после чего обе пробы 0,25-0,35 ч выдерживают при 120-130°С, а затем нагревают без доступа воздуха до 825-875°С, выдерживают при этом температуре 0,2-0,5 ч, определяют количество фосфора, сконденсированного из каждой пробы, и по разности рассчитывают содержание фосфора низших степеней окисления. 1 табл.

ь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (g1)g G 01 И 31/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ. ГКНТ СССР

1 (21) 4446789/23-26 (22) 21.06,88 (46) 23,07,90. Бюл. h» 27 (71) Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности (72) Н. П. Ромашева, И, Г. Султанова, А. Н. Файвинова, Ю. М. Трофимов и Ю. В. Шкарупа (53) 543.062(088.8) (56) Rao G., ЯошЫечаппа G. Ferri- .

metric determination of phosphate

catalysis by palladium chloride

Z. Anal. Chem., 1958,v. 164, М 4, р. 391.395. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ФОСФОРА НИЗШИХ СТЕПЕНЕЙ ОКИСЛЕНИЯ" (57) Изобретение относится к аналитиЪ

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам опре- : деления фосфора низших степеней окисления, и может использоваться при анализе отходов электротермического производства фосфора.

Целью изобретения является повышение точности. определения и упрощение анализа.

Пример 1. Котрельное молоко, характеризующееся плотностью

1,22 кг/л, рН 14 и составом, мас.Х:

СаО 3,0; SiO, 5,0; М О 0,8; К О 17,0 ° но перемешивают и отбирают две парал-, ÄÄSUÄÄ 15 255 А 1

2 ческой химии, а именно к способам определения фосфора низших степеней окисления, и может использоваться при анализе отходов электротермического производства фосфора. Целью изоб= ретения является повышение точности определения и упрощение анализа. Поставленная цель достигается путем использования двух параллельных проб.

При этом одну пробу обрабатывают раствором соли железа (III) до рН 2,03,0, после чего обе пробы 0,25-0,35 ч выдерживают при 120-. 130 С, а затем нагревают без доступа воздуха до 825о

875 С, выдерживают при этой температуре 0,2-0,5 ч, определяют количество фосфора, сконденсированного из каждой пробы, и по разности рассчитывают содержание фосфора низших степеней окисления. 1 табл. лельные пробы одинаковой массы. Пробы помещают в предварительно взвешенные металлические патроны, снабженные герметично навинчивающимися изогнутыми отводными трубками.

Массы первой (основной) и второй (параллельной) проб составляют

20,0000 г каждая. Патрон с основной пробой помещают в терморегулируемую печь, снабженную поворотным устройством. В вертикальном положении печи проводят первоначальный нагрев пробы до 125 С с выдержкой в течение 0,3 ч, что обеспечивает полное удаление из пробы желтого фосфора, Затем печь отключают, навинчивают на патрон от1580255 водную трубку и наклоняют печь. так, чтобы конец отводной трубки был слегка опуцен в приемник, заполненный ди стиллированной водой. Печь включают снова и производят плавный подъем

5 температуры со скоростью 30 град/мин до 850 С и выдерживают 0,4 ч при этой температуре, Затем печь отключают.

Сконденсированный в приемник твердый фосфор вынимают пинцетом, обсушивают фильтровальной бумагой в течение не более 3 мин и переносят в предварительно взвешенный бюкс, заполненный дистиллированной водой. Повторным взвешиванием определяют массу (в r) сконденсированного фосфора

Масса бюкса с водой .и фосфором

Масса бюкса с водой

17,8517

16,4363

19, 25.1 4

18,9471 асса сконденсированного фосфора 0 3043, что соответствует содержанию в ана- 4О лизируемой пробе красного фосфора в количестве 0,3043 r.

