Способ извлечения фторид-ионов

 

Ур

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Ордена Ленина кольского филиала им. С.N. Кирова АН СССР (7l) Заявитель . (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ФТОРИД-ИОНОВ

Изобретение относится к аналитической химии, в частности, к определению фторид-ионов и металлов (ниобия, тантала, титана и др.) в органических экстрактах, широко используемых в химической техно5 логии и исследованиях.

Известен способ определения фторидионов в органических экстрактах, основанный на прямом выделении фторид-ионов методом отгонки в виде H55iF6 с водяным па.ром или пирогидролизом в виде

НГ (1j.

Недостатком способа прямого определения фторид-ионов является низкая точность анализа (10 отн. %). Метод от гонки фторий-ионов сопровождается испарением g разложением экстрагента, что ухудшает условия труда, . учитывая вы сокую токсичность многих экстрагентов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ реэкстракции фторид-ионов из органинеских растворов обработкой водныМи растворами фторида аммония и его смесью с гидроокисью аммония (2).

Этот способ не позволяет с высокой точностью определять фторид-ионы, так как реэкстракция проводится концентрированными растворами фторида аммония (100-350 г/л). Определение фторид-ионов может быть проведено лишь приблизительно (с точностью около 15%) как разница между содержанием фторид-ионов в реэкстракте и реэкстрагенте. Определение металлов в реэкстрактах на фоне высокой концентрации фторид-ионов затруднено и требует предварительного обеофторирования реэкстрактов .

Бель изобретения - повышение точности определения фториа-ионов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения фторид-ионов из органических растворов путем их реэкстракции, преимушественно для поПример 5. Кислый раствор метклизобутилкетона, . содержащий, гион/л:

F О, 275; Та 0,04 5, обрабатывают вод ным раствором цитрата натрия 0,3 моль/л и трклона Б 0,3 моль/л в условиях опыта 1, Содержание фторид-иона в пересчете на исходный обьем метилизобутипкетона Io данным метода оггонки из реэкст— ргкта 0.275 г-ион/л.

3 94702 следующего их анализа одним из извесг ных методов, реэкстракцию осуществляют растворами солей оксикислот предельного ряда с концентрацией 0,2-1,2 моль/л в присутствии сульфата аммония и этилендиаминтетрауксусной кислоты или диаминциклогексантетраацетата натрия, В качестве солей оксикислот для реэкстракции фторид-ионов из кислых органических растворов успешно используют I0 соли двух- и трехосновных кислот предельного ряда, а именно, натриевые и .аммонийные соли яблочной, винной и лимонной кислот.

Следует отметить, что цифровые зна- 15 чения концентраций оксикислот от 0,2 до 1,2 моль/л определяют оптимальную область эффективной реэкстракции фторид-ионов из кислых органических расгворов. Введение в раствор солей оксикис- лот комплексообразователей, сульфата аммония не более 3 моль/л, солей этилендиаминтетрауксусной кислоты не более

0,5 моль/л, диаминоциклогексантетраацетата натрия в количестве 0,01-0, 1 мопь/и д приводит к существенному повышению эффективности выделения фторид-ионов.

В присутствии указанных количеств добавок к растворам солей оксикислот из —. влечение фторид-ионов при реэкстракции возрастает от 5 до 1 5% за одну ступень реэкстракции. Кроме того, pBcTBopbI солей оксикислот с добавками можно использовать в качестве фоновых растворов при потенциометрическом определении Фтооиа35 ионов с фтор-селективным электродом, что упрощает их определение.

Сущность способа заключается в том, что кислый органический раствор, содержащий фторид-ионы, обрабатывают водным

40 раствором солей оксикислот или их смесями с другими комплексообразователями при выбранном отношении объемов фаз.

Время перемешивания растворов 5 мин., расслаивания -. 30 мин. После расслаива45 ния фазы разделяют. Извлечение фторидионов за одну ступень в реэкстракторе . составляет 83-93%.

После двух ступеней реэкстракции при

Чр:Vg=l:2 (объем органической фазы

50 везде 5 мл) объединенные реэкстракты переносят в мерную колбу на 25 мл, доводят до метки водой и определяют фторид-ионы. Концентрацию фторид-ионов определяют методом отгонки в виде Н, 51Г с водяным паром и с фтор-селективным

55 электродом.

