Кулонометрический способ определения содержания железа и ванадия из одного раствора
Иллюстрации
Показать всеРеферат
! wow н i ° .- есле
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
1 („>7О9991
Союз Советскик
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51}М. КЛ.
G 01 N 27/42 (22) Заявлено 070278 (21) 2577256/18 — 25 с присоединением заявки М
Госулирствеиный комитет
С(;СР по лелям иэобретеиий и открытий (23) Приоритет (S3} УДК 543.257 (088. 8) Опубликовано 15.01.80. Бюллетень Мо 2
Дата опубликования описания 15.01.80 (72} Авторы изобретения
Л.H. Николаева, T Å. Комиссарова и Т,М. Пахомова (71} Заявитель (5 4 ) КУЛОЧОМЕТРИЧ ЕСКИНА СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СОДЕРЖАНИЯ ЖЕЛЕЗА И ВАНАДИЯ ИЗ ОДНОГО
РАСТВОРА
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано при анализе любых объектов, содержащих железо и ванадий: ферритов, феррованадия, руд и кон- 5 центратов.
Известно амперометрическое последовательное определение железа и ванадия иэ одного раствора (1).
Однако то(йость этого метода не )О удовлетворительна.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ кулонометрическогo титрования электрогенернрованными ионами Ti 15 (I II) (2) . По этому способу проводят титрование железа и ванадия ионами
Ti (III), генерированными в растворе электролита 7N по НБО4 и 0,4М по
Т1С0 на Pt электроде, и получают 2р два перегиба на кривой титрования.
Первый перегиб соответствует восстановлению Ч(Ч) до V(IY), а второй сумме восстановления V (IY) до V (III) и Fe (III) до Fe (I I) . Содержание 25 железа в этом случае определяют по разности.
Однако такой способ проведения анализа дает большие оши бки определения железа и ванадия: + 0,44% для 30 железа и — + .0,23 для ванадия.
Целью изобретения является повышение точности метода определения железа и ванадия и упрощение способа.
Цель достигается тем, что по предлагаемому способу H качестве титранта используют электрогенерированные ионы Cu (I)
Были исследованы окислительновосстановительные потенциалы ионных пар V (V) /V (IV), Fe (I II) /Fe (31) и
Cu (I I) /Cu (I ) в среде О, 15М по НСс.
О, 36М по Н БО4 и О, 01М по CuS04 и обнаружено, что E„(v))v(5) = 0,675 В
ЕFr()! F () = О р 478 В И
Е ц(к, с„(тт = 0,200 В против хлорсеребряного электрода. Иэ сравнения этих потенциалов видно, что ионы
Cu (I) будут восстанавливать ионы
V(V) только до V(IV), так как стандартный электродный потенциал пары
V(IV) /V(III) против хлор-серебряного электрода равен 0,047 В. Таким образом возможно последовательное титрование ионов V(V) до V(VI),а затем
Fe(III) до Fe(II) в одном растворе электрогенерированными ионами Cu(I) .
Так как выход по току ионов Cu(I) в среде 0,15M по НСС, 0,36М по f<
709991
Таблица 1
Результаты определения Fe и V в искусственных смесях
Fe О
Со фе та нонос льн иб,Ъ ед лья, иб,Ъ О -Ч О
-CaO-Bi О
45, 79 45,68
0,11 0,24
0,13 0,28
О, 13 0,29
45,60
45,73
44,45 44,32
4,98 0,02 0,04
5,00
0,13
0,06
44, 45
44, 39 простотой и быстротой проведения анализа, обладает высокой точностью.
Разработанный способ определения железа и ванадия был применен для анализа ферритов различного состава.
