Способ спектрофотометрического определения тантала ( @ )

Способ спектрофотометрического определения тантала ( @ )

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТАНТАЛА (V) , включающий переведение его в молиб-денотанталовую кислоту в кислой среде , отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения интервала определяемых количеств тантала, к раствору молибденотанталовой кислоты, получённЪй ;При рН 1,2-4,1, добавляют основной краситель - метиленовый голубой, отделяют полученный из растворов с рН 0,4 - 0,7 продукт путем центрифугирования, растворяют в подкисленном ацетоне и фотометрируют полученный раствор. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения избирательности определенная тантала в присутствии ниобия , мол и б-С денотанталовую кислоту получают при (Л рН 3,5 - 4,1. )

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 С 01 Q 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ р"

И фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21) 3555642/23-26 (22) 22,02,83 (46) 23 ° 03,84, Бюл. Р 11 (72) Ф,В.Мирзоян, В.М.Тараян и А.А.КаРапетЯн (71) Институт общей и неорганической химии АИ Армянской CCP (53) 535,243 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 673609, кл. С 01 6 35/00, 1979.

2. J.С,@agon Spectrophotometric

determination of:; tantalum as reduced

12-molybdotantalic . acid, Апа0.

Chim, Acta, v. 30, 1964, Р 4, р. 395-480 (прототип) . (54) (57) 1. СПОСОБ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТАНТАЛА (V), включающий переведение его в молиб-денотанталовую кислоту в кислой среде, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения интервала определяемых количеств тантала, к раствору молибденотанталовой кислоты„ полу:ченной :при piI 1, 2-4, 1, добавляют основной краситель — метиленовый голубой, отделяют полученный из растворов с рИ 0,4 — 0 7 продукт путем центрифугирования, растворяют в подк и сле н ном ацетоне и фот ометрируют полученный раствор.

2. Способ по и. l, о т л и ч а:о шийся тем, что, с целью повышения избирательности определения тантала в присутствии ниобия Ив, молибЯ денотанталовую кислоту получают при рИ 3,5 — 4,1.

1081127

Изобретение относится к области аналитической химии, а точнее, к спектрофотометрическому определепи:о тантала (1) B виде молибденотанталата основного красителя, и может быть эффективно использовано при 5 анализе càìüë различных танталсодержащих объектов в геологии, металлургии, при анализе особо чистых веществ и т.д.

В связи с расширением практичес- 10 кого использования тантала, в особенности в металлургии, для получения особых сталеЙ, содержащих срав— нительно низкие количества тантала, ноэникает необходимость разработки высок очувствительных методов его определения и, в частности„спектрометрических методов, легко выполняе," ых в заводских лабораториях, благодаря простоте осуществления, и доступ- 0 ности требуемой аппаратурь:. Однако известные методы спектрофотометрического определения тантала малочунствительны, Представляется перспективной воз-25 можность повышения чувствительности спектрофотометрического определения тантала с испольэонанием реакции молибденотанталоной гетерополикислоты с основными красителями. Последняя до сих пор вообще не исследова30 на, а име:ощиеся способы спектрофото летрического определения тантала с повышенной чувствительностью в основ— ном нклю -гают использование ОснОВных краситедей в качестве реагентов на фторотанталат-анион ичи использование молибденовой сини, образугощейся при восстановлении молибденотанталовой кислоты (МТК) или молибденокремневотанталовой гетерополикислоты. 40

Известно спектрофотометрическое определение тантала, включающее перенеде- .èå тантала при 0,15 — 0,2 М

Н )SO) и 300 — и 5000-кратном избытке

0Si.О(и Мо04 соответственно н тройную 45 молйбденокремяенотанталоную гетерополи кислоту, восст ан овление последней смесью ЯпС82 2Н О и И2Н Н БОл н молибденовую синь и спектрофотомет=риронание полученнoro pастнора при 50 длине волны 730-750 нм (1 J, Недостатками способа являются низкая чувствительность оПределения (Е= б -10 " —..ìoë " см ") узкие интервалыы определ яемых количеств тантала (0,025 — 0,250 мг Та) и кислотности (0,15 — 0,20 М Н БО4), необходимость использования восстановителей, а также невозможность осуществления определения при более чем 5-кратном избытке ниобия.

