Способ определения тетракарбонила никеля в жидкой фазе

 

3 и с . ьтс ц:

О П И С А Н И Е <»>682456

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сова Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительwe к авт. свил-ву— (22) Заявлепо 07.01.76, (21) 2310368i23-26 с птрисоединением заявки J¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.08.79. Б|оллетень ¹ 32 (45) Дата опубликования описания 30.10.79 (51) Ч.Кл. - С 01 G 53.02

G 01 Х 31/00

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 543-1.056:

: 546. 74 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. H. Файн, Т. А. Лебедева, А, А. Гинзбург, Л. В. Бикетова и Л. A. Зелихман

Государственный проектный и научно-исследовательский институт «Гипроникель» (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕТРАКАРБОНИЛА

НИКЕЛЯ В ЖИДКОЙ ФАЗЕ

Изобретение относится к области аналитической химии металлоорганических соединений и может быть использовано в производстве карбонильного никеля для определения степени загрязненности тетракарбо- б нилом никеля производственных сточных вод.

При карбонильном способе производства чистового никеля в производственные сточные воды неизбежно попадает тетракарбо- 10 нил никеля, который может накапливаться в значительных количествах в отстойниках и колодцах.

Высокая токсичность и взрывоопасность тетракарбонила никеля создает опасность и вызывает необходимость очистить сточные воды карбонильного производства от тетракарбонила никеля и периодически контролировать его содержание в сточной воде.

Известен способ определения тстракарбонила никеля в газе по количеству ядер конденсации, полученных при помощи гомогенной химической реакции.

Полученные ядра конденсации укрупняют введением в газ пересыщенного пара 25 малолетучего вещества. Концентрация укрупненных до состояния устойчивого и монодисперсного аэрозоля ядер конденсации определяется нефелометрически или с помощью ультрамикроскопа (1).

Известен способ, по котогому концентрация тетракарбонпла никеля определяется по эквивалентному количеству ртути, выделившейся в результате реакции тетракарбонпла никеля с красной окисью ртути при температуре 200 С. Количество ртути определяется спектральным методом (2).

Указанные способы разработаны для определения концентрации тетракарбонила никеля исключительно в газовой фазе и нс могут быть использованы для определения

его в жидкой фазе.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения тетракарбонила никеля в жидком техническох: продукте (сыром кар бониле), основанны1:. на окислительном разложении жидкости сильным окислителем с последующим определением никеля после осаждения его диметилглиоксимом (3).

Однако прп наличии в воде, кроме тетракарбонила, других соединений никеля (ионный никель, суспензия свободного никеля или его окиси и т. п.) способ окислительного разложения дает завышенное значение содержания тетракарбонила никеля, соответствующее суммарному содержанию всего никеля в жидкой пробе.

682450 делением в отходящем газе содержания тетракарбонила никеля одним из известных способов, например, разлоукенисм тетракарбонила никеля смесью иодата калия и

5 серной кислоты, нанесенной на микропори-. стый силикагель, и калориметрическим определением никеля по его реакции с диметилглиоксимом.

В табл. 1, 2, 3 представлены данные о влиянии продолжительности отдувки газа, с|сорости IH температуры на полноту извлечения тетракарбонила никеля соответственно.

Таблица 1

Влияние гродолжительности отдувки на полноту извлечения

Ni(CO4) из водного раствора К,онцентрация

Ni (СО4), найденная методом отдувки, мг/л

1 Продолжительность повторной отдувки, мин

Ni (С04) П родолжительность первичной отдувки, мин

Ni (СО4) Найденная концентрация

Ni (СО ), % (отн.) Исходная концентрация

Ni (СО ), мг/л

Примечание

Отдувка во всех опытах производилась при температуре 5 — 7 С со скоростью 5 л/мин

44,32

О,О7

4,91

11с обнаружен

0,042

Не обнаружен

32,14

7,05

1,86

0.006

0058

Нс обнаружен

45,4

ЗО

ЗО

4,85

ЗО

ЗО О,040,ЗО

15

38,15

1,89

15

0,054

15 (5 — 40 мг/л) такая продолжительность может оказаться недостаточной для отдувки.

Поскольку заранее порядок величины концентрации карбонила пикеля неизвестен, за оптимальную продолжительность отдувки принимаем 30 мин.

Таблица 2

Влияние скорости отдувки на полноту извле ения карбонила никеля из водного раствора

Остаточная концентрация Ni

11ай-:,с|шая концентрация

i(CO,) методом отдувки, Исходная концентрацияя г 1(С 04), мл/л (в перес:сте на Ni(CO<) в растворе после отдувки

Скорость отдувки, л, лгин мг/л .% (отн.) ! мг/л % (отп.) 1

6 ) 123

11 0,83

5,15 С,008

1,89, 0,05

167, 0,04

4,57

8,42

506

1,98

1,53 оо Г

7,5

О. 15

2,6

2,4

61

80,4

98.3

104,8

91,6

20 водном растворе, а гидролизованная форма кар. ",нила, икеля нелетуча.

Повышение же скорости отдувкп (10—

20 и .птн) нс ве ет к увеличснию процента пзвлс.c .Pèÿ карбонила пикеля, но в то же вре.;;я аппаратурно усложняет проведение апа.-.иза. Поэтому за оптимальное значение

cêорости отдувки принимаем 3 — 5 л/мин.

