Способ экстракционно-фотометричес-кого определения фосфора
«18Ю608
ОПИСАНИЕ
ИЗОБР ЕТЕ Н И Я
Сойиал<истниесинк
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ> (61) Дополнит(льпое к лвт. свид-ву— (22) Заявлено 11.07.77 (2 ) ) 252061862/23-26 с и р исосдинсн исм за я в к и Л" (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.03.81. Б1оллстспь ¹ 9 (45) Длтл опубликования onl сания 07.03.81 (51) 31 1", С О1 В 25 ОО (3 0) Х 221/27
В 01 D l li04
Государственный комитет ло делам изобретений н открытий (53) УД1(546.18:
:543.42.062 (088.8) (72) Авторы изобрстсни я
Л. И. Ганаго и Н. Н. Ищенко!
Институт физики твердого тела и полупроводнт1»
AH Белорусской ССР
> (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННОФОТОМЕ 1 РИ(1ЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА
Изобретение относится к экстракциопно-фотометрическпм методам определения микроколичеств фосфора в различных фосфорсодержащих веществах и может быть использовано для определения микроколичеств фосфора в сплавах> пленках, солях, веществах высокой чистоты и т. д.
Известны фотомстрическис способы определсния фосфора, основанные на реакции образования желтого или его восстановленной формы — синего фосфорномолибдснового комплекса (ФМК) . Изьсстны также способы, основанные нл реакции образования тройного желтого фосфорнованадие13омолибденового комплекса (ФВМК) .
Все три способа применяются KBK без экстракции (опредсленис фосфора в водной фазе), так и с экстракцисй (определение фосфора в органической фазе).
Оптимальныс условия образования
ФМ1(: кислотность раствора 0,2 --1,0 п(2
Н2ЯО„или HC), концентрация молпбдатл в растворс (1,8 — -3,0) ° 10 м(2ль/л. В комплексе ФМ1(молярпос отношение
Р: М о =- 1: 12.
Фотомстричсский способ определения фосфора, основанный на образовании ФМК, окрашенного в желтый цвет, малочувствптелен, молярный коэффициент погашения (c) при 400 нм равен 1,2 )О . Чувствительность метода увеличивается при экстракцнп пли измерении оптической пчо1ности в ультрафиолетовой области спектра (УФ-области) . H)2п 310 — 315 нм
5,: = 2,4 10 .
Более чувствительны» является способ
<шрсдслсния фосфора, основанный па
13<2сстановлеции желтого ФМК до сш(его комплексного соединения при ).=-830 нм, Io е =2,68 10 (водный раствор) и при
i.= 725 пм, в=2,27 10 (бутанол). 1)аибол(с часто примснясмыс восстапогитсли: двухпористос олово, гидрлзннсульфат и
1<СК<2Р<2ППОВЕ1>1 КИСЛОТЛ, 15 Фотомстрнческий способ определения
<)2(2с(}2о}1а в вп1дс ФВмК имеет ряд преимуществ перед способами определения 13 ьчтдс
ФМК, Тройныс комплексы болес прочны и устойчивы в широком интервале )2H. Реака(2 ция болсс чувствительна, так как полоса погл(2!цсния т}2ойпого комплекса сдвигается сильнее к видимой части сп(ктра. Реакция более избиратсльнл, тлк как способность к образованию тройных соединс25 ний встречается у ограниченного числл элементов. Г)а образование тройного комплскса требуется меньше реагента-молибдата, а следовательно, слабее зависимость от присутствия посторонних ионов, связывающих молибдат.
810608
3
1!рп р11 1 образуется комплекс с моляр пым отношением Р:Мо:V= I:11:1. Оптимальными условиями развития комплекса являются кислотность 0,4 и., содержание молибдена (VI) 0,02 — 0,06 М, содержание ! ttt(t;)Its! 1,0- -4,0 М, максимум светопоглощсния при ).=400 пм. Для повь)щения чувствительности применяют экстракцию бутиловым, изоамиловым спиртами и метилизобутплкстоном илп измеряют оптичсску!0 плотность в ультрафиолетовой области при i.=308 и 315 им. Моляр ыс коэффициенты погашения соотвстствсш!О равны
24 800 и 21 000 (1).
OCIIOI3tIt>IAf t3C (OCTBTKO) t CI1OCO<)0B 51в;151>отея их невысокая чувствительность. Прп работе B ) Ф-области заметно снижается it избирательность определения фосфора ввиду того, что создаются помехи из-за присутствия посторонних ионов, поглошающих в той жс области спектра. Кроме того, работа в УФ-области трсбуст примснсlt>t5t нс простых и доступных (j)o rot(o:topttметров, а дорогостоящих приборов-спсктрофотоколоримстров.
