Способ кулонометрического амперостатического определения ванадия

 

Союз Советскин

Социалистическик

Республик

Оп ИСАЙКЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (t r?856993 (6! ) Дополнительное к авт. свид-sy (5! )М. Кл. (22)Заявлено 06.04,79 (21) 2747814/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень М 31

С 01 G 31/00

С 01 N 27/02 фгвудврстненный комитет

СССР ао делгм изобретений и открытий (53.) УЙК 543. 25б:

:546.881 (088.8) Дата опубликования описания 25.08.81 г

? ?

Н. Д. Федорова, Г. В. Шибалко, Н. И, Стенина и И. А. Онорина (72) .Авторы изобретения

Инсти гут стандартных образцов Центрального научноисследовательского института черной ?1еталлургии им. И. П. Бардина (7l) Заявитель (54) СПОСОБ КУЛОНОМЕТРИЧЕСКОГО АМПЕРОСТАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВАНАДИЯ

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть ис- пользовано при определении ванадия в присутствии вольфрама в анализируемых средах.

Известен способ кулонометрического амперостатического определения ванадия, включающий кислотное разложение проб, окисление ванадия до пятивалентного состояния и титрочание ванадия (Н) электрогенерированным

Фе железом (11) с биамперометрическнм фиксированием окончания химической реакции восстановления ванадия (V) 51(.

Однако известный способ определе.15 ния ванадия не учитывает влияния вольфрама, который выпадает в осадок в виде вольфрамовой кислоты, с которой частично осаждается и ванадий.

Обычно влияние вольфрама устраняют добавлением фосфорной кислоты, но в сталях и жаропрочных сплавах, содержащих значительные количества хрома (более 37), хром частично окис2 ляется особенно в фосфорнокислой среде и завышает результаты определения ванадия.

Цель изобретения — повышение селективности, а также сокращение времени проведения анализа материалов, содержащих вольфрам.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения ванадия, включающему кислотное. разложение проб и амперостати еское кулонометрическое титрование ванадия (V) электрогенерированным железом (11) с биамперометрическнм фиксированием окончания химической реакции восста". новления ванадия (Ч), титрование проводят в среде 2,5-5,0 М и серной и

0,12-0,24 М фосфорной кислот, которая является средой и одновременно маскирующим агентом для вольфрама, устраняющим его влияние при определении ванадия.

Из табл. 3 следует, что при кону центрацнн фосфорной кислоты в пре@е3 856993 ф

nw 0,l.2 0,24 М и серной менее 2 М, . разование гетерополикислот (ГПК), наблищаются заниженные результаты. . в состав которых входит ванаПо-видимому, в. этих условиях идет об- днй.

;Таблица 1 („ 2„78, при P 0,95, n™ 5) Концентра ция Н РО

Введено Концентра«

Вольф» ция Нд804 е рама, И г

4107.

1000 0,05 0,5

1000 0,05 1,0

3000 0,05 1,5 l.О00 0,05 2,0

0,12

4,23

873

0 24

3,78 л увеличение концентрацйи.фосфорной 2>,î÷åðåäü увеличение концентрации серкыслоты затрудняет фиксирование ко-. ной кислоты свыше 2,0 М позволяет нечной точки титрования (KTT). В свою,получить надежные результаты (табл.2).

Таблица 2 (@ = 2,78, при Р 0,95, и 5) Введено ванадия, мкг

Концентрация Н ЬО4, М

Концентра ция Н РО, М

Введено вольфрама, r

1000 0,05

1000 0,05

1000 0,05

100 0,05

3,78

2,0

0,24

901

997

1,07

0,24

2,5

3,0

0,24

1,28

1001

1,34

0,24

998

3,5

1000 0 05

1,03

0,24

1000

4,0

1000 0,05 4,5

0,24

997

1,29

3,0

l.000 0,05

1,43

0,24

Из табл. 2 следует, что измейения концентрации серной кислоты в интервале концентраций 2,5-5,0 И не влияет на результаты определения ванадия.

Введено ванадия) мкг

Результат определения ванадия, ихг

Результат определения V„ мкг

При концентрации серной кислоты

;более 5,0 М наблюдается плохая .воспроизводимость результатов табл. 3

Концентраци (1

970

856993 6

Таблица 3 (t g, 2,78, при Р - О,Г5, и " 5) Результаты определения ванадия мкг

Введено. Концентравольф ms %5041 рама, M г

Введено ванадияе мкг

2,93

0,24

100 0,05 5,5

3,01

930

0,24

1000 Оу05 6,0

900 4,71

0,24

1000 0,05 6,5

1000 0,05 7,0

4,70

903

0,24

Это можно объяснить увеличением вязкости растворов, медленным про,цессом окисления ванадия в сильнокислых средах, кроме того, работать в концентрированных растворах серной кислоты практически неудобно.

