Способ определения хрома (yi)

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

„, 975579 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.07.80 (21) 2951088/23-26 с присоединением заявки №вЂ”

l (23) Приоритет— (51) М,К .

С 01 G 37/00

G 01 N 21/77

Гееударстееиимй кемитет

СССР (53) УДК 543.42. .062:546.76 (088.8) Опубликовано 23.! 1.82. Бюллетень №43

Дата опубликования описания 28.11.82 пв илам «эееретеиий и еткрытий (72) Авторы изобретения

Т. Д. Костыркина и А. С. Бабенко

Харьковский политехнический институт им. В. И.Ленина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА (И) 1

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения хрома в легированных сталях и других сложных по составу объектах.

Известен фотометрический метод определения хрома с дифенилкарбазидом в водном растворе мешают многие ионы, особенно Мо и V, а также Fe, W и Hg в 10 — 100-кратных избытках. Для устранения мешающего действия сопутствующих элементов их предварительно отделяют осаждением или другими методами.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения хрома с раствором дифенилкарбазида в метилизобутилкетоне. Способ заключается в том, что к растворенному образцу прибавляют фосфорную кислоту для маскирования железа, затем окисляют хром до Vl-валентного состояния, аликвотную часть раствора экстрагируют в присутствии 2мл 10 М НзРО4 10 мл метилизобутилкетона, насыщенного на 1 н. соляной кислотой. Смесь в делительной воронке помещают на 5 мин в ледяную баню. После

2 этого добавляют 2 мл 10н. соляной кислоты, перемешивают 1 мин и отбрасывают водную фазу. В присутствии более 8 мг железа экстракт промывают при помощи

20 мл 1 н. НС1. Затем 5 мл экстракта, содержащего хром, помещают в кювету, в которой находится 1 мл раствора дифенилкарбазида и через 15 мин измеряют оптическую плотность при 540 нм. Комплекс . устойчив в течение 10 мин. При использо о вании этого метода влияние сопутствующих элементов значительно уменьшается, например определению не мешает до 320 мг железа (2).

Недостатками способа является то, что он не может быть использован для анализа легированных сталей, содержащих значительные количества ванадия и молибдена.

Кроме того при анализе сталей с низким содержанием, хрома для устранения мешающего влияния железа необходимо проведение следующих операций, удлиняющих анализ: маскирование железа фосфорной кислотой, охлаждение анализируемой смеси в ледяной бане, обработка охлажденного раствора НС1, промывка экстракта раствором 1 н. НС1. При этом образующий975579

10

20 ся в метилизобутилкетоне комплекс хрома с дифенилкарбазидом (ДФК) устойчив во времени всего 10 мин, что составляет определенное неудобство в работе. Кроме того, применяемый для экстракции растворитель-метилизобутилкетон является одним из наиболее дорогостоящих реагентов (160 руб/кг) .

Цель изобретения является повышение избирательности определения хрома, по отношению к ванадию, молибдену и железу, упрощение и удешевление анализа.

Цель достигается тем, что согласно спо.собу, включающему экстракцию хрома (VI) органическим растворителем — н-бутиловым спиртом при кислотности среды 0,5 н. H>$04 — рН 2,0 и последующее фотометрическое определение с дифенилкарбазидом в ацетоне.

Положительный эффект достигается тем, что хром (VI) в виде аниона хорошо извлекается бутиловым спиртом в присутствии любого количества ионов ванадия, молибдена и железа, которые остаются в водной фазе и не мешают определению хрома в экстракте. В связи с этим отпадает необходимость всех операций анализа, связанных с устранением мешающего действия железа. Экстракт устойчив во времени в течение 6 ч.

На чертеже представлена зависимость оптической плотности экстракта от кислотности водной фазы.

Максимальная экстракция хрома бутанолом наблюдается в интервале кислотности 0,5н. Н SO4 — рН 2,0. При больших или меньших значениях кислотности водной фазы степень извлечения хрома снижается и оптическая плотность экстракта в присутствии ДФК падает.

В предложенном методе хром (VI) предварительно извлекается бутанолом, а затем к экстракту добавляют ДФК, т. к. интенсивно окрашенный комплекс хрома (Vl) с ДФК образуется в экстракте, в то время как сопутствующие ионы металлов остаются в водной фазе и не мешают определению хрома (Vl) .

Положительный эффект от использования именно бутилового спирта при использовании ряда растворителей доказан следующим образом. 20 мкг хрома (VI) экстра гируют 10 мл различных растворителей в интервале кислотяости 3 н. кислота — рН 6,7. После отделения органической фазы в водной фазе создают рН«1 и прибавляют к ней ДФК.

