Способ экстракционно-фотометрического определения ванадия

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рееттублнн

«» 791601 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25. 09. 78 (21) 2666697/23 с ттрисоединеиием заявки №(23) Приоритет

Опубликовано30. 12. 806юллетень ¹ 48 (51)М. Кл 3

С 01 G 31/00

G 01 N 21/27

В 01 0 11/04

Государственный квинтет

СССР ао делам нзобретеннй н открытой (53) УДК 543.42.062:

:546.881:66.061.52 (088.8) Дата опубликования описания 302280 (72) Авторь1 изобретения

А, С. Бабенко.и Т. Д. Костыркина (7! ) Заявитель

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (54) СПОСОБ ЭКСТРАКЮИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ

25

Изобретение относится к аналити ческой химии и может быть использовано для определения ванадия экстракционно-фотометрическим методом в легированных сталях и сплавах.

Известны способы зкстракционнофотометрнческого определения ванадия с использованием органических реагентов, например способ экстракционно-фотометрического определения ванадия с й-бензолил — и — фенилгидроксиламином.

Иолярный коэффициент поглощения хлороформного экстракта комплекса при, йт; „-525 нм составляет 5100.

Определение ванадия проводится в среде .2-10 н НС1 .Такой способ об.ладает низкой чувствительностью.

Определению ванадия мешают молибден, титан, цирконий (11.

Йэвестен также экстракционно-Фотометрический метод определения ванадия с помощью пиридил . — (2 - азо4) - резорцина и хинина. Иолярный коэффициент поглощения 37000; рН образования комплекса 5,5. Этот метод обладает высокой чувствительностью, однако он малоизбирателен и не позволяет определить ванадий, например, в легированных сталях, 2 поскольку железо, титан и алюминий мешают определению (2).

Наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигаемому результату экстракционно — фотометрический способ определения ванадия с 4- (2-пиридил-аэо) -резорцином и нитроном (3 1.

Сущность способа - прототипа заключается в том, что ванадий с указанными реагентами при рН 4,5-6,0 образует разнолигандный экстрагиру-. ющийся хлороформом окрашенный комплекс с молярным коэффициентом поглощения 37000. Найдено, что нитрон (1,4-дифенил-3,5-эндоанил-дигидро-1,2,4-триазол) в сочетании с 4- (2пнридилазо)-резорцином образует с ванадием наиболее характерную реакцию по сравнению с диантипирилметаном, антипирином, пиридином и хиноном. Кроме того, определению ванадия с 4.- (2-пирндилазо) - реэорцином и ннтроном не мешают алюминий, кальций, магний, натрий, калий, вольфрам, цирконий, марганец, хром, 0,35 мг железа, 25-кратное количество ниобия, тантала, олова, 50-кратное количество молибдена.

Однако определению ванадия указаннь|м способом мешают титан, никель, кобальт и большие количества железа, следовательно, невозможно определить концентрацию ванадия в сплавах, например в легированных сталях.

Цель изобретения — повышение избирательности и полноты отделения ванадия от сопутствующих элементов.

Достигается это тем, что раствор

4- (2-пиридил-азо) — резорцина в нитрометане вводят после экстракции комплекса ванадия с 2-100-кратным избытком нитрона, а экстракцию этого комплекса осуществляют смесью нитрометана и четыреххлористого углерода в соотношении 8,5-9,5:1,5-0,5. 15

Сущность способа заключается в том, что сначала ванадий переводят в двойной комплекс с нитроном, которыйгзатем экстрагируют смесью нитрометана и четыреххлористого углерода 20 в соотношении 8,5-9,5:1,5-0,5 в виде ионного ассоциата анионных форм ванадия с нитроном при рН 4-7 и 2-100кратном избытке ннтрона. При этом ионы металлов, не образующие анионные формы (железо, кобальт, никель, титан

-и др.), остаются в растворе. Для определения концентрации ванадия к экстракту ванадата нитрона прибавляют раствор 4- (2-пиридилазо) -резорцина в нитрометане, смесь перемешивают. При этом в экстракте образуется трехкомпонентный комплекс ванадия с 4 в (2-пиридилазо) — резорцином и нитроном.

Молярный коэффициент поглощения 37000.

Таким образом, повышение избира- 35 тельности метода достигается новой последовательностью применения известных технических приемов: получением вначале двойного комплекса и отделе— ние ванадия от сопутствующих элемен- 40 тов, а затем введением третьего компонента и получением окрашенного тройного Фотометрируемого соединения.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. К раствору, содержащему 5 мкг ванадия, прибавляют по 500 мкг титана, никеля, кобальта, молибдена, 0,5 г железа, 2 мл 0,1 М нитрата, аммиак 1:1 до рН 4-5, аммиачноацетатный буферный раствор рН 5,0 до объема водной фазы 40 мл и экстрагирует соединение ванадия с нитроном 10 мл смеси нитрометана и четыреххлористого углерода (см.таб.1) в течение 2 мин. Экстракт отделяют и к нему прибавляют 2 мл 0,025Ъ-ного раствора 4- (2-пиридилазо) — резорцина в нитрометане„ смесь перемешивают 2 мин до образования в экстракте окрашенного трехкомпонентного ком- ф) плекса ванадия с 4-(2-пиридилазо)резорцином и нитроном. Экстракт фильтруют в кювету 1 см и измеряют оптическую плотность на фотоэлектрокьлориметре ФЭК-И с синим светофиотром у

Таблица1

4:1

3,0

8,5:1,5

9:1

5,0

5,0

9,5:0,5

5,0

Из табл. 1 видно, что оптимальным для определения ванадия является растворитель, состоящий из смеси СНБИО и CCI4 в соотношении 8,5-9,5:1,5-0,5.