На осмоваиии проведенных исследований определения. ванадия кулонометрическим амперостатическим спосо" бом s присутствии вольфрама выбрана оптимальная концентрация фосфорной0,12-0;24 М и серной - 2,5.-5,0 И кислот

Из табл; 4 следует, что 0,120,24 И Н>РО маскирует 0,05 г вольф" рама (в аликвотной части) и что расхождение между результатами на основании t -статистик оказалось не значимым при доверительной вероятности P 0,95 и и 5 (Ф g 2,78).

Таблица 4

997

0,01 1003

I 16

l 000

2,07

1000 0,02 100) 1,.93

1000 0,04 998

l i I3

1000 0,05 997

1,07

П р н м е р. Проводят определение ванадия в жаропрочных сплавах соста- ва, Х: Si 0,4-1,5; Се 5-12; Мо 3-7i

Си 0,3; Ч 2,5-18.

Введено ведено Найдено, ванадиями ольф- ванадия, мкг рама, r мкг.

° Навеску сплава 0,1 r растворяют в 12 мл фосфорной кислоты и в 20 мп смеси НСt и ЯИО1 при соотноаении 3:I.

После растворения навески к раст- вору прибавляют 50 мл серной кислоты (11 1). Растворы выпаривают до начала выделения паров серной кислоты.

Соли растворяют в 100 мл воды,при нагревании раствор кипятят. Кислотность раствора по серной кислоте 4,5 М; по фосфорной — 0,12-0,24 N. К охлажденмому раствору прибавляют 10 мл 0Ä5 И раствора желеэоаммоннйных квасцов . (ЖАК), по каплям ЗЖ-ный раствор марганцевокислого калия, до устойчивой розовой окраски не исчезающей в течение 1-2 ð, .1Х.-ньв1 раств9р азотистокислого натрия, до обесцвечивания раствора и сразу мочевины (1 г).

Далее проводят кулонометрическое титрование на потенцностате П-5827М, генерируя Fe (If.) на вольфрамовом

40 катоде при постоянной силе тока

l-1О мА в зависимости от содержания ванадия. Фиксирование конечной точки титровання — бнаиперометрическое с платиновая электродами при О,1 В.

Реакцию ведут до отклон-.ния стрелки гальванометра от нуля.

Содержание ванадия вычисляется

IIo формуле

I ° и ° 50,95 100 1t, :Ц где f - сила тока, мА;

6 — навеска,,50,95 - атомный вес ванадия;

96500 — постоянная Фарадея, кулф г-экв. 856993 8 до IOX. Анализ одной пробы осуществим в течение одного часа.

Использование способа в аналити5 ческих лабораториях позволяет прово7 ,. Результаты определения содержания ванадия в жаропрочных сплавах сведены в табл. 5.

Таблица

5 дить определение ванадия, например в сталях и жаропрочных сплавах, в присутствии вольфрама, кроме того, предлагаемый способ позволяет значительно сократить время проведения

1о анализа

Ф пробы одержание жаропроч анадия по ного аспорту,X сплава

Средний результат определения содержания saнадия,X.

Число определений, и

Формула изобретения

15 1,332

15 0,516

26К

435

15 0,320

15 0,490 zo

15 1,630

433

Способ кулонометрического амперостатического определения ванадия име- 25 еФ ряд преимуществ перед другими способами; все расчеты ведутся по закону Фарадея при IOOX-ном выходе по току генерированного титранта, поэтому нет необходимости использовать титро- ЗО ванные стандартные растворы, не сказывается влияние и т.д. Способ чувствителен, нет индикаторных и субъективных ошибок. Определяемый

-3 интервал содержаний ванадия от 10

Составитель А..Жаворонкова

Редактор С. Патрушева Техрел M.Голинка Корректор M.Ëåì÷èê

Заказ 7120j30 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1,330

0,509

0,321

0,496

1,630

Способ кулонометрического амперостатичеекого определения ванадия в растворах, включающий кислотное разложение проб и титрование ванадия (V) злектрогенерированным железом (!1) с биамперометрическим фиксированием окончания химической реакции восстановления ванадия (V), о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения селектнвности и сокращения времени анализа материалов, содержащих вольфрам, титрование проб проводят в 2,5-5,0 М серной и 0,120,24 М фосфорной кислот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I.Степин В.В., Силаева Е.В., Кур.батова В.И. Анализ черных металлов, сплавов и марганцевокислых руд. "Металлургия", 1971,с. 75-76.