11аиболсс близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является экстракциопно-фотомстричсский способ определения фосфора, основанный на образовании трудно растворимых ионных ассоцHBToB
ФМК с основными красителями (Кр) раз»t)IIII tx классов (ФМК-Кр). Наиболсс чувствительными из Httx являются красители трифснилметанового ряда (ТФМ-ряда): кристаллический фиолетовьш (КФ), мстиловый фиолетовый (МФ), бриллиантовый
Bc;teH! (БЗ) и мала.(птовый з< лсный (МЗ) .
0г3пгимальпыс условия образования
ФМК-Кр: кислотность рН 2 — 3 (ФМК) и 0,5 н. по HNO, (ФМК-Kp); (, „, = 1 ° 10 — 1 10 молl)/rt; Смоо)- — 1,2. 10 моль/л;
С,.р —— 2. 10 " моль/;I; 1 = 2 см. Молярпос отношение Р:Мо: 1(p = 1:12:3; B =-6,1 10 ——
2,7 10" (13 зависимости от красителя). (.>п>ибк>1 опр«1«.)1«нця 7 /о. Обр(>зован! .
ФМК происходит в присутствии больших избытков молибдата, которы«, в свою очередь, взаимодейству>от с 1(p, что приводит к большой, величине оптической плотности холостой пробы. В связи с этим в экстрак циоино-фотометрических способаx опрсдслеши фосфора по соединению ФМК- Кр пли используют сильноокрашенпую хо»осту)о пробу, илп прибегают к помощи си I!>подействующих реагентов (хлор, концентрированные кислоты, перманганат калия), которыми промывают органическую фазу, содержащую ФМК-Кр. Однако при этом кроме свободного красителя частично разрушается и сам ассоциат.
Ьолсс э((>фективным способом освобож5
-20
Э )
<).)
44 !
55)
4 д«ппя <>т избытка молибдата является предварительное экстрагированпс ФМК из волной фазы алкилацетатами и двукратная промывка органической фазы два раза по 5 мл 0,5 н, раствором INO3. "àòåì органическую фазу встряхивают с 5 — 10 мл водного подкис lcl«toto раствора Кр в течение одной минуты. ФaoTHpoBattttelc осадки располагаются в виде тонкой пленки на рапицс водной и оргапичсской фаз, что позволяет их легко и полностью разделить б«з предварительного выдерживаш)я растворов. После отделения органичсскои фазы
<>г водной ее промывают два>кды по 15 сск
0,5 н. раствором HNO.- от избытка красителя. Затем добавляют 5 мл кислородсодсржащсго растворителя (ацетона или мстилэтилкстона) и растворяют флотированпый осадок при энергичном встряхивани>.
При этом ионныс ассоциаты разрушаются и осгобо)кдастся эквивалентное ко IHHccTBo красителя, поэтому >.„,„,, комплекса совпадает с i,„,„,), красителей в пх о t!103ap»;(110;l форме >,ДД, КФ и МФ вЂ” 590 пм, БЗ вЂ”вЂ”
6)26 нм, МЗ--616 нм). Оптическу>о плот.:locTI> раствора измеряют в кювстс с1=2 см по сравнспшо с раствором холосто>о опыта. Прп работе на фотоколорпметр« (1)ЭК вЂ” 56 М подбираются соответствующие светофильтры ММ 7 и 8 (2).
Зкстракционно-фотометричсский способ определения микроколичеств фосфора, ос иова>шый на образовании ионных ассоциа тов ФМК-Кр, имеет ряд недостатков.
ФМI(представляет собой комплекс средней прочности, для образования которого пСОб ходи м!>! бО. I>III H< и:301>lткп мол пбдата.
