Способ комплексонометрическогоопределения железа (111)

Способ комплексонометрическогоопределения железа (111)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<щ836587 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 040779 (21) 2792448/23-26 51 М К„з с присоединением заявкн Мо6 01 К 31/16

С 01 G 49/00 (23)ПриоритетГосударственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 070631. Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 0706.81 (53) УДК 543.244.6:

:546.72 (088 ° 8) (54)СПОСОБ КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЖЕЛЕЗА (И! ) Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам определения железа при анализе основного вещества в ванадийсодержащих объектах.

Известны и широко используются титриметрические способы определения железа в ванадийсодержащих объектах, основанные на окислительно-восстановительных реакциях P1).

Их общим недостатком является необходимость предварительного Отделения железа от ванадия.

К недостаткам данных способов следует .также отнести и необходимость удаления избытка восстановите" ля, используемого для предварительного восстановления Fe (И1 ) кипячением, фильтрованием и другими операциями или добавлением сулемы (в случае использования в качестве восстановителя реактива, относящегося к разряду ядовитых).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ комплексонометрического титрования (pH определения 1-2, индикатор-сульфосалициловая кислота). Определение железа в присутствии Ч (IV ) затруднено, так как ионы 30 ч (у) подобно ионам Fe (Н! ) час тично связываются этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА) при рН

1-2 (2).

Ь связи с этим для определения железа необходимо предварительное отделение V (1V). Последнее осуществляется осаждением железа в виде гидроокиси. Для осаждения. отбирают

100 мл сернокислого раствора, прибавляют почти до нейтральной реакции едкий натр, нагревают до кипения и вливают раствор медленно и при постоянном перемешивании в 100 мл горячего свежеприготовленного 10%ного раствора едкого натра. Кчпятят смесь 2-3 мин, слегка перемешивая, дают осадку осесть и фильтруют через бумажный фильтр средней плотности (фильтр предварительно промывают горячим 5Ъ-ным раствором едкого натра, содержащим немного сульфата натрия, пока не получится 50 мл совершенно бесцветного фильтрата). Осадок про мывают этим же промывным раствором, растворяют в серной кислоте, доводят рН раствора до значения 1-2, нагревают раствор до 45-50о, добавляют несколько капель сульфосалициловой кислоты и титруют. железа раствором

836587

ЭДТА до перехода окраски из виннокрасной до чисто-зеленой.

Существенным недостатком этого способа является невозможность титрования Fe (IП ) раствором ЭДТА в присутствии Ч (IV) и необходимость пред-!.варительного отделения Ге (И1 ) от (!Ч) .

К недостаткам данного способа можно также отнести длительность анализа и сложность определения (осажде- 0 ние, фильтрование, промывание, растворение).

Целью изобретения является упрощение и повышение точности определения

Fe (Ill ) в нанадийсодержащих материалах за счет устранения мешающего вли- 15 яния ванадия (IY ) .

Поставленная цель достигается тем, что по способу определения- Fe (11! ) титрованием раствором ЭДТА при рН 1-2 в присутствии индикатора 20 после связывания Ч (!Ч ) в инертный комплекс путем введения н раствор

1 -5-кратного избытка Ч (V) по отношению к Y (IV ) при рН 10-14 и 0,53,7 N раствора соли аммония. Раствор р5 с рН CO-14 выдерживают при 80

100 С н течение 5-15 мин.

Отличительными призйаками изобретения являются:доведение рН анализируемого раствора до 10-14, введение в раствор 1-5-кратного избытка

V (Ч ) по отношению к Ч (\Ч), добавление в растнор при рН 10-14 соли аммония, например хлористого аммония, в пределах концентрации 0,5-3,7 М, кипячение раствора в течение 5

15 мин.

При рН<10 Ч (V) претерпевают изменения от катионной формы (VO ) до анионных полиформ (Ч 074 и др. ), которые не вступают н реакцию с иона- 40 ми аммония и ванадия (IЧ ) . Результаты определения Fe (III ) в модельных растворах в этих условиях завышены вследствие титронания раствором ЭДТА совместно с Fe (Ill ) и Ч (И) .. 45

При рН 10 V (Y) находится в растворе в виде VO4 и при кипячении разлагается до метаванадат-иона

ЧО%

В области рН 10-14 метаванадат- 50 ион образует .с ионами NH4+ и ванадия (!Ч ) устойчивый инертный комп, лекс, устраняя таким образом влияние V (IV ) на титрование Fe (Ill ) раствором ЭДТА при рН 1-2.

Повышать рН раствора до значений, превышающих 14,представлялось нецелесообразным из-за нерационального расхода реагентов.

При определении Få (III ) н присутствии менее однократного избытка е0

Ч (Ч) по отношению к V (IV ) получены завышенные результаты титрования

Fe (Ill ).

V (IV ) в данных условиях титруется сонместно с Fe (1Н ). б5

Введение более пятикратного избыточного количества V (Ч) привело к получению завышенных, плохо воспроизводимых реэультатон. Это вызвано смещением равновесия реакции взаимодействия Ч (Ч) с ЭДТА в сторону образования комплекса.

При добавлении в раствор (рН 1014) соли аммония н концентрации менее

0,5 М были получены завышенные результаты определения Fe (111 ) в модельных растворах. В данных услови-. ях Ч (IV ) не связывается н инертный комплекс и титруется совместно с ионами Fe (!П ) при рН 1-2 раствором

ЭДТА. Увеличение концентрации NH+ до ) 3,7 М ведет к получению насйщенного относительно ионов NH + рас4 тнору.