Наиболее близким к изобретениго по технической сущности является способ спектрофотоглетрического определения тантала (Ч) в ниде госстановлен ной формы г4ТК вкточагощий пере- 65 недение Та г при р 1 1,5 — 2,0 в присутствии 10 мл 1Ъ Иа МоО в NTK, восстановление МТК введением 10 мл Н ЯО (1:1) и 1 мл .0,85 Ъ ЯпС 2 и спектрофотометрирование полученяого раствора при 820 нм (2).

Недостатками известного способа являются низкая чувствительность определения (Ся=1 мкг Та ), узкие инV тервалы определяемых количеств тантала (1 — 20 мкг) и оптимальной кислотности образования NTK (пН 1,5-2,0), малая устойчивость окраски восстановленной формы NTK (10 мин) и связан ная с этим плохая воспроизнодимость результатов„ а также невозможность определения Та при более чем 20-кратU ном в молях избытке ИЬ

Цель:о изобретения является повышение чувствительности и расширение интернала определяеглых количестн тантала, Поставленная цель достигается тем, что к раствору МТК, полученной при рН 1,2 — 4,1, добавляют основной краситель — метиленовый голубой (МГ), отделяют полученный из растворон с рН 0,4 — 0,7 продукт путем центрифугиронания, растворяют в подкисленном ацетоне и фотометрируют полученный раствор.

Предпочтительно, с целью повышения избирательности определения тантала в присутствии ниобия Nb Ä NTK no Y чать при рН 3,5 - 4,1.

Способ осущестнлягот следующим образом.

В присутствии (1,8 — 8,5) 10 М

Иа Ма04 пр".< pH 1,2 — 4,1 и 12-минутном ныдерживании растворов получагот .

МТК, которую с помощью основного красителя — МГ концентрацией (1,9 — 7,8) 10 М и рН 0,40 — 0,70 йереводят в трехзамещенную соль твердофаэный молибденотанталат NI, отделяемый центрифугированием, Полученный продукт растворяют в ацетоне, содержащем 8N, HNO> и спектрофотоглетрируют. Определения Та осуществляют по интенсивности снетопоглощения ацетонового раствора полученного продукта при 656 нм, Выход за укаэанные пределы нецелесообразен, так как приводит к искажению результатон.

Иэ основных красителей используют

МГ, метиленовый iзеленый, г.зур-I, аннур -Й и толудиновый голубой, Наилучшие результаты получают при использовании МГ.

На фиг. 1 изображена зависимость молярного коэффициента погашения (8) ацетоновых растворов соединения

МГ-МТК от кислотности н момент образования NTK (рН дц ), полученной при СГ 1 0 10 М; С o"1=3 0 10 М;, Смг =3 13. 10 М; РНкон 0 5 и 12-минут4 ° ноМ выдерживании растноров; на

1081127 фиг. 2 — зависимости E растворон соединений ИГ с МТК (криная 1) и изополймолибдат-иояами (кривая 1 ) от кислот ности в момент их образования, полученные при С (ь,ч=1,0 10 М

-5

Сщ,-=3 13 10 М; С моч"- 3,0 10 И; 5

РН „ч 2, 3; на фиг. 3 — зависимости растворов соединения МГ с ИТК (криваяя 1 ) и и з ополимали бдат-ион ами (кривая 1 ) от концентрации молибдата натрия, полученные при С;„ =1,0 к 10 н10 М; СмгЗ 13 10 И РНна рН цо„0,50; на фиг ° 4 — завйсимости Я растворов соединений МГ с МТК (криваяя 1 ) и и зопалимоли бдат-ионами (кривая 1 ) от концентрации реагента-красителя, полученные при С гс„v-=l, С с10 М СМоч 3,0.10-ЭМ. РН„с,ц2,30;

РН „0,50; на фиг. 5 — зависймости оптйческой плотности растворов соединения МГ с NTK от состава водной фа" зы (изомолярные серии), полученные . при Сноч = 3, О ° 10 Му рН кцц 2, 30 у.

