1153286 - Способ определения никеля

Способ определения никеля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЯМКЕЛЯ титрованием горячих растворов комплексоном 111 с индикатором в лабокислой среде, о Т л и ча ю щ и йс я тем, что, с целью повьшения точности и селективности анализа, титрование осуществляют с использованием в качестве индикатора ализаринового красного 5 при концентрации

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (! !

4!р!! Cj 01 N 31/16

;Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21). 3658887/23-26 (22) 31.10,83 (46) 30.04.85. Бюл. У 16 (72) М.И..Забоева, С.10,,11еньшикова и Т,Я.Знак (71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. А.М,Горького (53) 543.062 (088.8) (56) 1 . Шварценбах Г., Флап!ка Г.

Комплексонометрическое титрование.

N, "Кимия", 1970, с. 244.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 872458, кл, С 01 Cj 53/00, 1981. (54) (57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИИКЕЛЯ титрованием горячих растворов комплексоном 111 с индикатором R clIcL»

I бокислой среде, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повыпения точности и селективности анализа, титрование осуществляют с использованием в качестве индикатора ализаринового красного 5 при концентрации (4,06,0) 10 моль/л в присутствии(2,03,0) 10 моль/л метиленового голубого, (1,0-5,0) 10 моль/л борной..кислоты.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что для создания слабокислой среды при рН 5,0-6,0 испопьзуют уротропин.

1153286 2

Изобретение относится к аналитической химии, а именно титриметрическим способам экспрессного определе ния никеля н электролитах,транильных растворах и других объектах сложного состава на металлургических предприятиях и химических лабораториях, Известны способы определения никеля титрованием комлексоном 111 в присутствии различных металлохромных Тп индикаторов: мурексида, сульфарсаэена, хромаэурола, ксиленолоного оранжевого (1) .

Наибольшее практическое значение имеет способ комплексонометрического титрования никеля с индикатором мурексидом, включающий отделение никеля в виде диметилглиоксимата, который является базовым в химическом анализе образцов сложного состава.

Недостатки указанного способа невысокая точность и селективность анализа, а также практическая недоступность используемого индикатора. Определению никеля известным 25 способом мешают медь, кобальт, млгний, кальций хром (ТТТ), железо (ТТ), железо (off), алюминий и др.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам 10 к предлагаемому является способ определения никеля титрованием его горячих растворов комплексоном 111 в присутствии индикатора ксиленового оранжевого и 1,10-фенантролина в сла-35 бокислой среде, преимущественно сернокислоацетатной. Известный способ обладает высокой селективностью по отношению к магнию (Т f), железу (I Т), кобальту (111 C23 . 40

Недостатками данного способа являются невысокая точнос.ть анализа (коэффициент вариаций 0,7-2,07), л также недостаточная селективность анализа (мешают нитрлт-, хлорид-, 45 фторид- и борлт-ионы) .

Цель изобретения вЂ” повышение точности и селектиннасти анализа.

Поставпенная цель достигается тем, что согласно способу определе- 50 ния никеля тигровлнием горячих растворов комплексоном !11 с индикатором в слабокислой среде титронание осуществляют с использованием н качестве индикатора алиэаринового крас- 55 ного 6 при концентрации (4,0-6,0) ° ."10 моль/л в присутствии (2,03,0) 10 мочь/ч м тнл.нового голубого, (1,0-5,0} 10 моль/л борной кислоты и уротропина для создания слабокислой среды при рН 5,0-6,0.

В предлагаемом способе титруют нагретые до кипения растворы никеля, так как скорость образования комплекса никель-ЗДТА мала, Указанные условия титрования обеспечивают резкий переход окраски раствора из фиолетовой в изумрудно-зеленую в конечной точке титрования (QT одной капли

0,05 M раствора комплексона III).

Результаты титрования никеля комплексоном 111 в присутствии алиэаринового красного 5 4,2 ° 10 моль/л, метиленового голубого 2,5 -1О моль/л и борной кислоты 3,2-10 моль/л при различном рН раствора (п = 3) приведены н табл. !.

