Способ фотометрического определения титана

Способ фотометрического определения титана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАКИИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсяик

Социалистических

Ресиублии

<и19182?3

{6l ) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 20,10.78 {21) 2677336/23-26 с присоединением заявки №(23) Il риоритет (51}М. Кл.

С 01 G 23/00

G 01 М 21/27

3тв даратюпа6 каивтвт

СССР ао авлаи язебрвтевнй н открыткй

Опубликовано 07.04.82. Бтоллетень № 13 (53) УДК 543.42..062:546,821, (088.8) Дата опубликования описания 07,04,82

Т » 4 у

Ф

М. И. Забоева и Н. Я. Киржайкийа " -t:--" :;;

Урапьский ордена Трудового Красно.о Знамени. ихФударст нный

4»м «4» университет им. А. М. Горького (72) Авторы изобретения

{71) Заявитель (54) СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИТАНА

Изобретение относится к области ана- питической химии, в частности, к фото» метрическим методам опредепения титана, например, в сложных высокопегированных сталях и сплавах.

Известные фотометрнческие методы, применяемые в промышленных пабораториях для определения титана с перекисью водорода. хромотроповой киспотой, диантипирипметаном, его производными и друТО гимн реагентами, используются только с предваритеньным отделением титана от мешаюших элементов - ванадия, вольфрама, хрома, ниобия, молибдена и железа (IlI). Низкая сепективность вызывает необходимость отделения экстракционным, хроматографическим путем ипи осаждени ем с органическими реагентами (напри мер, купфероном), что значительно усложняет и уцпиняет анализ сложных сплавов $13

Известен способ экстракционно-фотО» метрического опредепения титана с ppra2 ннческим реагентом: N -бензоип- М-фенипгидроксипамином (БФГА) н его производными (2).

Метод связан с экстракцией соединения Tj -R хлороформом нз солянокислого раствора (Сн = 1,0-10 r-ион/п), содержашего маскируюшие вешества (9в С комплексон III и др.). Мешают опредепению: ниобий, цирконий, ванадий,мопибден.

Недостатками этого экстракционно-фотометрического метода являются необхо димость допопнитепьной операции - экстракции органическим растворитепем, токсичность органических экстрагентов, недостаточная селективность - необходимость предварительного маскирования ипи восстановлении Fe (1И), V (V) и других элементов. Влияние ниобия и диркония почти не устраняется.

Наибоаее близким к предлагаемому способу является способ переведения ти» тана в водорастворимое комплексное сое динение с И-бензоил-2-натрийсупьфонач

- )4-фенидгидроксипамином (СБФГАТ I. 3 .

3 9182

Укаэанный способ состоит в следующем; к водному раствору титана {25-250 мкг) добавляют 10%-ные растворы соляной кислоты и ацетата натрия, устанавливают рН 1;5-2,5, затем добавляют 5 мл 5% % ного водного раствора реагента СБФГА, разбавляют до 25 мл водой и измеряют оптическую плотность раствора при

= 410 нм. Влияние вольфрама и железа (Ill ) устраняют соответственно винной 10 кислотой и дитионатом натрия.

Недостатки этого способа: недостаточная селективность способа: мешают оцределению титана ванадий (Ч ), молибден (Vl ), золото (й!), серебро (l ), невоз- 1$ можность использования способа для определения титана в сложных высоколегированных сталях, содержаших ванадий, молибден, ниобий, хром, никель, медь.

Целью изобретения является повыше- 20 ние селективности определения титана.

Бель достигается тем, что к солянокислому водному раствору титана добавляют 8 --бенэоил-2»натрийсульфонатй-фенилгидроксиламин (СБФГА3 при рН 1,0 25

1,4, а Ге (lii) маскируют аскорбиновой кислотой. При этом титан (IV ) образует с СБФГА окрашенное, растворимое в воде комплексное соединение (g Ок 320330 нм). 30

Опыты с переменной концентрацией ионов водорода показали, что соединение имеет два максимума (IIHBTQ) образования комплекса Т -СБФА: первый - в ин тервале рН 1,0-1,4, второй - 2,5-3,0где наблюдается максимальный выход комплекса. Однако аналитически выгодным (более избирательным) следует считать интервал рН 1,0-1,4. В интервале рН

2,5-3,0 в большей степени мешает жепе- g0 зо (ill), а также сказывается явление гидролиэа титана, железа и других элементов.

В интервале рН 1,0-1,4 медь, кобальт, николь, хром и ниобий вообше не взаимодействуют с СБФГА.

Исходя из опытов, при рН < 1,0 - moбые колебания Сн+ ведут к большой ошибке определения титана ввиду резкого изменения оптической плотности растворов комплекса.

Оптимальным будет предел рН 1,01,4 внутри которого измеряемый пара» метр - оптическая плотность раствора комплекса-зависит от концентрации оп ределяемого элемента титана, а не от

С) + С другой стороны эта кислая область предложенного предела (рН 1,0

73 4

1,4) по сравнению с рН 2,53,0 (втс.: рое плато) исключает мешающее влияние ряда элементов.

Таким образом, выбранный интервал рН является оптимальным с точки зрения точности, воспроизводимости и селективности определения титана, хотя и про игрывает области рН 2,5-3,0 в чувствительности.

Оптимальное содержание реактива

СБФГА 260-360-кратный избыток к мольному содержанию титана.

Аскорбиновую кислоту добавляют s избытке к ожидаемому содержанию жепеэа.. Д.итионат натрия, маскируюший железо в известном способе, в предлагаемой области рН 1,0-1,4 не годен, так квк разлагается с образованием серной мути.

