Способ определения кремния в меди высокой чистоты

 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к электрохимическим методам определения кремния, и может быть использовано в цветной металлургии для определения следовых количеств кремния в меди. К раствору меди последовательно добавляют HCI до рН 0,90-0,95, метилэтилкетон 20-25% по объему, молибдат аммония. Полученный гетерополикомплекс накапливают на графитовом пастовом электроде и регистрируют вольтамперограмму. 1 ил., 1 табл.

CO)03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 И 27/48

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21) 4892812/25 (22) 27.11.90 (46) 2.3,12.92. Бюл, М 47 (71) МГУ им. M.Â.Ëîìîíîñîâà (72) Г.В. Прохорова, Е,A.Oñèïîâà, Е.Н.Дорохова и О,И.Гуренцова (56) Горбунова Г.Н, Дедков )O.M, // Заводская лаборатория, 1989, т.55, М 6, с.25.

Таэкава С„ Като К. //Бунсэки кагаку =

Jap.Anal., 1965, т.14, с.953; РЖХим., 1966, 17Г143.

ГОСТ 27981.0-88- ГОСТ 27981.6 — 88. Госкомитет СССР по стандартам, с.102.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к электрохимическим методам анализа, и может быть использовано в цветной металлургии для определения следовых количеств кремния в меди.

Известен спектрофотометрический способ определения кремния в меди. Для определения кремния образцы меди подвергают окислительному сплавлению со смесью (6;0,5) NaOH и ККОз в тиглях из стеклоуглерода с последующим выщелачиванием плава водой, При этом происходит отделение макроколичеств Си. После обработки тигля раствором НгЯО4 (1:1) и выдержки раствора в течение 8 — 10 ч его аликвотную часть фильтруют, добавляют раствор H2S04(1:1) и определяют кремний в виде синего молибдокремниевого гетерополикомплекса.

Недостатком способа является низкая чувствительность (10-100 мкг Sl}, длитель,„Я2„„1783323 А1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ В

МЕДИ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ (57) Изобретение относится к аналитической химии, а именно к электрохимическим методам определения кремния, и может быть использовано в цветной металлургии для определения следовых количеств кремния в меди. К раствору меди последовательно добавляют HCl до рН 0,90 — 0,95, метилэтилкетон 20-25,(, по обьему, молибдат аммония. Полученный гетерополикомплекс накапливают на графитовом пастовом электроде и регистрируют вольтамперограмму. 1 ил., 1 табл, ность анализа (24 ч) и необходимость предварительного отделения меди.

Известен способ определения кремния в меди, заключающийся в том, что образец меди растворяют при нагревании в НКОз (1;1), прибавляют 10 j -Hûé раствор NaOH до О© начала выпадения гидроокисей, вводят 64

НМОз (1:2} и после охлаждения разбавляют (A) водой до 100 мл, К 10 мл полученного раствора прибавляют 5 мл 5%-ного раствора () молибдата аммония, через 5 мин вводят 15 мл 10%-ного раствора виннай кислоты, 5 мл

0,2%-ного раствора 1-амина-2-нафтол 4ввий сульфокислоты, дополняют водой до 50 мл и фотометрируют при 800 нм.

Недостатком способа является низкая чувствительность (возможно определение кремния в интервале 0 001 — 0,2 мас.%} и необходимость предварительного отделения гидроксидов, что увеличивает длительность анализа.

1783323

Поставленная цель достигается тем, чта согласно способу айределения кремния в меди высокой чистоты, заключающемуся в растворении пробы при нагревании в НКОз, упаривании раствора, последующем разбавлении его водой и добавлении в разбавленную пробу ICI, добавляют HCI до рН

0,90.-0,95, метилэтилкетон 20-25 j no объему, молибдат аммония, полученный гетерополикамплекс накапливают на графитовом пастовам электроде и регистриру,от вольтампераграмму.

На чертеже представлена завлсимость вольтамперограммы гетерополикамплекса от рН раствора.

При добавлении к раствору меди реагентов в ином порядке (метилэтилекетой, HCI, молибдат; метилэтилкетон, моллбдат, HCt; НС, малибдат метилэтилкетон; молибдат, HCI, метилэтилкетон; молибдат, метилэтилкетон, HCI) молибдокремниевый

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения кремния в меди высокой чистоты, являющийся Государственным стандартом. Спо- 5 соб заключается в том, что навеску меди

2,00 r (Sl до 0,002%) помещают в стакан, приливают 20 мл НМОз и 5 мл Н2ЯО (1:1) кислот, накрывают стеклом и оставляют без нагревания до прекращения выделения сле- 10 дов оксида азота. Раствор нагревают до растворения навески, затем приливают

150-180 см. воды, нагревают раствор до з

40 С, погружают в раствор платиновые сетчатые электроды и проводят электролиз в 15 течение 2- 2,5 ч при плотности тока А/дм, 2 напряжении 2,2-2, 5 В при перемешивании, Когда раствор обесцветится, электроды вынимают, а электролит упаривают до объема

