Способ экстракционно-фотометрического определения железа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик н»971802 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{5i) М. Кп. (22) Заявлено 02. 07. 80 (21) 2949871/23-26

С 01 (49/00

G 01 N 21/77

В 01 D 11/04 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 0711,82, Бюллетень ¹41

Дата опубликования описания 07. 11. 82

{53) УДК 546. 72; .543.42.062.

:542.61.3/5 (088.8) К.A.Óâàðoâà, A.Ã.Eôèìåíêo, Н.Ф.Годцна и В В Малова (72) Авторы изобретения

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННС-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения железа в бронзах, латунях, металлических меди и никеле, и может быть использовано при контроле производств цветной металлургии.

Известен способ экстракционно-фотометрического определения железа, включающий применение в качестве реагента 2-(3,4 "диметоксицинамоил)-1,3-индандиона t 1) .

Недостатком этого метода является его низкая избирательность и невозможность использования для анализа сплавов на основе меди, так- как допустимое соотношение меди и железа равно 5.

Известен способ, основанный на ,комплексообразовании в системе ион металла — диантипирилметан — трихлорацетат натрия (2).

Недостатком указанного метода является низкая избирательность. Определению не мешают Hg, Al, Zn, Hg, Ni, Со, Мо, Cr, мешает ru. Для анализа сплавов на основе меди метод также не пригоден.

Наиболее близиим по технической сущности к предлагаемому является способ определения железа, основанный на использовании экстракции era растворами фенилуксусной и К -декановой кислот, которые позволяют определять железо в присутствии меди, никеля, цинка (3) .

В данной работе приведены значения рН экстракции для следующих элементов: железо 2,0; медь 4,0; никель 6,2; 5,6, свинец 3,5; серебро 3,9.

Таким образом, укаэанные элементы тоже извлекаются в органическую фазу и при больших соотношениях

Cu/Fe, Ni/Få, Zn/Fe даже при рН, равном 3, мо;хно ожидать значительных помех со стороны указанных элементов.

Целью изобретения является повышение избирательности за счет использования реактива, не образующего комплексов с медью, никелем и цинком.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу экстракционнофотометрического определения железа, основанному на образовании комплексного соединения железа с реагентом, экстракции его в органическую фазу и измерении оптической плотности экстракта, в качестве комплексообразующего реагента используют трихлорацетат натрия в слабокислой среде

971802 (pH 2,8-3,2), а экстракцию проводят метилбутилкетоном.

Фактов извлечения железа (III) в органическую фазу и ее оптическая плотность при экстракции из растворов трихлорацетата натрия метилбутилкетоном зависят как от концентрации трихлорацетат-иона, так и от рН.

При концентрации трихлорацетата натрия (1,8-4)М в области рН 1-3,2 фактор извлечения железа составляет 10

100Ъ. Состав экстрагируемого комплек са определяется значением рН. При рН 1 экстрагируется слабо поглощающий свет комплекс железа состава

1:3. При увеличении рН происходит увеличение координационного числа, экстрагируе"лого комплекса железа (III) и увеличение молярного коэффициента погашения. Оптимальное значение рН 2,8-3,2. При значении

pH < 2,8 оптическая плотность экстракта уменьшается за счет частичного образования комплекса железа состава 1 :3. При значении рН ъ 3,2 оптическая плотность pacTBoph падает за счет превращения части железа в гидроксид. При рН 2,8-3,2 в широком интервале длин волн 350-420 нм наблюдается линейность калибровочного графика. При 360 нм и толщине поглощающего слоя 1 см график линеен в области концентраций железа

1-50 мкг/мл.

При 380 нм и толщине поглощающего слоя 1 см график линеен в области концентрации железа 2-80 мкг/мл.

Определению железа не мешают 6000кратные количества меди, никеля„ цинка.

Использование в качестве экстрагентов высших спиртов и трибутил- 4О фосфата снижает избирательность и чувствительность определения железа.

Использование метилизобутилкетона сужает интервал оптимальных значений, рН. 45

Способ экстракционно-спектрофотометрического определения железа экстракцией метилбутилкетоном из растворов трихлорацетата натрия осуществляется следующим образом. 5О

Навеску сплава растворяют в азотной кислоте или смеси азотной и хлористоводородной кислот и переводят в мерную колбу. К аликвотной пробе прибавляют равный объем 4 М раствора трихлорацетата натрия, доводят рН до значения 2,8-3,2 и экстрагируют равным объемом смеси метилбутилкетона и бензола (2:1), Бензол вводят для лу-..шего расслоения фаз. Измеряют 60 оптическую плотность органической фазы при выбранной длине волны, при необходимости перед измерением экстракт фильтруют через сухой фильтр.

