Способ определения серы
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
Союз Советских
Социалистических
<»>941279
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.08.80 (21) 2977630/23-26 с присоединением заявки )хе— (23) Приоритет— (51) М, К;
-С 01 В 17/00
G 01 N 27/46
Государственный комитет
Опубликовано 07.07.82. Бюллетень ЛЪ 25
Дата опубликования описания 17.07.82 (53 ) УД К 546. 22:
:543.257.1 (088.8) Ilo делам иэооретеиий и открытий (72) Авторы изобретения
Г. И. Бебешко и О. Н. Олешко ) -»
Всесоюзный научно-исследовательский ит>ститут минерального сырья
/ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕРЫ
Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения общего содержания серы при анализе горных пород руд и минералов.
Известен способ определения сульфатной серы восстановлением ее до HzS npu
300 С смесью SnC12 — НзPO с последующим иодометрическим титрованием (1).
Способ не обладает достаточной воспроизводимостью вследствие непостоянной восстановительной активности смеси. Кроме того, способ неселективен в присутствии ртути и меди.
Известен способ определения серы после восстановления сульфат-ионов до сероводог рода смесями восстановителей 1Х)аНгРОг+
Яп„, или )Х)аН РОг+К1 в сРеде конденсиРованной фосфорной кислоты (2).
Однако эти способы не селективны.
Известные способы пригодны для анализа сульфатных и сульфидных руд с установленным (известным) минералогическим составом и позволяют определять серу в простых по минералогическому составу объемах после разложения их в конденсированной фосфорной кислоте при подбор >»нiòановителей.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ, по которому жидкую пробу сульфатов с содержанием серы до нескольких мкг восстанавливают в токе азота при 213" смесью
Ti (111) — Нэ РО4, содержа щей н а 100 мл концентрированной ортофосфорной кислоты 2,5 г титановой стружки. Количество образующейся сульфидной серы определян>т с сульфидным электродом косвенно по серебру (3).
Способ малоселективен, ограничен низкими содержаниями серы, не пригоден к анализу сложных объектов (минеральное сырье). Определению мешает не только ртуть, но и серебро, медь, висмут и др. эчементы.
Цель изобретения — повышение селективности определения и расн>ирение диапазона определяемых концентраций серь,.
Поставленная цель достигает< я тех., что анализируемый материал разлагают пр::. "20260 С смесью Ti (III) — Н РО пСI, 941279
Таблица 1
Содержание серы, ф
ОтносительНазвание образца ное стандартное отклонение, 4 по паспорту по предлагаемому способу
СО 166 в (хромовая руда) 0,020 0,017
9 5
Со 450 (железная руда) 0,015 0 016
СО 384 (железная руда) 0,356 0,364
8.5
С0 290 (медномолибденовая руда) 2,01
2,02
3,0 ж
Результат является средним из 10 измельчений
Способ включает следующие операции.
Анализируемый материал помещают в восстановительную смесь Ti (III) — Н РО ЯпС1, нагревают в токе зота до 220 — 260 С, поглощают выделяющийся сероводород буферным раствором и количество серы прямо измеряют с сульфидным электродом.
Предлагаемый способ основан на том, точ для разложения пробы применяется реакционная смесь Ti (III) — НзРО4 — SnCIz, обладающая сильными восстановительными и комплексующими свойствами. Смесь количественно восстанавливает сульфатную серу и разлагает труднорастворимые сульфиды таких металлов, как Ag, Cu, Hg, Bi, РЬ, Fe, Zn, Cd, Со, Мп и др., с выделением сероводорода.
Кроме указанной восстановительной смеси опробывают другие смеси: Ti (111)—
Н РО+ Sn — Ti (III) — НзРО4 Ti (III)—
НзPO4 — HCI. Установлено, что только сочетание Ti (III) — H PO — . >пС1 позволяет существенно повысить селективность способа.
Полное разложение анализируемого материала происходит в температурном интервале 220 — 260 С. Ниже 220 потенциал сульфидного электрода не достигает постоянного значения вследствие неполного восстановления серы, а выше 260 С потенциал постепенно падает, вероятно, из-за вымывания сероводорода из поглотительного сосуда током горячего азота.
Пример. Навеску анализируемого матери- ала не более 0,5 г, содержащую 10 мкг — 10 мт серы, помещают в реакционный сосуд из кварца, приливают 8 — 10 мл предваритель5 но очищенной восстановительной смеси.
Смесь готовят следующим образом.