Содержание фосфора низших степеней окисления в анализируемой пробе рассчитывают следующим образом: . 45 р „(r) = 1,4154"0,3043 1,1111 или

1,4154-0,3043 с р (K) го оооо

HG0 Э х 100X = 5,555, Пример ы 2-21. Последова- 55 тельность операций аналогична примеру 1, Условия. анализа и результаты определения приведены в таблице, Масса сконденсиро" ванного фосфора 1,4154, что соответству4 содержанию в анализируемой пробе суммы красного фосфора и фосфора низших степеней окисления в количестве 1,4154 r, Параллельную пробу, масса KQTopoA составляет 20,000 r, непосредственно в патроне обрабатывают раствором соли трехвалентного железа до рН 2,0. 30

Затем пробу подвергают тем же операциям, что и основную пробу. Конденсируют фосфор и определяют его количество (в r) весовым методом

Масса бюкса с водой и фосфором

Масса бюкса с водой

11, 1949

11,0639

Масса сконденсированного фосфора О, 1310, что соответствует содержанию в анализируемой пробе суммы красного фосфора и фосфора. низших степеней окисления в количестве 0,1310 г.

Параллельную пробу, масса которой составила 10,0000 г, непосредственно в патроне обрабатывают раствором соли трехвалентного железа до рН 2,5, Затем пробу подвергают тем же операциям, что и основную пробу. Конденсируют фосфор и определяют его количество (в г) весовым способом

Масса бюкса с водой и фосфором

Масса бюкса с водой

12, 1713

12, 1383

Масса сконденсированного фосфора 0,0330, что соответствует содержанию в анаПример 23. Котрельную пыль состава, мас,X: Сао 18; К 0 14;

Р2 0 26; Р 3, тщательно перемешивают и отбирают две параллельные пробы, которые помещают в предварительно взвешенные металлические патроны, снабженные герметично навинчивающимися изогнутыми отводными трубками. Повторным взвешиванием определяют массы взятых. навесок котрельной пыли.

Массы основной и параллельной проб составляют 10,000 г каждая, Патрон с основной пробой помещают в терморегулируемую печь, снабженную поворотным устройством, В вертикальном положении печи проводят первоначальный нагрев пробы при 120 С в течение 0,3 ч. Затем печь отключают, навинчивают на патрон отводную трубку и наклоняют печь так, чтобы открытый конец трубки был опущен в приемник, заполненный дистиллированной водой во избежание контакта с воздухом.. Печь включают снова и производят плавный подъем температуры со скоростью 30 град/мин о до 850 С, после чего выдерживают

0,4 ч, Затем печь отключают. Сконденсированный в приемнике твердый фосфор вынимают пинцетом, обсушивают фильтровальной бумагой в течение не более

3 мин и переносят в предварительно взвешенный бюкс,. заполненный дистиллированной водой. Повторным взвешиванием определяют массу (в r) сконденсированного фосфора °

Масса бюкса с водой и фосфором

Масса бюкса с водой

5 15802 лизируемой пробе красного фосфора в количестве 0,0330 г.

Содержание Р„ в анализируемой пробе равно х 1007. = 0,980.

Способ определения содержания фосфора низших степеней окисления вклюг чающий обработку пробы раствором соли железа (ХХТ) с последующим нагреванием,отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения и упрощения анализа, используют две параллельные пробы, при этом одну пробу обрабатывают раствором соли железа (III) до рН 2, 0-3, О, после чего обе пробы 0,25-0,35 ч выдерживают при 120-130 С, а затем на— гревают без доступа воздуха до 825Р 0 (r) = 0,1310-0,0330 = 0,0980, 0,1310 — 0,0330 а С (мас.Ж) — - - x

РHC0

Пример ы 24-44, Последовательность операций аналогична примеру 23, Результаты анализа представлены в таблице.

Как видно из представленных в таблице данных, снижение температуры о первоначального нагрева ниже 120 С (примеры 10 и 32) также приводит к. уменьшению точности анализа, так как в этих условиях не происходит полного удаления иэ пробы желтого фосфора, кроме того, проба в этих условиях имеет консистенцию, непригодную для отгонки (проба течет или высыпается в.приемник). При температуре первоначального нагрева выше 130 С (примеры 13-35) возможен частичный переход в газовую фазу соединений фосфора низших степеней окисления.

Снижение времени первоначального нагрева менее 0,25 ч (примеры 14 и

36) также приводит к уменьшению точ- З5 ности анализа, так как такая выдержка недостаточна для получения осадка, являющегося нетекучим (несыпучим для котрельной пыли) в условиях дальнейшего нагрева до 825-875 С. Увеличение 4Q выдержки более 0,35 ч (примеры 17 и 39) приводит к черезмерной сушке пробы, в результате чего происходит выброс частиц пробы.. Кроме того, при такой выдержке возможно окисление красного фосфора кислородом воздуха.

