Кулонометрический способ определения содержания железа и ванадия из одного раствора

 

! wow н i ° .- есле

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 („>7О9991

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51}М. КЛ.

G 01 N 27/42 (22) Заявлено 070278 (21) 2577256/18 — 25 с присоединением заявки М

Госулирствеиный комитет

С(;СР по лелям иэобретеиий и открытий (23) Приоритет (S3} УДК 543.257 (088. 8) Опубликовано 15.01.80. Бюллетень Мо 2

Дата опубликования описания 15.01.80 (72} Авторы изобретения

Л.H. Николаева, T Å. Комиссарова и Т,М. Пахомова (71} Заявитель (5 4 ) КУЛОЧОМЕТРИЧ ЕСКИНА СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ ЖЕЛЕЗА И ВАНАДИЯ ИЗ ОДНОГО

РАСТВОРА

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано при анализе любых объектов, содержащих железо и ванадий: ферритов, феррованадия, руд и кон- 5 центратов.

Известно амперометрическое последовательное определение железа и ванадия иэ одного раствора (1).

Однако то(йость этого метода не )О удовлетворительна.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ кулонометрическогo титрования электрогенернрованными ионами Ti 15 (I II) (2) . По этому способу проводят титрование железа и ванадия ионами

Ti (III), генерированными в растворе электролита 7N по НБО4 и 0,4М по

Т1С0 на Pt электроде, и получают 2р два перегиба на кривой титрования.

Первый перегиб соответствует восстановлению Ч(Ч) до V(IY), а второй сумме восстановления V (IY) до V (III) и Fe (III) до Fe (I I) . Содержание 25 железа в этом случае определяют по разности.

Однако такой способ проведения анализа дает большие оши бки определения железа и ванадия: + 0,44% для 30 железа и — + .0,23 для ванадия.

Целью изобретения является повышение точности метода определения железа и ванадия и упрощение способа.

Цель достигается тем, что по предлагаемому способу H качестве титранта используют электрогенерированные ионы Cu (I)

Были исследованы окислительновосстановительные потенциалы ионных пар V (V) /V (IV), Fe (I II) /Fe (31) и

Cu (I I) /Cu (I ) в среде О, 15М по НСс.

О, 36М по Н БО4 и О, 01М по CuS04 и обнаружено, что E„(v))v(5) = 0,675 В

ЕFr()! F () = О р 478 В И

Е ц(к, с„(тт = 0,200 В против хлорсеребряного электрода. Иэ сравнения этих потенциалов видно, что ионы

Cu (I) будут восстанавливать ионы

V(V) только до V(IV), так как стандартный электродный потенциал пары

V(IV) /V(III) против хлор-серебряного электрода равен 0,047 В. Таким образом возможно последовательное титрование ионов V(V) до V(VI),а затем

Fe(III) до Fe(II) в одном растворе электрогенерированными ионами Cu(I) .

Так как выход по току ионов Cu(I) в среде 0,15M по НСС, 0,36М по f<

709991

Таблица 1

Результаты определения Fe и V в искусственных смесях

Fe О

Со фе та нонос льн иб,Ъ ед лья, иб,Ъ О -Ч О

-CaO-Bi О

45, 79 45,68

0,11 0,24

0,13 0,28

О, 13 0,29

45,60

45,73

44,45 44,32

4,98 0,02 0,04

5,00

0,13

0,06

44, 45

44, 39 простотой и быстротой проведения анализа, обладает высокой точностью.

Разработанный способ определения железа и ванадия был применен для анализа ферритов различного состава.