В выбранных условиях наблюдается прямолинейная зависимость оптической плотности растворов от концентрации титана в пределах 20 350 мкг/25 мл раствора.

Кажущийся молярный коэффициент погашения при 330 мм равен 7540.

Желтая окраска растворов комплекса устойчива нескольк суток.

Влияние больших количеств железа (lll ) (более 1 мг). было устранено добавлением в реакционную смесь 0,2 г-0,5г аскорбиновой кислоты.

В предлагаемом способе определению титана не мешают Й Со, Си, Сг (И1), I

Щ, (в любых количествах), а также вольфрам - до 1000 мкг, молибден и ванадий - до 400 мкг.

В таблице представлено влияние различных элементов на оптическую плот» ность растворов Т -СБФГА, Ст,; 100 мкг/

/25 мл, Cc

=0,5 г/25 мл, СФ-16, Е 5см, (330 нм, рН 1;25.

Предлбгаемый способ использован для определения титана в сложных высоколегированных сплавах, без отделения мешающих элементов.

Пример. Определение титана в жаропрочных сплавах на железной основе.

Растворение сплава.

Навеску сплава 0,2-0,5 r растворяют в 40-50 мл соляной кислоты (1:1) при . умеренном нагревании, по окончании раст-, ворения к горячему раствору добавляют:

5-10 капель концентрированной азотной кислоты, упаривают до объема 5-10 мл, добавляют 5 мл серной кислоты (1:1) и выпаривают до густых паров SOg охлаж«

0,520; 0,525; 0,520

0,520; 0,518; 0,518

0,520; 0,525 0,522

10.000

100.000

0,515; 0,520; 0,520

500

0,510; 0,515; 0,515

0,520; 0,518; 0,515

1000

0,520; 0,525; 0,520

1 000

0,515; 0,520;: 0,518

100

0,520; 0,515; 0,518

500

0,520; 0,518; 0,516

0,515; 0,516; 0,515

1000

НЬ

10.000

0,520; 0,520 .0,528; 0,520

Со

0,520;

0,525;

500

500

5 9182 . дают, обмывают стенки стакана водой и снова выпаривают до влажного состояния.

Эту операцию повторяют трижды для полного удаления азотной кислоты. Соли растворяют в 10 мл концентрированной 5

HCC при нагревании, раствор переводят в мерную колбу емкостью 50-100 мл, доводят до метки водой.

Определение титана.

Берут аликвотную часть полученного >ll раствора (5,0 10,0 мл) и стакан емкостью 50 мл, упаривают до объема 2-3 мл, добавляют 5,0 мл 10%-ного раствора ас-. корбиновой кислоты. Через 10 мин до» бавляют 8 мл 3%-ного раствора СБФГА, добавляют 10%-ные растворы ацетата натрия и соляной кислоты до рН 1,2.

Контролируют рН на рН-метре. Перевдят раствор в мерную колбу емкостью

25 мл, доводят до метки ацетатно-соля- 20 нокислой смесью (рН 1,20-1,25) и измеряют оптическую плотность растворов на СФ-16 в кювете g -10 мм, А-,ЗЗОнм, относительно раствора сравнения, содержащего все реактивы без СБФГА. Содер- 25 жанне титана в пробе рассчитывают по

73 4 стандартному раствору титана, проведе = ному через ход анализа, в присутствии железа. Для этого берут 4 мл стандарч ного раствора титана (Е = 100 мкг/мл), И добавляют 45-50 мл раствора железа (ltl) (Тр = 10 мг/мл), добавляют 4050 мл HCC (1:1) и далее поступают, как при анализе пробы.

Метод обладает высокой точностьюотносительная ошибка + 2,5% (доверительный интервал Я . от 0,001 до0,011 при надежности K= 0,95), хорошей воспроизводпмостью 9 3(0,4-3,6)-10 и позволяет определять титан в присутствии больших количеств железа хрома, ни- келяя.

Преимушества предлагаемого способа: высокая устойчивость растворов СБФГА (6 месяцев) и комплекса титана с

СБФГА (несколько суток) обеспечивает высокую точность и воспроизводимость результатов анализа, высокая селективность предлагаемого способа, так как не мешают в значительных количествах Fe (Ш), Y (Ч), Ч(Я), Ta, Zr(lV), С

ldll, Со, Cu, Mo (Yl) Mb

918273 8

: Продолжение таблицы

1000

0,530; 0,535; 0,540

0,520: 0,52 6; 0,528

0,540; 0,535; 0,540

0,535; 0,530; 0,540 чч

100

400

Моч!

400

1. Способ фотометрического определе- . ния титана, включающий переведение титана в водорастворимое комплексное сое» динение с помошью К -бензоил-2-натрийсупьфонат- й-феннпгидроксипамина и последующее фотометрирование, о т л ич а ю щ н и с я тем, что, с цепью повышения селективности определения, про-, цесс осуществляют при рН 1,0-1,4.

2. Способ по и. 1, о т п и ч а юшийся тем, что, с цепью сепективСоставитель А. Жаворонкова

Редактор Н. Коляда Текред М.Гергель Корректор М. Пожо

Заказ 2031/28 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПЙП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения ного определения титана при содержании

Ге (И1) более 1 мг в конечном объеме, процесс ведут в присутствии аскорбиновой кислоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Марченко 3. Фотометрическое on редепение элементов, М., Мир, 1975.

2. Умланд Ф. и др. Комплексные соединения в аналитической химии. М., Мир, 1975, с. 398.

3.ВИагдаЧо 5.Р сщаь 8.S -2oweE.

СИею.,36, % 1, 255, 1Ъ71 (прототип).