Из табл. 1 видно, что в интервале рН 5,0-6,0 наиболее высокая точность титрования растворов никеля 0,05 M комплексоном Iff.

Заметим, что при нейтрализации кислых растворов никеля нужное значение рН 5,0-6,0 контролируют по изменению цвета индикатора ллиэаринового красного 5 в рлстворе (происходит переход окраски раствора из желтого в розовато-малиновую), Для нейтрализации используют 30-407-ный раствор уротропинл. Использование растворов аммиака (!:!) или едкого патра (10K-ного) не обеспечивает четкого пе; охода н конечной точке титровлния,вследствие влияния конкурирующего комнлексообрлзования с аммиаком и гидроксид-ионами.

Установлено, что наиболее резкий переход окраски в конечной точке титрования из фиолетовой в зеленую, наблюдается при добавлении (4,0-6,0)x

АЙ!0 моль/л алиэариноного красного 9 и (2-3,0) 10 моль/л метиленоного голубого (табл. 2). Указанное количество компонентов обеспечивает высокую точность и воспроизводимость результатов титрования.

Результаты подбора оптимальных концентраций используемых реагентов при концентрации борной кислоты

-2

3,2 10 моль/л приведены в табл.2, Количество борной кислоты (15,0) 10 2 моль/л обеспечивает высокую точность и воспроиэводимость результатов титрования (относительная ошибка 0,007 ). Использование предлагаемой индикаторной системы ализариновый красный 5, метиленавый голубой и борнля кислота в указана!!53286 количествах обеспечивает высокую точность комплексонометрического определения никеля (коэффициент вариаций ниже 1Х, в прототипе > 2 ).

В отсутствие нейтральных добавок (метиленового голубого и борной кислоты) переход окраски раствора в конечной точке титрования очень растянут от розово-малиновой до желтооранжевой (BH3yaльно переход трудно заметить). Наиболее резкий переход окраски раствора наблюдается при содержании 2,5-25 мг никеля в 100 мл титруемого раствора. При меньшем содержании никеля переход окраски раствора растянут, а при большем его количестве мешает собственная окраска соединения никель-комплексон 111, Результаты сравнения трех индикаторных систем при комплексонометрическом титровании никеля приведены в табл. 3, Из табл, 3 видно, что большая точность определения достигается при использовании предлагаемой индикатор:ной системы, коэффициент вариаций . W = 0,93Х. Это указывает на то, что точность определения никеля предлагаемым способом по сравнению.с прототипом возрастает в 2 раза, а по сравнению с базовым объектом вЂ” в

4 раза.

Влияние предельных количеств посторонних элементов показано в табл. 4, из которой видно, что определению никеля предлагаемым спосо-. бом не мешают любые количества кальция и магния, а кобальта (Il), железа (Tl), хрома (1 11) вЂ” до 2 мг, железа (fll) вЂ” до 1 мг, меди (11) вЂ” до

0,6 мг, цинка (rl) и марганца (11) до 3,5 мг, кадмия (1 1) и ванадия (V) до, 8 мг,.молибдена (Ч!) вЂ” до 15 мг.

Установлено также, что не мешают фторид-, нитрат- и хлорид-ионы, сульфаты и борная кислота - до 0,5 моль/л, ацетаты вЂ” до 0,2 моль/л, сегнетова соль вЂ” до 0,01 моль/л.

Пример !. Определение никеля в электролите.

Подготовка исследуемого раствора электролита.

В мерную колбу емкостью 100,0 мл берут 10,0 мл раствора электролита, подкисляют раствором НЙО (! 4)äî рН 1,0-2,0 (контроль по универсальной индикаторной бумаге) доводят до метки водой и перемешивают.

Определение никеля.

