Способ определения фтора в силикатных материалах

Способ определения фтора в силикатных материалах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиз

Социалистических

Республик

<">680996 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 020378(21) 2585008/23-26 (51)М. Кл.2

С 01 В 7/19

G 01 N 27/46 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений н открытий (23) приоритет (53) УДК 542.924.

° 4 (088.8) Опубликовано 2508.79. Бюллетень Мо 31

Дата опубликования описания 250879 (72) Авторы

ИЭОбрЕТЕНИЯ В.И. Ригин, Н.М. Симкин и Ю. Б. Толк ачников (71) 3аявитель

Красноярский филиал Всесоюзного научноисследовательского института строительных материалов и конструкций им. П.П.Будникова (54 СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФТОРА В СИЛИКАТНЫХ

МАТЕРИАЛАХ

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к анализу силикатных горных пород и минералов, а также плавленных силикатов типа с италлов °

Известен пирогидролитический способ, заключающийся в том, что анализируемый образец обрабатйвают серной кислотой и затем отгоняют фтор с водяным паром в виде S1F пары

S1F улавливают и определяют фторсиликат известными способами (1) .

Однако такой способ имеет ряд существенных недостатков: требуется длительная отгонка, связанная с воэйожностью потерь фтора; невозможно проводить экспресс-анализы. Этот способ нельзя применить для материалов, медленно и неполностью разлагае- 20 мых кислотами, Для ускорения процесса разложения, анализируемого образца разлагают его сплавлением с различными флюсами с последующим отделением фтора осаж- 25 деннем н фильтрованием.

Однако это хотя и ускоряет определение, но имеет те же недостатки, что и пирогидролитический способ.

Наиболее близким по технической сущности и .достигаемому результату к предлагаемому является способ определения фтора в силикатных материалах, заключающийся в сплавлении анализируемого образца с метаборатом лития при 1050 С, растворении сплава в 4% азотной кислоте, маскировании сопутствующих ионов диаминциклогексантетраацетатом натрия и измерении концентрации фтора в полученном растворе потенциометрическим методом с фторселективным электродом (2) .

Такой способ имеет большую скорость разложения силнкатов, а прямое потенциометрическое определение фтора фторселективным электродом исключает потери фтора на операциях фильтрования и разделения.

Однако некоторые существенные недостатки снижают точность определения и не позволяют применять этот способ для анализа любых объектов °

Так, высокая температура плавления фтора ведет к потерям фтора при сплавлении материалов, разлагающихся при температуре, ниже температуры плавления флюса; а материалы с высоким содержанием окиси алюминия неполностью растворяются в расплаве метабората лития, вследствие чего

680996

15

25

35

45

Определение содержания фтора в анализируемом матери але

Материал

Предлагаеьий способ сплавления со смесью метабората и тетрабората лития в отношении

4:1

Способ — прототип сплавления с метаборатом лития

Среднее значение из 5 измерений, %

Относительное стандартное отклонение

Среднее значение иэ 5 измерений

Относительное стандартное отклонение

0,037

0,035

0,33

0,021

0,018

0,32

Гранит

Биотит

1,49

1 58 невозможно определение фтора во многих алюмосиликатах.

11ель изобретения — воэможность определения фтора в материалах с любым содержанием окиси алюминия и исключение потерь фтора при сплавлении из-за высокой температуры плавления флюс а.

Это достигается тем, что в качестве флюса для сплавления пробы используют смесь метабората лития с тетраборатом лития в весовом отношении 3,5-4:1 °

Метаборат лития можно представить в виде двойного окисла Li

Тетраборат лития можно представить в виде двойного окисла

Li< О. 2Вд О, .содержащего избыточное количествî iкислотнoI о окисла.двуокись кремния Li0<-окисел, обладающий преимуществейно кислотными свойствами (образует кремниевую кислоту Н Я10 ), он в первую очередь будет реагировать с метаборатом лития, обладающим основными свойствами. Окись алюминия Al О -окисел, обладающий преимущественно основными свойствами (образует основание й1(ОН)>), он в первую очередь. будет реагировать с тетраборатом лития, обладающим избытком кислотного окис,ла. Эти соображения дали нам основание полагать, что расплав смеси тетрабората и метабората лития будет одинаково хорошо растворять как материалы с высоким содержанием 310, так и материалы с высоким содержанием й1 0 ..

