Способ потенциометрического определения вольфрама и фосфора при совместном присутствии

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««769426 (61) Дополнительное к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 18.09.78 (21) 2665541/18-25 с присоединением заявки— (23) Г1риоритет— (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (451 Дата опубликования описания 13.12.80 (51) М K,т з G 01 N 27 52

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 543.253 (088.8) (72) Авторы изобретения Л. А. Демина, А. В. Померанцева и H. Б. Краснова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО

ОП РЕДЕЛ EHИЯ ВОЛЬФРАМА И ФОСФОРА

ПРИ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ

Изобретение относится к аналитической химии, в частности, к способам определения веществ с помощью ионоселективнык электродов.

Специальные стекла, содержащие 50—

70% вольфрама и 20 — 30% фосфора, обладают электрохромным эффектом, т. е. обратимым процессом светопропускания под действием электрического поля. Электрохромным эффектом стекла обязаны присутствию вольфрама, а не фосфора, но в стекло ввести большие количества вольфрама можно лишь с помощью фосфора.

Поэтому так актуальна задача определения вольфрама на фоне больших количеств фосфора и совместного определения вольфрама и фосфора.

Известен способ потенциометрического титрования вольфрама раствором нитрата свинца с использованием в качестве индикаторного электрода металлического вольфрама. Для получения скачка потенциала в конечной точке титрование проводят прп

50 С на фоне буферного раствора при рН

3 — 4,6. Введение 10 — 30 об. % этанола и изменение рН до 6,5 — 7,5 снижает ошибку определения лишь до 1 — 1,5% 11). Недостатками способа является большая ошибка определения, ненадежность получаемых результатов, связанная с использованием вольфрамного э. ектрода при титровании в системе металл/металланион, перед каждым определением необходимо проводить длительную обработку электрода, значительный разброс результатов титрования за счет образования осадка переменного состав,". общей формулы, неприменимость метода для определения вольфрама в присутствии фосфора.

1ц Известен весовой метод совместного опрсделения вольфрама и фосфора. Метод основан на выделении вольфрамовой кислоты кислотным гидролизом с последующим ее прокаливанием и взвешиванием трех1б окиси вольфрама. К раствору после отделения вольфрама добавляют соль магния и аммиак до рН 9 для осаждения фосфора в виде магнийаммонийфосфата, определения заканчивают весовым методом (2).

20 Этот метод длителен и трудоемок, так как для более полного разделения фосфора и вольфрама применяют многократное персосаждение вольфрамовой кислоты.

Известен способ потенциометрического

25 определения фосфатов с применением индикаторного фторидселективного электрода.

Способ основан на добавлении к анализируемому раствору фторида натрия илп аммония в соотношении F: РО,"= l: 5 — 10, З0 диметилформамида в соотношении ДМФ:

769426 ва + 1 Ва - VBа го. - "v.o„100 .) P.,О„мг ==

ЗМ 1 о, — I„„ 0

М%0, Vwo, = МВ1 1 ва вода=5: 3,5 — 1 и титровании раствором соли кальция с использованием в качестве индикаторного электрода фторидного ионоселективного электрода. Ошибка определения фосфатов 0,4% (3).

Однако способ обладает низкой точностью проведения определения фасфатов в присутствии вольфрама.

Целью изобретения является упрощение анализа, повышение его экспрессности и l0 точности Поставленная цель достигается тем, что к испытуемому щелочному раствору, содержащему 15 — 75 мг вольфрама и

10 — 60 мг фосфора, добавляют избыточное количество соли бария для осаждения вольфрамата,и фосфата бария, осадок .отделяют,и полученным фильтратом титруют известное кличество сульфата натрия в

80 — 90% -ном спиртовом растворе в присутствии индикаторных количеств фторида аммония с использованием в качестве пн дикаторното электрода фторидно"0 ионоселективного электрода.

При определении вольфрама в растворах, содержащих фосфор, расчет результа- 25 тов титрования проводят по фор,муле где М в, и Vp., — молярность и объем раствора бария, используемого для осаждения вольфрама;

Ми,,sp, и Гк,.зо, — молярность и объем сульфата натрия, помещенного в ячейку для титрования;

V> — объем раствора после

40 добавления к испытуемому раствору соли бария и доведению его до метки;

V,. — объем раствора, пошедший на титрование сульфата натрия;

М„ ч — молекулярный вес вольфрама, 50

При выведении формул для расчета содержания вольфрама и фосфора при совместном определении из результатов одного титрования исходят из следующих реакций, протекающих при введении в раствор, содержащий ионы WO,,— и РО, —, цонов Ва +.

ЗВа + + 2PO! —. Ва.,(РО,,)г„

Ваг+ + WO. — P>aWO,.