20 мл. Охлаждают, добавляют воды до обь- 20 ема 2(3 мл и нейтрализуют КНз или HCI до рН 1,2 — 1,4. Приливают 2 мл лимонной кислоты 50%-ной концентрации и дают постоять 5 мин. Далее приливают 5 мл 10%"Hîãî раствора малибдата аммония, 0,2 мл 1%-но- 25 го раствора SnClz и доводят водой до метки в колбе на 50 мл. Измеряют оптическую плотность раствора, Недостатка л способа является невысокая чувствительность (возможно определе- 30 ние до 510 мас.% Si) и длительность анализа (- 3 ч), Цель изобретения — повышение чувствительности и экспрессности определения кремния. 35

В современных производствах необходимо экспрессно контролировать содержание кремния в меди высокой чистоты на уровне 1 10 — 5 10 мас.%, гетераполикомплекс не образуется. При добавлении к раствору меди HCI до рН < 0,90 молибдокремниевый гетерополикомплекс не образуется из-за высокой кислотности среды. При добавлении к раствору меди HCI до рН > 0,95 малибдокремниевый гетерополикомплекс также не образуется (см.чертеж). При добавлении к раствору меди метилэтилкетона < 20% по обьему молибдокремниевый гетерополикомплекс не образуется, так как концентрации метилэтилкетона не достаточно для сдвига равновесия в сторону образования гетерополикомплекса.

При концентрации метилэтилкетона > 25% сигнал на вольтамперограмме уменьшается, так как, по-видимому, увеличивается сопротивление раствора (см.чертеж), При добавлении молибдата аммония < 0,1 мл

5%-ного раствора сдвиг равновесия в сторону образования гетерополикомплекса происходит медленно, в течение 3 ч. При добавлении молибдата аммония > 0,2 мл

5%-ного раствора возрастает сигнал фона, обусловленный восстановлением электроактивного молибдата, чувствительность определения падает,.

При регистрации вольтамперограммы образовавшегося гетерапаликомплекса непосредственно в растворе меди после добавления всех реагентов электроактивные ионы CU(II) не позволяют выделить сигнал гетеропалисоединения. Поэтому проводят накопление гетерапаликомплекса на графитовам пастовам электроде, имеющем состав, мас.%:

Графитовый порошок 70 — 80%

Бутанол 12 — 18%

Вазелиновое масло Остальное

Далее электрод переносят в буфер и регистрируют вальамперограмму накопленного гетерополикамплекса.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, Пример 1, Образец меди высокой чистоты (1 г) растворяют в стеклауглерадном тигле в 10 мл НМОз (1:1) при 90 С. Упа-: рива от раствор до объема 3 мл, охлаждают, переносят в мерную колбу емкостью 25 мл и разбавляют до метки бидистиллираванной водой, Аликвоту раствора (5 мл) переносят в полиэтиленовый стакан, доводят рН раствора да 0.90 и 4,5 м раствором НС), добавляют 1,25 мл {20% по объему) метилэтилкетана, 0,1 мл 5%-ного раствора молибдата аммония и аставля от на 30 мин. Далее вносят в стакан 15 мл 0,2 M цитратного буфера рН вЂ” 2,5, 1 мл 4,5 M раствора HCI, Графитавый пастовыл электрод опускают в стакан с исследуемым растворам, выдерживают при вращении прл разомкнутой цепи

1783323

1 мин, далее электрод вынимают из раствора, промывают водой, переносят в ячейку с

0,2 M цитратным буфером рН 2,5 (Ag/AgO—

Э р) и регистрируют вольтамперограмму со скоростью развертки 1 В/с в интервале от

0,5 до — 0,3 В. Измеряют высоту пика Ея =

=-0,02 В и находят содержание кремния по градуировочному графику, построенному предварительно.

Остальные примеры выполнены в условиях примера 1 представлены в таблице.

Таким образом, заявленный способ определения кремния в меди высокой чистоты позволяет снизить предел обнаружения кремния до 5 10 мас.7; и сократить продолжительность анализа до 1,5-2 ч.

Формула изобретения

Способ определения кремния в меди высокой чистоты, заключающийся в растворении пробы при нагревании в НЙОз, упа5 ривании раствора и последующем разбавлении его водой, добавлении соляной кислоты, молибдата аммония и детектировании гетерополикомплекса. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

10 чувствительности и экспрессности определения, в разбавленную пробу последовательно добавляют НС1 до рН 0,90-0,95, метилэтилкетон 20-25 по объему, молибдат аммония, после чего полученный гетеро15 поликомплекс накаплйвают на графитовом пастовом электроде и регистрируют вольтамперограмму.

1783323

Составитель И. Рогаль

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Максимишинец

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4507 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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