РНкон О, 50; С-т „ +С „,, М l 0 (кРивая 1 ) — 4, 5 у™ (крййая 2) — 9, О, ЯО, 1 сму Х xon = О, 000; на фиг. 6 зависимость значений относительного стандартного отклонения (Sr) от определяемых концентраций Та, полученная при РН науч 2 30; РН ком . C „%=3,0" 10 ЗМ; С„„=3,13 ° 10 М.

В работе используют: 5,0 - 10 М исходный стандартный раствор Та ч приготовленный рас ворением опреде,ленной навески металлического тантала (о.х,ч,) в -смеси кислот H>SO+, HN0> и HF, денитрацией серной кисло- 35 той, получением сухих солей, растворением в 50 мл 12 М KOH (о.х.ч.) и разбавлением до 500 мл дистиллированной водой; О, Об М раствор Йа ЛаО,„х «2Н О (ч.д.а,); 0,1 Ъ-ный водный 40 раствор Nl" (ч.д. а. ) .и ацетон (ч,д. a. ) .

Все растворы хранят в полиэтиленовой посуде .

Оптическую плотность исследуемых ацетоновых растворов измеряют спектрофатометром СФ-4Е а равновесные значения РН соответствующих водных растворов — стеклянным электродом (потенциометр РН 340) . Осадки соединения МГ-МТК отделяют центрифугираванием (центрифуга ЦЛК-1), 50

Как видно из приведенных фигур, для получения соединения МГ-МТ оптимальными являются: РН растнора в момент образования МТК и МГ-ИТК, равный12 — 41 (фиг, 1) и О 40 — 0 70 (фиг. 2) соответственно; (1,8 — 6,5)« 10 М Na ИоО+ (фиг. 3); (1,9 — 7,8 х10 4 M МГ {фиг. 4), у цетоновые растворы соединения МГ-MTK полученные в указанных оптимальных условиях,60 характеризуются коэффициентом малярного погашения, равным 3, 1 -10 л

«мол "- см -". Дальнейшее повышение концентраций компонентов нецелесаобРазно, так как приводит к заметно- 5 му образов анию из ополимолибдат он МГ, Cнп =-,на «-;:- ц сi р зц «й; —,р i:,;о .".„-,iò уменьшению выхода соединений MI -МТК и, следовательно, к заниженным резульT. дт дм.

Соотношение ."ЛГ с . ЛТК в исследуемом соединении равно 3: 1 (фиг. 5), Анализ эта а соединения на содержание молибдена показал„что оно является производным МТК 8-й серии. При построении кривой фиг. б для каждой концентрации Та были проведены ? 0 параллельных определений (n,=20) .

Согласно приведенным результатам, использование предлагаемого способа позволяет определять от О, 05 мкr

Та /мл (при этом Sr=0,13) до 11 мкг

Та /мл (Sr=0, 01) . При концентрации

Та )I l мкг мл значения Е соответствуюших ацетононых растворов снижаются вследствие непалнага образования i соединения ИГ-ИТК. При концентрации

Та <0, 05 мкг/мл наспроизводимасть результатов з амет на падae=, по-видимомуу, в следствие з атрудненп я процесса агрегации соединения МГ-ИТК.

Со„„ =0,012 мкг/мл, чта было определена на основании результатон измерений оптической плотности 20 ларылельных холостых растворов, по ÇS — критерию.

