Способ кинетического определения ниобия и тантала

 

01) 588I86

Ос1оэ Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявл".по 15.12.76 (21) 2431595 23- 6 (51) М. Кл. С 016 33/00

С 01G 35/00

G 01N 31/10 присос-нпсннс я здявки о

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.01.78. Вюзлетень М 2 (45) Дата опублпковатшя описания 30.01.78 (53) УДК 543.42.062:

:546.882:546, .883 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. У. Крейнгольд, А. H. Васнев и В. Н. Антонов (71) Заявитель (54) СПОСОБ КИНЕТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИОБИЯ

И ТАНТАЛА

Изобретение относится к аналитической химии.

Известны спосооы кинетического определения ниобия и тантала, основанные на реакциях окисления неорганических реагентов, например, тиосульфата натрия или иодида калия перекисью водорода (1, 2).

Недостатками известных методов являются сравнительно низкие чувствительность и избирательность. Определению ниобия и тантала мешают сравнимые количества ионов Fe, V, Тi. Кроме того, мешают органические лиганды, образу|ощис комплексы с Nb и Та — лимонная, винная, щавелевая кислоты, фториды.

Известные индикаторные реакции — окисления иодида калия и тиосульфата натрия перекисью водорода позволяют определять лишь до 0,5 — 1 мкг/мл ниобия.

Наиболее близким к описываемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является кинетический метод определения микроколнчеств ниобия в присутствии

10-кратного изоытка тантала, основанный на индикаторной реакции окисления тиосульфата натрия перекисью водорода (3). Чувствительность метода 0,02 мкг!мл ниобия, ошибка не превышает 7,5%.

Для повь|шення чувствительности и избирательности анализа предлагаемым способом используют реакции окисления органических веществ — полифенолов и аминофенолов, проводят реакции в среде цитратно-тартратных буферных растворов при рН 3 — 6. В качестве органических реагентов — полифенолов и аминофенолов — применяют, например, галловую кислоту, пирогаллол, о-аминофенол, пирокатехин. Определение ниобия проводят при рН 3 — 4, а суммы ниобия н тантала прн рН

10 5 — 6.

Предлагаемый способ имеет несомненные практические преимущества перед известными в чувствительности, которая увеличивается до

0,005 мкг/мл (0,25 мкг Nb илп Та в 50 мл

15 раствора), а особенно избирательности: определению Nb и Та не мешают 10 — 100-кратные количества ионов Fe, V, Ti и 0,1 М растворы лимонной, винной, щавелевой кислот. Определению Та не мешают 0,1 М растворы фторп20 до в.

Максимальная скорость реакций в цитратно-тартратных буферных растворах наблюдается в интервале рН 5 — 6 для Та и рН 3 для

Nb. Другие буферные растворы непригодны

25 для определения Nb и Та, поскольку они хуже связывают Nb и Та, что приводит к гпдролнзу солей и снижению скорости каталнтической реакции.

Градуировочные графики для определения

30 Nb и Та линейны в интервале содержа ьпш

588186

Э

Формула изобретения

Составитель А. Жаворонкова

Техред И. Карандашова Корректор Н. Федорова

Редактор И. Марголис

Заказ 3174/9 Изд. Ко 130 Тираж 671

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, Сапунова, 2 пр.

Nb и Та 0,005 — 0,5 мкг/мл. Относительное стандартное отклонение при определении

0,01 мкг/мл составляет 10 — 12% (п=3).

Пример 1. Определение Та с помощью галловой кислоты в тетраметоксисилане. Навеску тетраметоксисилана 10 г выпаривают на водяной бане. Продукты гидролиза обрабатывают 2 мл плавиковой кислоты и выпаривают досуха. Обработку повторяют до полной отгонки кремния. Добавляют в чашку 1,5 мл

15 /о-ного раствора винной кислоты и упаривают до влажного остатка, который растворяют в.3 мл воды и анализируют.

Для определения суммы Nb и Та в пробирку приливают 2 мл буферного раствора с рН

6,7 — 6,9 (140 r лимонной кислоты растворяют в 100 мл воды и нейтрализуют 25%-ным раствором аммиака), 1 мл анализируемого раствора, добавляют 0,5 мл 0,01 М раствора Н О и 2 мл насыщенного раствора галловой кислоты. Кислотность полученного раствора отвечает значению рН 5,6. Через 60 мин измеряют оптическую плотность раствора при 365 нм на фотоэлектроколориметре или спектрофотометре. Градуировочный график строят аналогичным образом. Типовые растворы Nb и Та готовят на 15%-ном растворе винной кислоты.

Содержание винной кислоты во всех растворах должно быть одинаковым.

Для определения Nb в пробирку с 1 мл анализируемого раствора приливают 2 мл буферного раствора с рН 3,9 (140 г лимонной кислоты растворяют в 100 мл воды и нейтрализуют аммиаком до рН 3,9), 0,5 мл 0,01 М раствора Н Ов, 1,8 мл воды и 0,2 мл 0,1 М раствора пирогаллола, приготовленного на 0,2 М растворе винной кислоты. В растворе устанавливается рН 3,7. Через 60 мин измеряют оптическую плотность раствора при 365 нм. Определяют содержание Nb.

Зная суммарное содержание Nb и Та и содержание Nb, по разности определяют содержание Та.

Пример 2. Определение Nb и Та с помощью о-аминофенола в плавиковой кислоте.

Навеску плавиковой кислоты 20 г помещают в платиновую чашку, добавляют 0,5 мл

15%-ного раствора винной кислоты и выпаривают на электроплитке до объема 2 — 3 мл.

Помещают чашку на водяную баню и продолжают упаривать раствор до влажного остатка. Растворяют остаток в 1 мл воды и анализируют, как описано выше. Вместо галловой кислоты применяют 2 мл 0,1 М раствора о-аминофенола в 0,2 М растворе винной кислоты. Фотометрируют растворы через 5 мин при длине волны 430 нм.

Пример 3. Определение Nb и Та с помощью пирогаллола в плавиковой кислоте.

Определение проводят, упаривая 20 r плавиковой кислоты с добавлением 0,5 мл 15 /о-ного раствора винной кислоты. Ход анализа полученного раствора такой же, как с применением галловой кислоты, но в качестве реагента используют 0,2 мл 0,1 М раствора пирогаллола на 0,2 М растворе винной кислоты. Оптическую плотность растворов измеряют через

60 мин после смешения растворов при 365 нм.

Таким образом, предлагаемый способ определения Nb и Та, отличается от известных более высокой чувствительностью и избирательностью. Метод применен для анализа веществ высокой чистоты с чувствительностью определения Nb и Та 10- % из навески 10—

20 г.

Способ кинетического определения ниобия и тантала, основанный на реакциях окисления реагентов перекисью водорода, отл и ч а ющийся тем, что с целью повышения чувствительности и избирательности анализа, в качестве реагентов в реакциях окисления применяют полифенолы и аминофенолы и определение проводят в цитратно-тартратных буферных растворах при рН 3 — 6.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полифенолов и аминофенолов применяют, например, пирогаллол, галловую кислоту, о-аминофенол, пирокатехин.

3. Способ по п. 1 и 2, отличающийся тем, что определение ниобия ведут при рН 3—

4, а суммы ниобия и тантала — при рН 5 — 6.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Журнал аналитической химии», т. 19, 1964, с. 705.

2. «Журнал аналитической химии», т. 14, 1959, с. 60.

3, «Химия и химическая технология», т. XIX, _#_o 10, 1976, с. 1521.