Уменьшение выдержки конечного на грева ниже 0,2 ч (примеры 18 и 40) не обеспечивает полного завершения процессов парообразования и конденса- 50 ции фосфора, что отрицательно сказывается на точности анализа, Увеличение выдержки конечного нагрева более

0,5 ч (примеры 21 и 43) нецелесообразно.

При нагреве анализируемых проб до температуры ниже 825 С (примеры 1 и 23) -происходит неполное выделение фосфора из содержащихся в пробе сое55 6 динений фосфора низших степеней окисления, что отражается на точности анализа. Увеличение температуры нагрева проб выше 875 С (примеры 5, 27) также сопровождается снижением точности определения содержания Р Н о . так как в этих условиях возможно частичное восстановление частицаии кокса фосфатов, содержащихся в анализируемых пробах, до элементарного фосфора, Снижение рН при обработке пробы раствором соли Fe + ниже 2,0 (примеры 6, 28) также приводит к уменьшению точности анализа в связи с окислением красного Aochopa, присутствующего в анализируемой пробе. Увеличение рН выше 3,0 (примеры 9 и 31) также снижает точность определения содержания

Рн, так как в этих условиях не происходит полного окисления ионами Fe + соединений фосфора низших степеней окисления.

Использование известного метода не позволяет достаточно точно определять содержание фосфора низших степеней окисления в котрельном молоке.

Точность определения составляет

+0,835 мас.7., относительная погрешность 15 отн,7.. (пример 22) .

Использование предлагаемого способа позволяет анализировать котрельное молоко с точностью +0,05 мас.7. и относительной погрешностью 1 отн.7..

Точность определения содержания фосфора низших степеней окисления в котрельной пыли известным способом составляет +0,140 мас.7., относительная погрешность 10-14 отн.7. (пример 44). При использовании предлагаемого способа точность определения составляет +0,01 мас.7, а относительная погрешность 1 отн.7.

Формула из обре те ния

1580255 каждой пробы, и по разности рассчитывают содержание фосфора низших степеней окисления в пробе.

8 75 С, в ыд ержив ают при з той темп ер атуре 0,2-0,5 ч, определяют количество фосфора, сконденсированного из

Содержание

Выдержка корН пар алл ел ной пробы

Выдержка перТемпература перТемпература конечного (без додоступа воздуха) нагрео ва, С

Пример фосфора низших стевоначальвоначального нагрева, ч нечного пеней окисления, мас.й ного нагрева, С

О ) нагрева, ч молоко(масса основной ельной

Котре пробы (изве" стный объем

50 ° мл) параллельной пробы (масса

Котрел ьная пыль

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

1,9

2, 0

3,0

3,1

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5.I

3

5

6 ,7

9

11

12

13

14

16

17

18

19

21

23

24

26

27

28

29

31

32

33

34

36

37 льное

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

1,9

2,0

3,0

3,1

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

125

125 .1 25

125

0,30

0,30

0,30

0,30

0,30

0,30

0,30

0,30

0,30

0,30

0,30

0,30

0,30

0,15

0,25

0,35

0,45

0,30

0,30

0,30

0,30 ь сновной и

0,30

0,30

0,30

0,30

0,З0

0,30

0,30

0,30 о,зо

0,30

0,30

0,30

0,30

0,15

0,25 и паралл

100

850

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

О, 4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,1.

0,2

0 5

0,6

0,16

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

20,0000

5,370

5,556

5,555

5,556

5, 740

5,636

5,556

5,555

5,513

5,294

5,555

5,553

5,392

5,265

5,555

5,557

5, 136

4,736

5,549

5,555

5,548

4,720

10,0000 r)

0,897

0,978

0,979

0,981

1,038

1,009

0,981

0,983

0,918

0,892

0,980

0,979

0,911

0,888

0,980

1580255

Продолжение таблицы

6 7

Составитель Н. Куцева

Редактор С. Пекарь Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Латай

Заказ 2007 . Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

38

39

41

42

43

44 (известный объем

50 мл) 2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

125

0,35 850

0,45 850

0,30 850

0,30 850

0)30 850

0,30 850

100

0,4

0,4

0,1

0,2

0,5

0,6

0,16

0,98f

f,041

0,876

0,980

0,979

0,864

0,844