Содержание железа определяют по ка- 65 либровочному графику, который строят, используя стандартный раствор железа (I I I) .

Пример 1. При определении железа в бронзе ее нанеску в 0,5 r растворяют в 10 мл HNOg 1:1 и 5 мл

НС1 1:1 и переводят в мерную колбу емкостью 100 мп, К аликвотной части пробы в 5 мл добавляют 5 мл 4 Il раствора трихлорацетата натрия (CCl COONa), устанавливают рН 2,8 и экстрагируют 10 мл смеси метилбутилкетона с бензолом 2:1. Оптическую плотность органической фазы измеряют при А= 380 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см. При построении калибровочного графика используют растворы, содержащие 50-400 мкг железа и 30 мг меди.

Медь не оказывает влияния на оптическую плотность экстракта, но в ее присутствии при установке рН исклю,чается образование Ге(ОН) в месте каплепадения N}j40H ° Экстракцию железа и определение оптической плотности проводят в тех же условиях, что и при выполнении анализа.

При анализе стандартного Образца бронзы БРИДЖ вЂ” 74A, содержащего

0,85Ъ железа, получены следующие результаты: при и = б и = 0,95 доверительный интервал составляет

0,842+0,12, а квадратичная погрешность 0,011.

Пример 2. При определении

0,04-0,10Ъ железа в латуни навеску ее в 1 г растворяют в HNO> 1:1 и

5 мл ПС1 1:1 и переводят в мерную колбу емкостью 100 мл. К аликвотной пробе в 10 мл добавляют 10 мл 4 N

CCl>C00Na, устанавливают рН 3,0 и экстрагируют 10 мл смеси метилбутилкетона с бенэолом 2:1. Оптическую плотность органической фазы измеряют при - = 360 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см. При построении калибровочного графика используют растворы, содержащие 25-250 мкг железа и 30 мг меди. В присутствии меди, как указано, устанавливать нужное значение рН удобнее. Экстракцию железа и определение оптической плотности проводят в тех же условиях, что и при выполнении анализа в примере 1. При анализе стандартного образца латуни Р 377Х, содержащего

0,089Ъ железа, получены следующие результаты: при n = 4 и Ы.= 0 95 доверительный интервал составляет

0,089т0,006, а квадратичная погрешность 0,011.

Пример 3. При определении железа в металлическом никеле навеску его в 2,5 г растворяют в 20 мл

F\N0 1:1 и 10 мл НС) 1:1, переводят в мерную колбу емкостью 100 мл. K аликвотной Пробе в 1.0 мл прибавляют

971802

Составитель IO.Kóöåíêî

Техред Т.Маточка Корректор В.Бутяга

Редактор Т.Веселова

Заказ 7649/5 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

10 мл 4 М СС1 COONa, устанавливают рН 3 и экстрагируют железо 10 мл смеси метилбутилкетона с бензолом

2:1 ° Оптическую плотность органической фазы измеряют при Л = 360 нм в кювете с тохпциной поглошающего слоя 1 см. При построении калибровочного графика используют растворы, содержацие 25-200 мкг железа и

20 мг гикеля. Никель не оказывает влияния на оптическую плотность экстрактов, но в его присутствии как и в присутствии меди, устанавливать нужное значение рН удобнее.

Экстракцию железа и определение оптической плотности проводят в условиях примера 1.

При анализе искусственной смеси, приготовленной из стандартных растворов металлического никеля (о.ч.1 и карбонильного железа, содержацей

0,0212% железа, получены следуюшие результаты: при и = 5 и с = 0,95 доверительный интервал составляет

0,0207 0,0011, а квадратичная ошибка 0,001.

Таким образом, предложенный способ позволяет определять железо с высокой точностью в образцах, содержащих значительные количества меди, никеля. цинка.

Формула изобретения

Способ экстракционно-фотометрического определения железа, основанный на образовании комплексного соединения с реагентом, экстракции его в органическую фазу и измерении оптической плотности экстракта, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения избирательности по отношению к меди, никелю, цинку, в качестве комплексообразуюшего реагента используют трихлорацетат натрия при рН 2,8-3,2, а экстракцию проводят метилбутилкетоном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9636187, кл. С 01 Ci 49/00, G 01 N 21/77, 1976.

2. Петров Б.И., Вилисов В.Н. Труды Естественно-научного института при Пермском университете, 1975, Р 3, с. 251-256.

3. Catrall Н.И., Walsh xil.J.

Theanalysisoà iron (III using

solgent extraction with pheniIacetic

and n-cecanoic асids. 51icrochem. J., i974, Р 2, р. 123-129.