В колбу емкостью 250 мн берут аликвотную часть 5,0 мл разбавленного раствора электролита, добавляют

5,0 мл )ЩО (1:4), 20,0 мл ЗХ-ного раствора фторида натрия, разбавляют. водой до !00 мл и нагревают до кипения ° К горячему раствору добавляют

1,5 мл О,l .-ного раствора ализаринового красного (4,2 10 моль/л) нейтрализуют 40 .-ным раствором уротропина до рН 5,0-6,0, т.е. до изменения окраски раствора из желтой в розоватомалиновую, добавляют 0,4 мл 0,02Х-ного.ðàñòâoðà метиленового голубого (2,5 10 моль/л), 10 мл l -ного раствора перекиси водорода. Раствор снова нагревают до кипения, добавляют

0,2 г (0,03 моль/л) борной кислоты и титруют 0,05 М раствором комплексона 117 до перехода окраски из фиолетовой в малахитово-зеленую, Концентрацию раствора комплексона ill устанавливают по стандартному раствору никеля, приготовленному из металлического никеля (99,99X ) титрованием в присутствии предлагаемой индикаторной системы: ализариновый красный б, метиленовый голубой и борная кислота.

Результаты комплексонометрического определения никеля в производственном электролите предлагаемым способом в сравнении с известным в присутствии ксиленового оранжевого показывают, что точность предлагаемого способа значительно выше (ко. ффициент вариаций по предлагаемому способу 0,4-0,5Х но прототипу 1,51,8Х) .

Пример 2. Определение никеля в водном растворе производственного электролита никелирования. (электролит содержит до 400 г/л суль. фата никеля, борную кислоту и.40 r/ë и различные органические добавки °

Подготовка исследуемого Раствора электролита.

В мерную колбу емкостью 200,0 мл берут 10,0 раствора электролита подкисляют НИО (1:1) до рН 1-2,0 (по универсальной индикаторной бу» маге), доводят до метки водой и перемешивают.

Определение никеля.

В колбу емкостью 250 мл берут

5 0 мл разбавленного раствора элект ролита и далее поступают, как описа1153286

Таблица 1

Относительная ошибка, Х

Объем 0,05 N раствора комплексона III, мл

Абсолютная ошибка, мг

Обнаружено никеля, мг рН титруемого раст.вЂ” вора

Взято никеля, мг

8,0

-1,2

13,80

15,00 !

5,00

14,85

15,30

15,90

4,70

4,5

15, 00

15,00

1 15,00

15,00

0,00

5,10

5,0

0,00

5,10

5,5

1,00

-0,l5

+О, 30

+0,90

5,05

6,0

2,00

5,20

6,5

6,0

5,40

7,0 но в примере 1, исключая добавление растворов МаГ и Н О . Результаты ана,лиза показывают, что предлагаемый способ обладает более высокой точностью анализа: коэффициент вариаций 5

0,6-6,7Х, что в 2 раза меньше, чем в известном способе 1,5-2,2Х, Предлагаемый способ обладает высокой селективностью, так как не мешают борная и азотная кислоты, входящие 10 в состав электролита. Известный способ выполняется с предварительным отделением никеля в виде диметилглиl оксимата.

Пример 3, Определение нике- 15 ля в сплавах типа "Ионель . Сплавы имели близкое содержание меди и никеля 47-48Х, железа 0,1-1Х.

Подготовка сплава.

Навеску анализируемого сплава 20

0,5000-0,8000 г растворяют в 50 мл смеси кислот (1 ч НС! о„, + 3 ч.

НМ01 „ц), упаривают до сиропообразного состояния, добавляют 50-60 мл воды, 0,5 r К % О и кипятят 10 мин, 25

Охлаждают и разбавляют водой в мерной колбе емкостью 250,0 мл, перемешивают.

Определение никеля..

В коническую колбу емкостью

250 мл берут аликвотную часть 10,0 мл раствора сплава, разбавляют до 100 мл

:водой, добавляют 10,0 мл IOX-ного раствора тиомочевины и нагревают до кипения. К кипящему раствору добавляют 1,5 мл 0,1Х вЂ но раствора. ализаринового красного б и далее поступают, как н примере 1, Точность предлагаемого способа по сравнению с базовым (индикатор мурексид) выше (коэффициенты вариаций равны соответственно W = 0,8Х, 9( вЂ” 2,3-2,7Х).