Анализ фазовой диаграммы состояния системы Li

3, 5-4,0 вес.ч. метабората лития и

1 в,ч. тетрабората лития. Этими соображениями руководствуются при выборе состава смеси. Кроме того, учитывают, что в силикатных материалах обычно больше SiO@,чем А1 03, поэтому по массе метабората лития в смеси должно быть существенно больше.

Пример осуществления способа. Анализируемый материал растирают в халцедоновой ступке, затем навеску образца (200 мг) смешивают в платиновом тигле с 1 г сухого флюса-смеси метабората лития и тетрабората лития в весовом соотношении 4:1, Закрытый крышкой тигель помещают в муфельную печь, нагревают до 900 С и выдерживают при этой температуре 10 мин.

Далее расплав выливают в стакан. иэ полипропилена, содержащий 150 мп

4В раствора HNO>, тем же раствором обмывают тигель и крышку. Стакан устанавливают на кипящей водяной бане и содержимое перемешивают 5 мин магйитной мешалкой с импеллером, покрытым фтбропластом. Затем раствор охлаждают, переносят в мерную колбу объемом 250 мл и доводят до метки водой.

В стакан с измерительными электродами (фторселективных и электродом сравнения) вносят 50,0 мл полученного раствора и 50,0 мл маскирующей буферной. смеси, имеющей следующий состав: 0,5 М цитрата натрия, 0,5 М хлорида натрия, 0,05 N диаминциклогексантетраацетата натрия.

Перемешивают 2-3 мин содержимое стакана до установления постоянного потенциала, затем добавляют 10,0 мл стандартного раствора фторида натрия с концентрацией фтора

20,0 мкг/мл, перемешивают до установления постоянного потенциала.

По полученным значениям потенциалов рассчитывают содержание фтора в анализируемом материале.

Параллельно те же материалы анализируют способом-прототипом, сплавлением с метаборатом лития.

Полученные результаты приведены в таблице.

680996

Продолжение табл .

Способ — прототип сплавления с метаборатом лития

Предлагаемый . способ сплавления со смесью метабората и тетрабората лития в отношении

4:1 атери an

Относит ел ь.—. ное стандартное отклонение

Среднее значение из 5 измерений, %

Турмалин

Сиенит

0,26

0 53

0,019

0,023

0 25

0,48

О, 056

0,87

0i3l

0,032

0,044

0,052

0,043

Сиенит н ефели н овый

0,062

0,93

0 53

0,028

0,021

0,018

Нефелит

Бокс ит

0,23

Ситалл шлаковый

1,46

0,023

0,029

1,44

0,038

0,071

Корунд не раст.

Формула изобретения

Составитель Л.Жаворонкова

Техред Л.ЗЖферова Корректор С.Шекмар

Редактор М.Рогова

Заказ 5003/20 Тираж 591 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

>13035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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

Как следует из полученных данных, предлагаемый способ обеспечивает большую точность результатов, дает возможность определить фтор с высокой надежностью в минералах с любым содержанием А1 0 (особенно четко это прослеживается в случае боксита и корунда) .

Предлагаемый способ обеспечивает следующие технико- экономические преимущества: возможность анализа материалов с любым содержанием окиси алюминия; устранение потерь фтора при анализе легко разлагающихся материалов; повышение точности определения; снижение расхода энергии за счет меньшеЯ температуры плавления, Способ определения фтора в силикатных материалах, заключающийся в сплавлении пробы анализируемого

Среднее зна Относительное чение и з 5 стандартное измерений отклонение материала с флюсом, растворении расплава в азотной кислоте, маскировании сопутствующих ионов диаминциклогексантетраацетатом натрия с последующим анализом полученного раствора потенциометрическим методом с фторселективным электродом, о тЗ5личающийся тем,что,с целью обеспечения возможности определения фтора в материалах с любым содержанием окиси алюминия и исключения потерь фтора при сплавлении

49 иэ-эа высокой температуры плавления флюса, в качестве флюса для сплавления пробы используют смесь метабората лития с тетраборатом лития в вЕсовом отношении 3,5-4:1.

45 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Witfard H.Н., Winter О.В, "Jnddus tria f Engineer inq Chemistry

Anafiticat Edition, 1933, т.5, 50 .с ° 7-15.

2. Bodkin J.Â. Определение фтора в силикатах "Analyst" 1977,volt.102, Р 1 21 5, р. 409-41 3.