В табл. 1 приведены данные оптической плотности после экстракции хрома (Vl) с использованием различных растворителей.

25 зо

Оптическая плотность раствора до экстракции 0,745, рН-1.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Аликвоту раствора, содержа щую до 20 мкг хрома (VI), помещают в делительную воронку емкостью 50 — 100 мл, прибавляют 0,1 н. серную кислоту до 20мл, 10 мл н-бутилового спирта, предварительно насыщенного 0,1 н. раствором Н2$04, и экстрагируют 10 мл бутанола в течение

1 мин.

В кювету 1= 1 см помещают 0,5 мл

0,25О/о-ного раствора ДФКв ацетоне, 5 мл экстракта, перемешивают и через 10 мин измеряют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре ФЭК вЂ” М с зеленым светофильтром. Находят концентрацию хрома и сравнивают с оптической плотностью экстракта (аналогично полученного) стандартного раствора хрома (VI).

Пример 2. Навеску стали 1 — 0,1 r (при содержании хрома 0,1 — 0,5%) растворяют в 25 мл НдSO4 (1:4), прибавляют по каплям НИО (P= 1,4 г/смз ) до прекращения вспенивайия и выделения паров окислов азота. Раствор упаривают до паров серной кислоты, растворяют при нагревании выпавшие соли в 50 мл воды, добавляют 1 — 2 мл .0,1 н. AgNO и при помешивании раствора небольшими порциями

2г (МН4) $ 0в. Раствор кипятят в течение 15 мий. охлаждают, переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, доводят дистиллированной водой до метки и хорошо перемеш и ва ют.

Аликвоту раствора, содержащую

2 — 20 мкг Cir (Vl), нейтрализуют (при необходимости) едким натром до рН 1 по универсальному индикатору. Далее определение проводят аналогично примеру 1.

В табл. 2 приведены результаты анализа стандартных растворов хрома (VI); в табл. 3 — результаты анализа стандартных образцов легированных сталей.

Таким образом, предлагаемый способ в отличие от известного дает возможность определять хром в присутствии любых количеств ванадия, молибдена и железа.

Образующийся комплекс хрома (VI) с ДФК в бутиловом спирте устойчив в течение 6 ч. Для экстракции используется

Н-бутиловый спирт квалификации «Ч» более чем в 100 раз дешевый, чем метилизобутилкетон.

По избрательности предлагаемый метод в отличие от известного дает возможность определять хром в присутствии молибдена и любых избытков ванадия, при этом не требуется маскирование железа фосфорной кислотой, т. е. предлагаемый метод более избирателей.

975579

Растворитель

0,750

0,738

0,730

Нитрометан

Дихлорэтан

Хлороформ

Четыреххлористый углерод

0,740

0,112

О, 034

Изоамиловый спирт

Бутиловый спирт

Таблица 2

БЖ10

Относительная

Найдено хрома, мкг

Введено хрома, мкг погрешность, о

2,12

1,96

3,47"

3,43 +0,07

17,28 0,009

1,60

8,69

17,33

8,69 0,17

1,94

8,66"

5,31

Таблиц а 3. 103

Стандартный. образец

Содержание хрома, о

Найдено хрома (n=4),3

Относительная погрешность, о

246 а

0,55 0,546+0,008

16,19 16,25+0,40

0,14 0,140+0,004

1,46

0,53

307

2,46

1,27

88 с

1,29

2,93 н-бутиловым спиртом при кислотности среды 0,5н. Н2SO — рН 2,0.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического реагента используют раствор дифенилкарбазида в ацетоне.

50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Умланд Ф. и др. Комплексные соединения в аналитической химии. М., «Мир», 1975, с. 416.

2. Там же, с. 417 (прототип).

Формула изобретения

B присутствии 1 r железа

Способ определения хрома (Ч1), включающий экстракцию бихромат-ионов органическим раСтворителем, добавление к экстракту раствора органического реагента— дифенилкарбазида и фотометрирование образовавшегося комплекса, отличающийся тем, что, с целью повышения избирательности способа по отношению к ванадию, молибдену и железу и его упрощения, экстракцию бихромат-ионов осуществляют

Оптическая плотность

975579

03

0.2

01

eSO

Составитель A. Жаворонкова

Редактор Н. Гунько Техред И. Верес Корректор В. Прохненко

Заказ 8268/32 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4