При соотношении 4:1 ванадий экстрагируется не полностью, а при использовании чистого нитрометана процесс разделения происходит в 4-5 раз медленнее.

Экспериментальные данные подтверждают, что оптимальными условиями экстракции ванадия с нитроном является рН 4-7 и не менее, чем 2-кратный избыток нитоона.

Пример 2. Определение вайадия в легированных сталях.

Навеску стали 0,1 г растворяют в

20 мл серной кислоты (1:4), после растворения разрушают карбиды азотной кислотой (d=1 40), приливая по каплям до прекращения вспенивания и выпаривают до паров серной кислоты.

Соли растворяют в 200 мл воды при нагревании, раствор охлаждают и пе.реводят в мерную колбу емкостью

500 мл, доводят водой до метки и перемешивают.

Аликвоту раствора 2 мл переносят в делительную воронку емкостью 50 мл, прибавляют 18 мл аммиачноацетатного буферного раствора рН 6,2 мл 0,1 М нитрона и 10 мл смеси нитрометана и четыреххлористого углерода (9:1).

Экстрагируют 1-2 мин. Отстоявшийся нижний слой переносят в другую длительную воронку, прибавляют ? мл

0,025%-ного 4- (2-пиридилазо) — резорцина в нитрометане и перемешивают

1-2 мин. Экстракт фильтруют через сухой фильтр в кювету 1 см и измеряют оптическую плотность с синим светофильтром на фоне экстракта реагентов. Концентрацию ванадия определяют ,ло градуировочному графику. бтносительно раствора холостого опыта, который выполняют аналогично, но без ванадия. Концентрацию ванадия определяют по градуировочному графику.

Для определения оптимального состава растворителя по методике, изложенной в примере 1, выполнено несколько опытов и в табл.1 приведены результаты определения 5,0 мкг ванадия.

791601

Проверка экстракционно-фотометрического метода определения ванадия по стандартным образцам (С.О.) легированных сталей и сплавов на никелевой основе приведена в табл.2

Таблица 2

Данные по паспорту %

Найдено %

Ni

W Со Нп Ti Y Y

0,03

0,03

0,009

0,002

1,51

1,7

0,28

0,13

17,06

9,33

10, 50

156 4 фбб

251 4,20

259а 5,60

127-15а 0,744

0,34 — 1,5

0,89 — 1,73

0,11 — 0,55

0,550 0,2850 0,12

5,30

0,10

0,905

0,58

0,545

0,012

Си Со Нп Введено, Найдено

Си

Fe

167б 20,56 0,85 1,52 0,029 — — 0 045 0,045-0,001

238 — — 0,12 0 11 0,06 0,18 0,045 0,045+0,003

Формула изобретения

Составитель A. Жаворонкова

Редактор A. Соловьева Техред H.Граб Корректор В. Синицкая

Заказ 9369/16 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Определению ванадия по предлагаемому способу не мешают алюминий, кальций, магний, натрий, калий, вольфрам, цирконий, марганец, хром, железо, ниобий, тантал, олово, титан, ни- ЗО кель, кобальт, 100-.кратное количество молибдена. Способ не требует сложной аппаратуры, является простым, надежным и быстрым.

Способ экстракционно-фотометрического определения ванадия, включающий переведение его в окрашенное тройное комплексное соединение с органическими реагентами — 4- (2 — пиридил

"азо) — резорцином и нитроном при рН 4,5 — 6,0 с последующей экстракцией комплекса органическим раство- 45 рителем, отличающийся тем, что, с целью повышен ия из бирательности и полноты отделения ванадия от сопутствукщих элементов, раствор 4 — (2 — пиридил- азо) — резорцина в нитрометане вводят после экстракции комплекса ванадия с 2-100-кратным избытком нитрона, а экстракцию этого комплекса осуществляют смесью нитрометана и четыреххлористого ° углерода в соотношении 8,5-9,5:1,5-0,5.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1.Марченко 3. Фотометрическое определение элементов, М., изд-во "Мир", 1971 г., стр. 143.

2. Занина И. A. "Органические реагенты в фотометрических методах определения ванадия", . — в сб. трудов

ЦНИИЧМ, 1969, 66, с.26-30.

3. Пограничная Р. М. и др. Журнал аналитической химии 1975, т.30, в.1„ с.180-182 (прототип).