Определение Та в интервале его концентраций О, 05 мкг/мл — 11 мкг/ ж при рН„„я=3,4 — 4,1 и в присутствии

« 10 мгк КЬ асушествляется, как в случае чистых растворов Та . При одновременном и ал:яп;I в р ас тн оре

10 — 100 мкг ИЬ, вниду образования . М заметной мути ниобиевай ки-лоты, определение тантала проводится после предварительного центрифугиронания растворов ИТК до введения реагента красителя.

П р и м e p 1. l мл раствора тан тала, содержаший 110 мкг Та, помеШают н центрифужную пробирку, добавляют 0,5 мл 0,06 М раствора Иа ИаО,, вводят 1, 8 мл О, 4 M iINO3, доводят объем водой да 5 мл, размешивают и выдержинаот 12 res для количественного образования ИТК (pH раство-, ра 1,2) . Затем прибавляют 1,3 мл, 4 И HNO>, 1,0 мл О, 1 Ъ ИГ, объем доводят водой до 10 мл (pH раствора О, 40) и размешина.от н течение

3 мии. Осадок соединения Иl -ИТК отделяют двухминутным центрифугиравакием, раствор декантируют, осадок в тай же пробирке растворяют н 10 мл ацетона, содержащих 2 мл 8 М HN03 и полученный раствор после разбавления в 4 раза спектрофотометрируют при )I=656 нм и 1 =0,1 см,.Одновременна в тех же концентрационных усло;виях проводят холостой опыт

:(d or, — — 0,020) ° Оптическая плотность

1081127

03 полученного раствора соединения

МГ-МТК (4й) равна 0,465, Тантал (Ч) определяют по предварительно полученному градуировочному граФику. Найдено 110 ь1кг тантала, Sr составляет 0,010, Il р и м е р 2, 1 0 мл раствоРа тантала, содержащий 30 мкг Та

Y и 1,0 мл раствора ниобия, содержащий

93 мкг М", помещают в центрифужную пробирку, добавляют 0,5 ыт 0,06 М

Na МоО,, вводят 2,0 мл 0,05 М HNO3, 2 доводят объем водой до 5 мл, .Размешивают и выдерживают 12 мин для количественного образования МТК (pH раствора 4,0) . Затем прибавляют 1,0

4 М HNQ, размешивают, ЦентриФугируют и раствор отделяют декантацией с перенесением его в аналогичную центрифужную пробирку. Затем добавляют к нему 1 мл 0,1 Ъ МГ, доводят объем водой до 10 мл (РН Раствора 0,55), размешивают в течение

3 мин. Осадок соединения МГ-MTK отделяют двухминутным центриФугированием, раствор декантируют, осадок в той же пробирке растворяют в

10 мл ацетона, содержащий 0,5 мл

8 М HNO и полученный раствор спектЭ рофотометрируют при =656 нм и

И =0,1 см. Одновременно в тех же концентрационных условиях проводят холостой опыт (Jigpp 0 025) . ORTHческая плотность полученного раствора соединения МГ-МТК (4 ) равна 0,490, что соответствует количеству тантала, равному 0,52 мкг.

Таким образом, эа счет сочетания молибденовотанталовой кислоты с основным красителем и использования ацетоновых растворов соединения

1О МГ-МТК предлагаемый способ обеспечивает: высокую чувствительность спектрофотометрического определения тантала (Е:=3,1" 10 л мол-" см ") в 20 раэ превышающую чувствительность по известному способу широкий интервал определяемых количеств тантала (в диапазоне 0,05

11 мкг Та/мл); расширение интервала оптимальной кислотности образования МТК от РН

1,2 до РН 4,1; высокую избирательность по отношению к ниобию (Ч) (И:Та=200:1)

25 высокую воспроизводимость результатовв; простоту исполнения, Благодаря высокой чувствительности способа его можно испольэовать при оценке чистоты химических реактивов и особо чистых веществ.

1081127

6 9

Фиг.4

1081127

02

0.8

Х7

Составитель В. Вилинская

Редактор H.Ïóøíåíêîâа Техред Т.Дубинчак Корректор О.тигор

3 аказ 1 453/18 Тираж 464 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэо ретений и открытий

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

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