Учитывая эти реакции и пересчитывая стехнометрические коэффициенты íà ЮОг и Рг05, можно написать следующие уравнения:

3 v,о, . Vv.î„, == -Ив:. 1 "в. где Мцо„, Мp,о. — молярные концентрации растворов вольфрама, фосфора и бария;

1 „;о,, 1 р„о, — объемы растворов вольфрама и фосфора; (V, о, =. Ур,o,), — объемы раствора ба1 "в V"в рия пошедшие на ти трование вольфрама, фосфора и,их суммы; а — навеска препарата, мг;

М „.p и Л:4,, — молекулярные веса

WO3 и Рг05.

Решая эти четыре уравнения с четырьмя неизвестными относительно содержания

РгО;, и ЮО, в навеске, находим

WO„ìã =

3аМ, — ̄— - М„,„, V,,,, р, . Мв„

Объем и молярную концентрацию бария находят из результатов титрования и подставляют в полученные формулы.

Длительность анализа 15 — 20 мин с учетом растворения препарата, ошибка определения 15 — 75 мг WO3 è 10 — 60 мг Рг05 составляет 0,4 — 1,8% относительных. За счет того, что способ не требует предварительного разделения вольфрама и фосфора и содержание каждого компонента находят из результатов одно го только титрования, способ прост, экспрессен и точен.

Пример 1. Определение вольфрама.

1 мл раствора, содержащего 15 — 50 мг вольфрама, (рН раствора 7 — 11) помещают в колбу на 25 мл, прибавляют 5 мл 10 М раствора хлорида бария и доводят раствор с осадком до метки водой (раствора). На дно колбы выпадает плотный кристаллический осадок, который можно не отфильтровывать В ячейку для титрования помещают

1 мл 10 — М раствора сульфата натрия, 0,2 мл 10 — г М раствора фторида аммония и 18 мл этилового спирта. В этот раствор помещают фторидный ионоселективный электрод и хлорсеребряный электрод сравнения, подключенный к рН-метру марки рН вЂ” 340 или рН вЂ” 121, использующемуся в качестве высокоомного вольтметра, раствор

769426

45, .165

V»

91,93

W—

11100

Таблица

Содержание вольфрама, WO;. мг

Характеристика препарата

Раствор (NH 1»< О, Стекло. содержащее

Р 05,KOs н

10=,0.5 Na>O

1,8

27,.5, 0,8

62,.5 перемешивают с помощью магнитной мешалки. Титрование ведут раствором А, измеряя показания прибора после добавления очередной порции титранта. По полученным данным строят график в координатах

ЬЕ максимум на кривой соответствует точке эквивалентности. Расчет содержания вольфрама в 1 мл анализнруемого раствора проводят по

Результаты определения представлены в таблице.

Пример 2. Определение вольфрама и фосфора в вольфрамовых стеклах.

Навеску стекла 0,100 г сплавляют с 2 г

NaOH в платиновом тигле в муфеле при

500 — 600 С или на газовой горелке. Выщелачивают плав водой, перенеся раствор

Предлагаемый способ может быть использован для экспрессного определения вольфрама или совместного определения вольфрама и фосфора в специальных стеклах, химических препаратах и сплавах на основе вольфрама. Точность метода 0,4—

1,8%. Длительность определения 15—

20 мик.

Способ может быть рекомендован для . спользования в промышленности химических реактивов, при анализе специальных стекол в оптической и авиационной промышленности, в редкометаллическ ой и горноперерабатывающей промышленности при анализе сплавов и концентратов, содержап1их вольфрам.

Формула изобретения

Способ потенциометрического определения вольфрама и фосфора при совместно.. в мерную колбу на 50 мл. Раствор нейтрализуют до рН 10 — 11 раствором соляной кислоты, добавляют туда же 15,0 мл. 10-

М раствора хлорида бария и доводят раст5 вор с осадком до метки дистиллированной водой (раствор A) Далее поступают по примеру 1 Содержание WO3 и Р Ов в анализируемой навеске рассчитывают по формулам

WO, мг = 0.4188 3а — 7097,5 0,03—

0,01 11

0,01

Р20„.-, мг=0,2564111593 0,03 — - -- 1 — а 1, гле V» — объем раствора А, пошедший на

20 титрование; а — навеска препарата минус содержание в ней Na O.

Результаты титрования представлены в таблице.

Содержание Ошибка определения. фосфора

Р2 4. вольфрама фосфора мг

25 поисутствии с применением индикаторного фторид-селективного электрода, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности,и экспрессности анализа, к щелочному анализируемому раствору добавляют

1,5 — 4-кратный избыток соли бария, выпавший при этом осадок отделяют, а фильтратом потенциометрически титр ют известное количество сульфата натрия в 80 — 90% -ном спиртовом растворе,в пр исутствии индика35 торных количеств фторида аммония.

Источники, информации, принятые во внимание при эксперпизе:

1. Geyer R., Neumann М. Acta Chim.

40 Acad. Sci. Hung. 60, 349 — 352, 1969.

2. Книпович Ю. Н., Маряевский Ю. В.

Анализ минерального сырья, Л., 1956, с. 518 — 521.

3. Авторское свидетельство СССР

45 по заявке ¹ 2597933, кл. С 01 N 27/30, 1978.