Целью изобретения является обе"печсние возможности определения, содержания тетракарбон ила никеля в жидком растворс в .присутствии других форм никеля путем перевода его из жидкой фазы в газовую.

Для достижения указанной цели тетракарбонил никеля, используя его высокую летучесть, переводят из жидкой фазы в газовую путем барботирования через водный раствор тетракарбонила н икеля химически инертного газа, например азота, при температуре 4 — 7 С и скорости потока 3 — 5 л/пик в течение 20 — 30 мин с последующим опреВ табл, 1 показано, что уменьшение продолжительности отдувки до 15 мия возможно только для малых концентраций карбонила никеля (сотые и десятые доли мг/л) . Пр и больших его концентрациях,Из табл. 2 видно, что при низких скоростях (1 л/мин) наблюдается более низкий процент отдувки карбонила никеля.

Как было установлено, основная ма-.;." растворенного карбонила никеля удаляется в начальный период отдувки. Умсньп.сние скорости отдувки растягивает ее продолж ительность, что приводит I; увеличению степени гидролиза карбонила никеля в

97,6

0,16

101,2

О,О

105,0

0,0

84,2

18,5

98,4

О,1

107,4

О,О

682450

Таблица 3

Влияние температуры на полноту извлечения карбон rëà никеля из водного раствора

Остаточная коицентргция (в пересчете на Х1(СО)4 в растворе после отдувки фильтрования

Нзйдсrrî . i (СО) „ методом отдувки

Выделено (в пересчете на Xi (CO) в твердую фазу

Температура продувки воды, С

Исходная концентрация . чi (СО), л г/n

Примечание с,,,в (отн.) мг/л оо (отн.) .иг/л (отн.) 1,50 49.30

2, 10,-,6Л

4,84 94.0

2 42 95,2

0,90 Отдувка производилась со скоростью 5 л/л1ин

30 лин

29,6

14,5

4,8

5,9

20

0,69

0,96

0,005

0,008

19,7

25,8

0,1

0,3

3,04

3,72

5,15

2,52

0,54

0,25

0,15

Фор мул а,из о бр етения

Составитель Л. Жаворонкова

Тсхред H. Строганова корректор С. Файн

Редактор H. Вирко

За"à",ç 762/973 Изд. № 489 Тираж 591 Подписнс..

HjlO «Поиск» Государственного коми-етз СССР по делам изобретений и оiкры:rrrr

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Как видно из табл. 3, повышение температуры воды при отдувке приводит к переходу значительного количества карбонпла никеля в нелетучие формы (в виде осадка ,и водяного раствора), а отдувается всего

50 — 60%.

Понижение же температуры отдуваемой воды затормаживает процесс разложения и гидролиза и дает возможность определять —. 95% растворенного карбонила никеля.

Проведение отдувки при температурах ниже 5 С практически труд|но выполнить, хотя в этом случае можно было бы ожидать еще более высокого, извлечения (например, при 1 — 3 С).

Таким образом, приведенные выше данные подтверждают преимущества указанных в заявке параметров.

П р и м с р. Определение тетракарбонила никеля, растворенного в воде, проводят следующим образом. Анализируемую пробу воды, содержащую известное количество тетракарбонила никеля, в количестве 0,5 л помещают в цилиндр, закупоренный резиновой пробкой с двумя отводами, к одному из которых снизу присоединяют на расстоянии от дна ц1 линдра на 3 — 5 лл обратну|о фильтрующую воронку с пористой пластнчкой № 1.

В этот отвод подают азот со скоростью

3 — 5 л/лин. К верхнему концу другого отвода присоединяют патрон с осушителем (феррохром, пропитанный хлористым магнием) — гофрированная стеклянная трубка с сорбентом (силикагель, пропитанный смесью иодита калия н серной кислоты), другой конец которой подсоединяют к форвакуумном насосу.

Барботирование ведут в течение 30 лин при температуре 4 — 7 С, помещая цилиндр в термостат и одновременно откачивая систему форвакуумным насосом.

В результате проведенных опытов выяснено, что средняя относительная ошибка определения не превышает 6%.

Применение данного способа обеспечивает количественное и быстрое определение тетракарбонила никеля B производственной сточной воде с точностью, достаточной для практического применения способа.

Продолжительность анализа 1 час.

Способ определения тетракарбонила никеля в жидкой фазе, например в сточных водах ка рбонильного производства, основанный на окислительном разложении тетракарбонила никеля сильным окнслптелем, 20 с последующим определением никеля одним из известных методов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью возможности определения тетракарбонила никеля в присутствии других форм никеля путем перевода

25 его из жидкой фазы в газовую, предварительно перед окнслительным разложением через жидкий раствор барботируют химически инертный газ при температуре 4 — 7 С со скоростью потока газа 3 — 5 .1/лин в тс30 чение 20 — 30 лин.

Источники ннйормацн;1 и внять,е во внимание при экспертизе:

Ç5 1, Авторское свидетельство ¹ 175310, кл. 42 / 4/15, G 01 Х, 1963.

2. Авторское cBIIeTcibcTBQ № 35684, кл. 43 l 3/01, 1960.

3. Л. Н. Файн, А, А. Зели.,ман. Труды

40 института Гипрониксль, в 22, 1965, стр. 167.