Как видно иэ примеров 1, 2 и 3, предлагаемый способ обладает высокой селективностью, не требует отделения никеля от меди, железа, а также удаления азотной и соляной кислот, взятых для растворения сплава или окисления органических веществ пробы. Ис-. ключение операций разделения (удаления компонентов раствора) увеличивает скорость анализа. Предлагаемый способ является экспрессным и высоко надежным.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом обладает более высокой точностью (коэффициент вариаций 0,30,8Х, а прототип 1,5-2,0Х) и селективностью (не мешают определению нитрат-, хлорид-, борат- и фторид-ионы поэтому определение никеля можно вести в растворе любой минеральной кислоты

1153286

Т а б л и ц а Р йдено ОтносиКонцентрация реактивов, моль/л

Взято никеля, мг титрования

Алиэарино- Метиленовый крас- вый голуный бой

15 0 1,4 ° 10 3,0 10

4,8

14,10

6,0

15,0 2,8.10 3,0 1О

14,67

5,0

2,2

15 0 4,0 10 3,0 10

0,0

5,1

15,0

Резкий, иэ фиолетовой в зеленую

15,0

5,1

15,0 0,0 То же

15,3 2,0 Менее резкий

15,0

5,2

4,2 10

17,3 15,3 Растянутый иэ розово-малиновой в

15,0

5,9 оранжевую

15,0 0,0 Резкий, из фиолетовой в зеленую

4,2 ° 10 2,0 1О

5 1

15,0

15,0 .4,2 ° 10 3,7 10

15,3 2,0 Менее резкий

5,2

Т а б л и ц а 3

Индикатор ная систе зято Найдено

И1, мг

r ма

10,0

9,57

10,59

10,34

9,99 0,27 3,73

9,99

0,375

9,83

9,70

Мурексид (базовый объект) 5,6 ° 1О

6,7 ° 10

3,0 10

3,0 10 6

Комплексон ill

0,05 М раствора мл келя, тельная мг ошибка, 7.

Переход окраски в конечной точке

Нечеткий из синей в сине-зеленую

Нечеткий из фиолетовой в серозеленую

1153286

9,96

9,57

10,08

10,47

Ксиленоловый оранжевый + 0-фен (прототип) 10,00

9,95

10,09

10,23

0,198

9,99

9,68

10,09

9,88

10 09

10,23

9,95

9,96

0,09

9,99

9,82

9,96

Ализариновый крас» ный 5+ NI +

+П 110 (предлагаемый) 10 00 9,96

ПРодолжение табл. 3

9,99+0,14 1,98

9, 99+0, 07 0,93

1153286

0,0, 15,00

0,0

1,0

100

Магний (11) 0,0

0,0

100

0,0

1,0

2,0

4,0

3,0

Железо (11) 0,0

1,0

2;0

2,0

Хром (111) 0,0

1,0

2,0

Цинк (I I) 0,0

1,0

0,0

2,0

3,5

0,0

2,0

3,5

0,0

0,5

4,0

1,0

Медь (! 1) 0,0

0,3

4,0

0,6

Кадмий (II) 0,0

7,0

2,0

8,0

4,0

9,0

Кальций (If) Кобальт (ТГ) 15,00 Марганец (1Г) Железо .(11T) 15,00

15,00

14,88

t5i00

15,00

15,30

15,60

l5,00

l5 30

15 00

15,30

15,00

15,30

15,00

l5 30

15,00

15,60

15,00

15,60

15,00

15,30

15,60

Таблица 4

Относительная ошибка, Х

1153286

Продолжение табл, 4 носительная ибка, Й

Ванадий (V) 6,0

8,0

15,00

15,30

0,0

2,0

Молибден (VI) 10,0

0,0

I5,0

2,0

Нитраты

0,0

0,0,0,0

Хлориды

0,0

2,0

48,0

Сульфаты

0,0

480,0

4800,0

0,0

2,0

Составитель Г.Цой

Техред Л.Микеш Корректор И.Эрдейи

Редактор М.Келемеш

Заказ ?500/38 Тираж 897 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

310,0

3100,0

31000,0

177,0

1770,0

17700,0

15,00

15,30

15,00

15,30 .15,00

15,00

15,30

Способ определения никеля

Патент 1153286