Навеску феррита, содержащую 240 мг
Fe О > переводили в раствор сплавлением с пиросульфатом калия. Сплав растворяли в воде с добавлением
20 мл концентрированной серной кислоты и переводили раствор в мерную колбу вместимостью 200 мл. Аликвотную часть раствора 20 мл помещали в ячейку для титрования и прибавляли 0,03 и. раствор перманганата калия для окисления Fe(II) и V(IV) до появления розовой окраски раство- 15 ра. Избыток перманганата восстанавливали 0,5Ъ-ным раствором нитрита натрия, а избыток нитрита натрия связывали 0,2 г мочевины. Затем в ячейку прибавляли 100 мл раствора 20
0,2 М по НСГ и 0,01 М по CuSO4 и проводили кулонометрическое титрование ° В качестве источника тока использовали потенциоатат П-5827N, время измеряли электросекундомером
П14-2N. Генераторным рабочим электродом служила платиновая фольга размером 9х4 см (катод), вспомогательным — серебряная спираль (анод) .
Конечную точку титрования устанавливали потенциометрическим методом с Зо платиновым индикаторным электродом и хлор-серебряным электродом сравнения. Потенциал индикаторного элек трода измеряли цифровым вольтметром Щ-1413. Электрогенерирование ионов Cu(I) осуществляли при величине генераторного тока 3-50 мА для титрования Ч(Ч), и при величине тока 70 мА для титрования Fe(III) .
Кислород из растворов ячейки и отсека вспомогательного электрода удаляли пропусканием аргона. При титровании наблюдаются два скачка потенциала: первый соответствует восстановлению ионов V(V) до V(IV) второй — ионов Fe(III) до Fe(II)
Расчет результатов анализа проводили по формуле Фарадея.
Оценка правильности определения железа и ванадия была проведена на искусственных смесях. Результаты представлены в табл.1.
Как видно из данных, представленных в табл.1, относительная ошибка определения железа не превышает О,ЗЪ, а ванадия — 0,2Ъ.
В табл.2 приведены результате определения железа и ванадия в ферритах различного состава.
Как видно из данных, приведенных в табл.2, относительное стандартное отклонение для содержаний железа 4090Ъ лежит в пределах 0,11-0,08Ъ а для содержаний ванадия 0,4-21Ъ вЂ” в пределах 1,1 — 0,3Ъ.
20,58 20,60 0,02 0,09
21,19 21,23 0,04 0,19
5,00 5,06 0,06 0,12
709991
Та блица 2
Результаты определения железа и ванадия в ферритах
Состав феррита носильное андарте отонениа,,Ъ
8 -0,051 0,104
45,90
Fe O -Ч О -BiO -СаО
- 0,055 0,26
20,80
Fe- О.-- 3 О -B10 aO2 3
-SnO -3r О -V О
2 2 3 д, 5
- 0,051
49,72
0,102
5,71
86,49
Fe<О9 — МпО-Ь1 0-V
1,01
65,68
0,392
Fe О -NiO-ЕпО-СаО-V О
2 Ъ 5 изобретения
Формула
Кулонометрический способ определения содержания железа и ванадия из одного раствора путем титрования электрогенерированными ионами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения и упрощения способа, в качестве титранта используют электрогенерированные ионы Си (Х) .
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Заводская лаборатория .
1955т 9 21 с. 777.
2. F. Cu<>i ten chni Jii Revue
45 de chimie, 7 М 1, р. 127, 1962.
Составитель И. Фуэеина
Редактор Л. Ватанова Техред 3. Фанта Ко)2ректоB
М. Ша оши
Тираж 1019 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1130 5 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5
Заказ 8753/46
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4
Точность определения железа и ванадия по предлагаемому способу в 23 раза выше, чем по известным способам, что особенно важно для анализа прецезионных марок ферритов, весьма чувствительных к изменению состава.
Кроме того, благодаря отсутствию подготовительных операций перед титрованием (отделение ванадия от железа, восстановление V (V) и Fe (I I I) предлагаемый способ является простым и быстрым. Внедрение предлагаемого способа в технологию изготовления ферритов с целью корректировки их состава позволит повысить стабильность технологического процесса и увеличить процент выхода годных изделий. 0,033 0,577
"0,072 0,083
<0,011 1,089 0,072 0.109
0,004 1,020