Пример 1. Кислый раствор циклогексанона, содержащий, г-ион/л: F.=

7 ф

0,620; МЬ 0,103, обрабатывают водным раствором цитрата натрия 0,4 моль/л два раза при отношении объемов фаз

Ч о . Vg =1:2 (объем органической фазы 5 мл). Время перемешивания растворов 5 мин, расслаивание 30 мин. Объединенные реэкстракты переносим в мерную колбу на 25 мл, доводят до метки водой и определяют содеркание Г потенциометрически с фтор-селективным электродом.

В пересчете на исходный объем органической фазы концентрация F 0,616 г-ион/л.

Определение F потенциометрическим методом путем реэкстракции раствором

8H4F (200 г/л два раза при Чо .Ч =1:2) в объединенном реэкстракте с пересчетом иа исходный раствор 0,523 г-ион/л.

Пример 2. Кислый раствор трибутилфосфата, содержащий г ион/л: Р 0,373;

Т1 0,062, обрабатывают водным раствором аммонийной соли яблочной кислоты

0,5 моль/л в условиях примера 1. В пересчете на исходный объем органической фазы концентрация F 00,374 г-ион/л..

Определение F потенциометрическим методом путем реэкстракции в условиях опыта 1 0,306 г-ион/л.

Пример 3. Кислый расгвор метилизобутилкетона, содержащий, г-ион/л: F

0,360; Tcl 0,060, обрабатывают водным раствором цитрата аммония 1,2 моль/л в условиях опыта 1. В пересчете на .исходный объем органической фазы койцентрация F 0,357 г ион/л. Прямое определение F" методом отгонки из органического раствора 0,4О5 г-ион/л.

Пример 4. Кислый раствор ацетофенона, содержащий, г ион/л: F 0,710;

М Ь 0,117, обрабатывают водным раствором тетрата аммония 0.5 моль/л и сульфата аммония 2,0 моль/л-в условиях опыта 1. Содержание F в пересчете на исходный объем ацетофенона по данным метода отгонки из реэкстракта

0,708 гиок/л. Прямое определение методом отгонки из органической фазы

0,622 г-ион/л. так как не требуется нагревания экстрагентов для выделения фторид-ионов.

1. Способ извлечения фторид-ионов из органических растворов путем их реэкстракции водными растворами солей, преимущественно для последующего анализа фторионов одним из известных методов, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности анализа реэкстракцию осуществляют растворами солей оксикиолот предельного ряда.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что nris реэкстракции используют 0,2-1,2 моль/л растворы солей оксикислот предельного ряда в присутствии сульфата аммония или этилендиаминтетрауксусной кислоты или диаминциклогексантетраацетата натрия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Киселева Е. К. Анализ фторсодержаших соединений. М.Л, Химия", 1966, с. 37, 44.

2. Авторское свидетельство СССР

% 527381, кл. С 01 В 7/22, В 01 D 11/04, 1977 (прототип).

5 947027 6

Прямое определение F методом от гонки из органической фазы 0,231 тион/л.

Пример 6. Кислый раствор нефтяных сульфоксидов, содержащих, г»ион/л:

Р 0,382; Т1 0 062, обрабатывают вод- > Формула и з о б р е т е н и я ным раствором тетрата натрия

0,3 моль/л и диаминоциклогексантетрас ацетата натрия 0,02 моль/л в условиях опыта 1. Содержание F в пересчете на исходный объем нефтяных сульфоксидов по данным потенциометрического метода

0,885 г ион/л. Прямое определение F методом отгонки из органической фазы

0,346 г-ион/л.

Из приведенных примеров видно, что фторид-ионы эффективно извлекаются из органических растворов реэкстракцией растворами солей оксикислот. Использование нескольких ступеней реэкстракции позволяет количественно извлекать фторид-ионы из органических растворов, Точность анализа при использовании предлагаемого способа составляет 1-5% при определении фторид-ионов с фтор-селективным электродом вместо 10% при прямом определении фторид-ионов методом отгонки в виде H SiF .Внедрение предлагаемого способа позволит не только повысить точность анализа в 2-10 раз, но и одновременно улучшить условия труда, ЗО

Составитель А. Жаворонкова

Редактор Т. Портная Техред M. Hatu Корректор Г. Огар

Заказ 5 509/31 Тираж 509 Подписное

ВНИ11ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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