При кипячении раствора менее 5 мин получено завышение в результатах (внедено 20 мг Fe, определено

23 мг). Это можно объяснить тем, что

3VO4. не успевает разложиться до

ЧОз-, в связи с чем не достигается полнота связывания V (IV) в комплекс.

V (Ч) титруется совместно с Fe (IН ). Более чем 15-минутное кипячение приведет к увеличению длительности анализа.

По предлагаемой методике были проанализированы пробы, полученные при очистке сточных нод.

Пример 1. Определение Fe (Н! ) в осадках после очистки сточных вод от ванадия.

0,1000 г пробы, содержащей 2-5%

V (IV), взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г, помещают н стакан емкостью 200.мл, смачивают водой, приливают 4 мл H

После полного разложения пробы раствор переводят в коническую колбу емкостью 500 мл, нейтрализуют 24%

NaOH до рН 10 -(по универсальной индикаторной бумаге), вводят однократный избыток V (IV ) по отношению к

V (1Y ), приливают воды до 200 мл, нагревают до 80 С, прибавляют NH CI до концентрации 0,5 М (5 r МН4С!) и выдерживают при этой температуре

15 мин. После охлаждения осадок растворяют HCI (1:1), допуская избыток одну-две капли. Проверяют рН раствора по индикаторной бумаге (рН должен быть равен 2), нагревают до 4550, прибавляют 10-12 капель сульфосалицилоной кислоты и титруют раствором комплексона !!! до перехода окраски из винно-красной до чистоэеленой.

Пример 2. Определение Fe (Nl ). в осадках (после очистки сточных нод от ванадия).

0,1000 r пробы, содержащей 2-5%

Ч (IV ), взвешивают с погрешностью не

836587

Результаты определения Fe (Ь ) в модельных растворах

I содержащих V (IV ) и V (Ч), при объеме

V 200 мл, С Н4Ср О, 5 М, рН комплексообразования 10, рН ти грования 1, п=З

Fe (lII), мг:

Fe (III ):Ч (IV):V (Ч) определено, х введено

24,99

21,71

21,71

?2,07

22,07 ,30,01

2 2, 11

22,11

22,11

1:1:0

1:3:0

1:2:0

1:1:1

1:3:3

1:2:5

1:1:6

1:1:7

1:1:10 растворах, содержащих Ч (IV ) и V(V), 45 при различных их соотношениях.

Т а б л и ц а 2

Результаты определения Fe (III ) в осадках после очистки сточных вод, навеска 0,1 г, объем 200 мл, пЗ

Определено Fe (И ), II, х в способах: известном (с отделением) предложенном (без отделения) 0,33.32,39

29,66

32,06

28,49

1,17 более 0,0002 г, помещают в стакан емкостью 200 мл, смачивают водой, приливают 4 мл H

После полного разложения пробы . раствор переводят в коническую колбу емкостью 500 мл, нейтрализуют

24%йаОН до рН 14 (по универсальной индикаторной бумаге), вводят пятикратный избыток V (V) по отношению к

V (lV ), приливают воды до 200 мл, В табл. 1 представлены результаты определения Fe (1Н ) в модельных нагревают до 100 С, прибавляют

NH@C1 до концентрации 3,7 М (37 r

NH4Cl) и кипятят 5 мин. После охлаждения осадок растворяют НС) (1:1), допуская избыток одну-две капли. Проверяют рН раствора до индикаторной бумаге (рН должен быть равен 2), нагревают до 45-50, прибавляют 1012 капель сульфосалициловой кислоты и титруют раствором комплексона !Н до перехода окраски из винно-красной до чиста-зеленой.

Т а б л и ц а 1

25,59

27,11

27,84

21,80

22,41

29,89

25,92

25,40

27,56

836587

Продолжение табл. 2

Определено Fe (ill), В, х в способах:

0,03

37,67

32,13

31,96

37Ä64

31,05

31,58

1,08

0,38

Статическая обработка:

S воспр. (1) = 0,14; $ воспр. (2) = Ор13; вычисл. 2,23; t 0,05 (4) = 2,78

Формула изобретения

Составитель A,Æàâîðîíêîâà

Редактор Л.Курасова Техред Т. Маточка

Корректор М.Демчик

Заказ 3108/35 Тираж 907

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

Ilo делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал GilO "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В табл. 2 представлены результа- 20 ты определения Fe (Н! ) известным и предложенным методами.

Преимуществами предлагаемого способа являются:повышение точности определения железа в анализируемом объек;ге эа.счет исключения операции отделения железа в виде гидроокиси по прототипу, так как при отделении возможны потери основного вещества и соосаждение примесей; упрощение условий определения железа за счет исключения операций осаждения,фильтрования, промывания и растворения осадка и, как следствие, сокращение продолжительности анализа (с 6 до

1,5 ч). 35

,Способ комплексонометрического 4Q определения железа (В ) в ванадийсодержащих образцах, включающий растворение их в серной кислоте и последующее титрование железа раствором этилендиаминтетрауксусной кислоты при рН 1-2 в присутствии индикатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности определения эа счет устранения мешающего влияния ванадия (ЪЧ ), предварительно перед титрованием в раствор вводят 1-5-кратный избыток ванадия (Ч), по отношению к ванадию (1Ч ), при рН 10-14 и

О, 5-3,7 М раствор соли аммония.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что раствор с рН 10-14 выдерживают при 80-100 С в течение 5-15 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Файнберг С.Ю. и Филиппова Н.A.

Анализ руд цветных металлов. М., Научи."техн. изд-во по черной металлургии, 1963, с. 414-430.

2. Шварценбах Г. и Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. М., "Химия", 1970, с. 212 (прототип).