5 r титановой стружки растворяют при нагревании в 100 мл концентрированной ортофосфорной кислоты, в теплый раствор добавляют 2,5 r соли ЯпС1 - 2Н О. Нагревают
to навеску в реакционном сосуде в токе азота до 220 — 260 С. Образующийся сероводород поглощают сульфидным антиокислительным буферным раствором, который содержит
1 0 М NaOH и 0,05 М аскорбиновую кислоту.
Количество серы измеряют с помощью сульфидного электрода, погружаемого в буферный раствор. Начиная со 160 — 180 С, потенциал сульфидного электрода увеличивается и при 220 — 260 С достигает постоянной величины. Время, необходимое для анализа, 20 составляет 15 — 20 мин. Для потенциометрических измерений используют серийно выпуск емую аппаратуру: измерительный сульфидный электрод марки ЭСС вЂ” 01, электрод сравнения марки ЭВЛ вЂ” 1МЗ, подключаемый через переходной мостик, потенциометр рН вЂ” метр 340. Калибровку сульфидного электрода проводят по се, ии стандартных растворов сульфата натрия, восстанавливаемых аналогично пробе.
Результаты определения серы предлагаемым способом в стандартных образцах приведены в табл. 1.
941279
Предлагаемый способ позволяет определять серу в пробах разнообразного минерального сырья без ограничения его по составу, так как смесь Ti (111) — На РО4—
SnCIz, используемая для разложения пробы, обладает большей восстановительной способностью по сравнению со смесями в известных способах.
Результаты изучения влияния широкого круга элементов на определение серы
1 0 с помощью смеси Ti (1 1 1 ) — Н РО4 SnCI2 приведены в табл. 2.
Для изучения влияния элементов на процесс восстановления к 1 мл раствора 1Ча 504, содержащего 100 мкг серы, добавляют растворы азотнокислых солей элементов, обраls зующих труднорастворимые сульфиды.
Таблица 2 г
Найдено серы, мкг
Найдено сеКоличество добавляемого
Добавляемый
Количество добавляемого элеменДобавляемый элемент ры,мкг элемент элемента, мкг та, мкг
330
А9() 100 CcI (I I ) 94
555 нЯ(l) 700 107 Zn(II) 260
100
Cu (l I ) 500
100 Hg(l I) 200
100
1 ь(l>) 7оо 100 Вi(II) 1ООО
100
94 Hn(ll) 175
Co(l I) 236
Fe(l I I) 550
100
100 Ва(! 1) 400 100
Как видно из табл. 2, определению серы не мешают 5-кратный избыток Ag, Cu; 7-кратный избыток Hg, Pb; 10-кратный избыток Bi;
4-кратный избыток Ва и др. элементы.
Способ применим к анализу различных руд (железные, хромовые, марганцевые, медно-молибденовые, баритполиметаллические и др.) и горных пород.
Противопоставленные способы не при- 4s годны для определения низких содержаний серы, они позволяют определять серу только в пределах 10 — 53 /о.
Предлагаемый способ позволяет определять серы от тысячных долей процента до п. 10о/о.
Предлагаемый способ более экспрессен, время от взятия навески до получения аналитического сигнала составляет 15 — 20 мин.
В известном способе один процесс восста- ss новления длится 20 — 30 мин.
ВНИИПИ Заказ 4747/2 Тираж 509 Подписное
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Предлагаемый способ позволяет определять серу в минеральном сырье разнообразного состава (горные породы, руды, минералы) при содержании 0,002 — 30 /р. Способ обладает высокой селективностью. Определению не мешают: 5-кратный избыток Ag, Сп, Fe, 7-кратный избыток Hg, Pb, 10-кратный избыток Bi, 2,5-кратный избыток Zn, Со, 11-кратный избыток Ва и др. элементов.
Предлагаемый способ более производителен, чем гравиметрический. На анализ одной пробы с построением градуировочного графика затрачивается около 2-х часов, гравиметрическим способом — 2 дня. Стан-. дартное отклонение при анализе стандартных образцов с содержанием серы 0,0n /о составляет 6 — 12 /о относительных.
Формула изобретения
Способ определения серы, включающий переведение ее в сероводород при нагревании с использованием восстановительной смеси, содержащей титан (III) и фосфорную кислоту с последующей индикацией сульфидиона с помощью сульфидного электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности определения и расширения диапазона измеряемых концентраций, восстановительная смесь дополнительно содержит хлорид олова.
2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что процесс осуществляют при 220 — 260 С.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Волков И. И., Остроумов Э. А.— «Журнал Аналитической химии», 1958, )„Д, с. 686—
690.
2.— «Talanta». 1980, 27, М 6, с. 519 — 528.
3. Serre р. aj, Bozon Н.— «Analusus», 1977, 5, Ма 7, с. 301 — 309 (прототип).