IIpH больших избытках молибдата увеличивается зависимость комп lскса от npu()
11«обходимость»pl!i Метод нс является экономичным (на одпо опред«ление затрачивается большие ко, lичсств>1:)IO. tl)á )BTH H азотной 1(HC IOTht), раствор молиб,,(ата можно использоват тОльк0 13 Tc>I«II HC 7- 10;It!«É. Цсл1>ю изобр(..тспия яВ.1!Яст(51 пОВьпцс!1ис пзбпрат«льности и точности определения микроколи l«c113 <(>Oc(j)opa в фосфоросодер)кащих вс>цсствах экстракционпо-фотометричсскпм способом. Поставленная цель достш зется lc>1, !to согласно известному способу экстракцион о-фотомстрического определения фосфора, 1)кл>очающсму введение молибдата и экстрагированпс образовавшсгос» ионного l0608 Составитель Л. Танаго Техред А. Камышникова! едактор Л. Курасоаа 1(оррекгор О. Тюрина Закгаз 2146 Изд Ма 234 Тпраьк 530 ВИИИПИ Государственного кокштета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома 5 ассоциата гстсрополикислоты фосфора с красителями трпфснилмстанового ряда алкилацстатами, растворение флотированного осадка в кислородсодержащих растворителях и фотометрировапис раствора, в анализирусмь|й раствор дополнительно вводят ванадат. Использование образования нового ионного трудпорастворимого ассоциата прочного сосдипсппя ФВМК, образующсгocsf I; присутствии небольших количеств молпбдата, и красителей, обладающих высокими значениями молярных коэффициентов погашения, обеспечивает высокочувствительную и избирательную реакцию определения фосфора, позволяющую определить фосфор в присутствии 30 — 40-кратных количеств мышьяка, а исключcнис,дгуx промывок от избытка молибдата If одной экстракции позволяет сократить время, затрачиваемое на определение микроколичсств фосфора. Сущность изобретения заключастся в rou, что фосфор в присутствии молибдата и вападата образует фосфорнованадисвомолибдсновую гетерополикислоту (ФВМК), которая взаимодействует в водной фазе с красителями ТФМ-ряда (КФ, МФ, ВЗ и МЗ) с образованием интенсивно окрашенных ионных ассоциатов ФВМК-I(p, экстрагирусмых этилацстатом. Ввиду то|о, что м о л и б д а 1 l с I f I f sled 3 0T C sf h 2 5— 30 раз, устраняется необходимость промывания ФВМК от избытка молибдата. l lосле отделения органической фазы о! водной органическую фазу дважды промьвают 0,5 н, раствором НС! от избьгп а красителя. Ионный ассоциат ФВМК-Кр образуют при соотношении Р:Мо:V:Êð= l:11:1:3. Оптимальные условия образования ФВМК: кислотность рН 2 (ФВМК) и 0,5 н. по НС1 (ФВМК-Кр); С поз =7. 10 —— 2 10 " моль/л; С з =-3,4 10- моль/:1; и ооз С!;„= 3,2. 10-" моль/л; l= l см; в= (2,14— 3,1) 10" в зависимости от красителя. Ошибка определения < 4 . Способ определения фосфора состоит в следующем. В дслительную воронку на 100 мл помещают аликвотную часть раствора, содержащего 0,1 — 1,0 мкг фосфора, прибавляют 1 мл смеси молибдата-ванадата, воды до 2,5 мл и выдгерживают в течение 5 мин. Смешанный pen!.en f готовят сливанием 6,75 мл раствора ванадата (2,34 r ХН4ЧОз растворяют в 500 мл воды, добавляют 28 мл IC1 (конц.) и разбавляют водой до 1 л с 12,5 мл раствора молибдата аммония (3,23 г. в 100 мл воды) и 12,5 мл раствора l1Сl 2,5 и. и разведением до 1 л. Затем прибавляют 2 мл 1,25 и. НС1, 0,5 мл 6,4 10- моль/:I Кр и экстрагируюг одну 1п минуту 5 мл этилацстата. Флотированныс ассоциаты ФВМ1(-Кр промывают (два раза по " мл) 0,5 и. раствором НС1 и течение 15 сск. К экстракту приливают 5 мл ацетона, энергично встяхивают и измеряют 15 оптическую плотность раствора при Х»« соответствующего красителя в кювете с ! = 1 см против раствора холостого опыта. Использование предлагаемого способа определения микроколичсств фосфора обес2б печиваст по сравнению с существующими способами следующие преимущества. Возможность определения микроколи чсств фосфора в различных веществах с высокой точностью и достоверностью полу25 часмых результатов, что особенно важно в современной технике. Возможность опредслснпя микроколичсств фосфора в присутствии 30 — 40-кратных количеств мышьяка. Зкономию времени, затрачиваемого на озио определение. Экономию дорогостоящих и дефицитпы. реактивов. Формула изобретения Спосоо экстракционно-фотометрического определения фосфора, включающий введение молибдата и экстрагирование образо. вавшегося ионного ассоциата гетерополикислоты фосфора с красителями трифенилмстанового ряда алкилацетатами, растворение флотированного осадка в кислородсодержащих растворителях и фотометрированис раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения избирательности и точности анализа, в анализируемый раствор дополнительно вводят ванадат. 5О Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Федоров Л. Л, и др. Аналитическая химия фосфора. М., 1974. 2, «Заводская лаборатория», 36, ¹ 5, 524, 1970 (прототип) .