Навеску феррита, содержащую 240 мг

Fe О > переводили в раствор сплавлением с пиросульфатом калия. Сплав растворяли в воде с добавлением

20 мл концентрированной серной кислоты и переводили раствор в мерную колбу вместимостью 200 мл. Аликвотную часть раствора 20 мл помещали в ячейку для титрования и прибавляли 0,03 и. раствор перманганата калия для окисления Fe(II) и V(IV) до появления розовой окраски раство- 15 ра. Избыток перманганата восстанавливали 0,5Ъ-ным раствором нитрита натрия, а избыток нитрита натрия связывали 0,2 г мочевины. Затем в ячейку прибавляли 100 мл раствора 20

0,2 М по НСГ и 0,01 М по CuSO4 и проводили кулонометрическое титрование ° В качестве источника тока использовали потенциоатат П-5827N, время измеряли электросекундомером

П14-2N. Генераторным рабочим электродом служила платиновая фольга размером 9х4 см (катод), вспомогательным — серебряная спираль (анод) .

Конечную точку титрования устанавливали потенциометрическим методом с Зо платиновым индикаторным электродом и хлор-серебряным электродом сравнения. Потенциал индикаторного элек трода измеряли цифровым вольтметром Щ-1413. Электрогенерирование ионов Cu(I) осуществляли при величине генераторного тока 3-50 мА для титрования Ч(Ч), и при величине тока 70 мА для титрования Fe(III) .

Кислород из растворов ячейки и отсека вспомогательного электрода удаляли пропусканием аргона. При титровании наблюдаются два скачка потенциала: первый соответствует восстановлению ионов V(V) до V(IV) второй — ионов Fe(III) до Fe(II)

Расчет результатов анализа проводили по формуле Фарадея.

Оценка правильности определения железа и ванадия была проведена на искусственных смесях. Результаты представлены в табл.1.

Как видно из данных, представленных в табл.1, относительная ошибка определения железа не превышает О,ЗЪ, а ванадия — 0,2Ъ.

В табл.2 приведены результате определения железа и ванадия в ферритах различного состава.

Как видно из данных, приведенных в табл.2, относительное стандартное отклонение для содержаний железа 4090Ъ лежит в пределах 0,11-0,08Ъ а для содержаний ванадия 0,4-21Ъ вЂ” в пределах 1,1 — 0,3Ъ.

20,58 20,60 0,02 0,09

21,19 21,23 0,04 0,19

5,00 5,06 0,06 0,12

709991

Та блица 2

Результаты определения железа и ванадия в ферритах

Состав феррита носильное андарте отонениа,,Ъ

8 -0,051 0,104

45,90

Fe O -Ч О -BiO -СаО

- 0,055 0,26

20,80

Fe- О.-- 3 О -B10 aO2 3

-SnO -3r О -V О

2 2 3 д, 5

- 0,051

49,72

0,102

5,71

86,49

Fe<О9 — МпО-Ь1 0-V

1,01

65,68

0,392

Fe О -NiO-ЕпО-СаО-V О

2 Ъ 5 изобретения

Формула

Кулонометрический способ определения содержания железа и ванадия из одного раствора путем титрования электрогенерированными ионами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения и упрощения способа, в качестве титранта используют электрогенерированные ионы Си (Х) .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заводская лаборатория .

1955т 9 21 с. 777.

2. F. Cu<>i ten chni Jii Revue

45 de chimie, 7 М 1, р. 127, 1962.

Составитель И. Фуэеина

Редактор Л. Ватанова Техред 3. Фанта Ко)2ректоB

М. Ша оши

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130 5 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Заказ 8753/46

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Точность определения железа и ванадия по предлагаемому способу в 23 раза выше, чем по известным способам, что особенно важно для анализа прецезионных марок ферритов, весьма чувствительных к изменению состава.

Кроме того, благодаря отсутствию подготовительных операций перед титрованием (отделение ванадия от железа, восстановление V (V) и Fe (I I I) предлагаемый способ является простым и быстрым. Внедрение предлагаемого способа в технологию изготовления ферритов с целью корректировки их состава позволит повысить стабильность технологического процесса и увеличить процент выхода годных изделий. 0,033 0,577

"0,072 0,083

<0,011 1,089 0,072 0.109

0,004 1,020