Способ определения водорода в металлах и сплавах

 

Союз Советских

Соцналнстическнх

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 200380 (2t) 2910077/23-26 (54)M л,С 01 В 3/00

С 01 и 31/22

G 01 и 27/46 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Государстаеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 2 12.81. Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 2 312,81 (З) ПВ 54о 11 ° 543 . 257. 5 (088.8) (12) Авторы изобретения

Ю. A. Клячко, В. А. Гваэ ан а и E. Г. Пахомов а

Всесоюзный заочный институт пищевой промышленности (11) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА В МЕТАЛЛАХ

И СПЛАВАХ

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для количественного определения атомарного и молекулярного водорода в металлах и сплавах.

Известен способ огределения га3оВ н металлах путем восстановительного плавления металлов н вакууме (1), Однако этот способ является недос- о таточно точным иэ-за неполной экстракцни газов при плавлении металла и сорбции водорода на сорбционно-активных возгонах. Кроме того, указанный способ не позволяет дифференциально определять содержание в металлах атомарной и молекулярной форм нодоро.да.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату янляется спо- 2О соб определения водорода в металлах н сплавах, заключающийся в анодном растворении анализируемого образца в электролите н присутствии органического реагента-сафранита Т. Количест" венное содержание водорода в этом способе рассчитывают по изменению концентрации (оптической плотности) сафранита Т, обусловленному восстановлением кислорода, растворенного н электролите, нодородом, выделяющимся при электрохимическом растворении металла (2) .

Недостатки этого способа состоят в невысокой точности определения нодорода, особенно малых его количеств, а также в невозможности дифференциального определения различных форм нахождения водорода.

Цель изобретения — избирательное определение атомарного водорода.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения водорода в металлах и сплавах, включающему анодное растворение анализируемого образца в электролите в присутствии органического реагеита и последукщей количественной регистрацией изменения его концентрации, в качестве органического реагента используют стабильный свободный радикал R-1 танол (2,2,6,6-тетраметил-4оксипиперидин-1-оксил).

Кроме того, для перевода молекулярного водорода н атомарный повторное анодное растнорение осуществляют в присутствии катализатора, а изменение концентрации органического реагента регистрируют амперометрическим титрованием.

891554

Формула изобретения

50

ВНИИПИ Заказ 11126/28 Тираж 508 Подписное

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

Способ осуществляется следующим образом.

Используемый в качестве органического реагента свободный радикал к-1 ,таиол избирательно реагирует с атомарным водородом, что позволяет селеМтивно и точно определять его в присут- 5 ствии молекулярного водорода. Молекулярный водород превращают в атомарный .с помощью катализатора, например платины, и расчитывают по p isности между суммарно определенным, ® водородом и атомарным водородом. Количество водорода рассчитывают по изменению концентрации R-1 танола, которую определяют амперометрическим титрованием раствором сульфата 1$ церия (Д ) .

Пример 1. Исследуемый образец стали обезжиривают четыреххлористым водородом, удаляют растворитеяь, взвешивают на аналитических З) весах и помещают в стакан выполненный из специальной пористой керамики с толщиной стенок 3 мм. Исследуемый образец служит анодом, катодом является полый медный цилиндр. В качестве аналита используют электролит состава: 1 л раствора Ma 504. (концентрация 120 г/л), 40 мл 0,01 н.раствора 8 1 танола. Католитом является раствор Na SO+ с концентрацией

120 г/л. 30

Анодное растворение проводят в течение 30 мин при плотности тока

0,2 А/см". По окончании электролиза анод пропивают, сушат и взвешивают.

Анолит перемешивают и отбирают пробу 10 мл на анализ, Мешающие титроваиию ионы железа (й) отделяют, добавляют к пробе I мл 0,1 н.раствора

ИаОН и отфильтровывая выделившийся осадок. В качестве холостой пробы для тнтрования используют 10 мл рас-. твора анолита до растворения образца металла.

По разнице объемов титранта, израсходованных на титрование холостой и анализируемой проб рассчитывают количество прореагировавшего к-1 таиола. Количество атомарного водорода рассчитывают по формуле

jH) 39,2 ° - - (мл/100 r), и Ч где f8) - содержание водорода, мя/100 гу 55

И - нормальность раствора сульфата церия (9) дЧ вЂ” разность объемов титранта, пошедших на титрование аналита до и после растворения образца, мл;

m - масса растворенного образца, г. для определения суммарного содержания атомарного и молекулярного soдорода анод помещают внутри платиновой сетки. Подготовку анода и проведение электролиза осуществляют также, как описано вьые. Суммарное содержание атомарного и молекулярного водорода рассчитывают по формуле. Содержание молекулярного водорода рассчи,тывают по .разности между суммарно определенным водородом и атомарным.

По сравнению с известными способами определения водорода предлагае мый способ позволяет повысить воспроизводимость определения до 1-2% и количественно определять содержание в металлах как атомарного, так и молекулярного водорода.

Нижний предел определения составляет 10 М.

1. Способ определения водорода в металлах и сплавах, включающий анодное растворение анализируемого образца в электролите в присутствии органического реагента с последующей количественной регистрацией изменения его концентрации, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью избирательного определения атомарного водорода в качестве органического реагента используют стабильный свободный радикал й-1 танол (2,2,6,6тетраметил-4-оксипиперидин-1-оксил.)

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью определения полного содержания водорода, осуществляют перевод молекулярного водорода в.атомарный путем аноднога растворения в присутствии катализатора.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что изменение концентрации органического реагента, регистрируют амперометрическим титрованием.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Туровцева З.М. и Кунин Л.Л.

Анализ газов в металлах. М.-Л., Иэд-во АН СССР, 1959, с. 363-366.

2. Сборник. "Методы определения и исследования газов в легких и цветных сплавах". М., 1974, с. 64.