Способ фотометрического определения бора в сталях
Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при определении микроколичеств бора ( 2 -10 )% в сталях. Целью изобретения является повышение селективности и чувствмтельности определения и сокращение времени анализа. Цель достигается путем растворения анализируемого материала в смеси кислот и последовательного добавления D анализируемый раствор концентрированной серной кислоты, (3,5-4,0) М растзора 4,4 -диоксибензоилметана или 4,4 - диметоксибензоилметана в ледяной уксусной кислоте таким образом, чтобы суммарная концентрация серной и уксусной кислот составляла 16.2-16,9 моль/л при соотношении объемов серной и уксусной кислот 1:(2-1), после чего вводят концентрированную фосфорную кислоту в количестве 1,5 - 2,0 моль/л и фотометрируют полученный окрашенный раствор. 3 табл. С/ С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 N 31/22
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
3 табл. (21) 4446273/26 (22) 15.04.88 (46) 15.01.91. Бюл. М 2 (7",) Институт стандартных образцов Центрального научно-исследовательского института черной металлургии (72) А,В.Ищенко и Н.В.Сташкова (53) 669.14:546.27:06;543(088.8) (56) Степин В.В. и др. Определение малых концентраций компонентов в материалах черной металлургии. M.: Металлургия, 1987, с. 27-29, (54) СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ БОРА В СТАЛЯХ (57) Изобретение относится к аналитической химии и может быть использована при определении микраколичеств бора (5 10—
2 10 ) в сталях. Целью изобретения являИзобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при определении микроколичеств бора (5 10 4—
2 10 $) в сталях.
Цель изобретения — повышение селективности и чувствительности определения и сокращение времени анализа, Пример. Навеску стали 0,1-1 гпомещают в широкогорлую кварцевую колбу объемом 100см и растворяют при нагревании в 20 см смеси, содержащей воду, соляную и азотную кислоты в соотношении 1:1:1 и
10см фосфорной кислоты (фосфорную кислоту на атой стадии прибавляют для предотвращения потерь бора). После полного ,растворения прибавляют 10см серной кислоты, разбавленной в соотношении 1:1 и нагревают до выделения паров серной кислоты в течение 30 мин при 290 С. После охлаждения соли растворяют в 30 см воды, Ы,, 162G936 А1 ется повышение селективности и чувствительности определения и сокращение времени анализа. Цель достигается путем растворения анализируемого материала в смеси кислот и последовательного добавления в анализируемый раствор концентрированной серной кислоты, (3,5 — 4,0) 10 М раствора 4,4 -диоксибензоилметана или
4,4 - диметаксибензаилметана в ледяной уксусной кислоте таким образом, чтобы суммарная концентрация серной и уксусной кислот составляла 16,2-16,9 моль/л при соотношении обьемов серной и уксусной кислот 1:(2-1), после чего вводят концентрированную фосфорную кислоту в количестве 1,5 — 2,0 моль/л и фотометрируют полученный окрашенный раствор. раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 50 см и перемешивают, о
Аликвоту раствора 0,5 — 1,0 см помещают в кварцевую колбу или стакан вместимо- (5 стью 50 — 100 см, добавляют 6 см концентрированной серной кислоты и оставляют на 10 — 15 мин. Затем добавляют по каплям 6 см 0,003 M раствора 4.4 -диоксиI дибензоилметана или 4,4-диметоксидибензоилметана (0,5 г реагента растворяют в
200 си леденей уксуснои кислоты), осталллют на 2,5 ч, добавляют 1,5 см фосфорной кислоты (пл. 1,7 г/смз) и через 30 мин 25 см раствора, содержа цего в 1 дм 250 г уксуснокислого натрия и 300 см уксусной кислсты.
Величину светопоглощения измеряют через 15 — 20 мин при 440 нм в сравнении с раствором, для приготовления которого к аликвоте раствора, равной аликвоте пробы, 1620936 прибавляют 0,2 смз 3,5 -ного раствора фтористого натрия, затем через 60 мин вводят 6 см серной кислоты и далее процесс ведут как описано выше.
Методика проверена на стандартных 5 образцах (СО) с синтетических смесях, содержащих, Д: хром 15; алюминий 1 5; титан
2,5; молибден 3,7; ниобий 2; ванадий 0,5; вольфрам 6. Установлено, что определению бора беэ предварительного отделения пре- 10 пятствуют только высокие концентрации титана и ванадия (более 1 и 05 соответственно). Никель (до 0,5 г) не оказывает влияния на определение, поэтому методика может быть использована также при 15 анализе сплавов на никелевой основе.
В табл. 1 приведены результаты анализа сталей и сплавов на никелевой основе.
Из приведенных в табл. 1 данных следует, что точностные характеристики предла- 20 гаемого способа выше по сравнению с известным способом.
Молярный коэффициент светопогпощения я для предлагаемого способа равен
1,6 10,для известного к =1,6 10, т.е, чувствительность предлагаемогО способа в полтора раза выше чувствительности известного способа.
Затраты времени на определение бора в партии проб (20 единичных измерений) в 30
2,5 раза меньше, чем по известному способу.
Реакция бора с j3--дикетонами (4,4 -диоксидибенэоилметаном или 4,4 -диметоксидибенэоипметаном) проходит в среде 35 койцентрированных серной и уксусной кислот. С увеличением апиквоты слабокислого испытуемого раствора общая кислотность раствора снижаетея и соответственно уменьшается величина оптической плотно- 40 сти, поэтому определение следует проводить при сумма рной кислотности
16,2-16,9 моль/дм, что соответствует объему аликвоты 1-0,5 см:
Кислотность 45 раствора, мопь/дм 16,9 16,2 14,5 12,3
Оптическая плотность 0,596 0,395 0,074 0,00
Объем апиквоты, см 0,5 1,0 2,0 5,0 . 50
Помимо величины суммарной кислотности, на интенсивность окраски комплекса оказывает влияние соотношение концентраций серной и уксусной кислот в период образования комплекса.
Максимальная чувствительность определения достигается при соотношении в пределах HzS04: СНзСООН в пределах
1:2- 1:1.
Оптимальная концентрация реагента была определена по кривой насыщения.
Максимальная величина оптической плотности достигается при концентрации реагента 0,0035-0,004 мопь/дмз, Увеличение концентрации реагента сверх указанной величины нецелесообразно ввиду его высокой стоимости и ограниченной растворимости, которая может привести к помутнению раствора в процессе анализа. Реагент растворим только в сипьнокислом растворе.
Поэтому существенное значение имеет порядок прибавления: к аликвоте анализируемого раствора добавляют вначале концентрированную серную кислоту, затем раствор реагента в ледяной уксусной кислоте.
В табл. 2 приведены результаты анализа растворов, содержащих бор и железо, в присутствии фосфорной кислоты, Светопоглощение растворов, содержащих бор и железо, измеряли относительно раствора железа той же концентрации (5 мкг бора добавлено к 1 г железа, разведение 50 см, аликвота 1 см, п = 5). з
Представленные в табл. 2 данные свидетельствуют о том, что наибольшая величина светопоглощения наблюдается в интервале концентрации НзРО4 1,53 моль/дм., но в связи с тем, что при увеличении концентраций НзРО4 возрастает величина относительно среднеквадратичного отклонения W, целесообразно ограничить концентрацию НзРО4 до значения, находящегося в интервале 1„5-2,0 мопь/дм з
В табл, 3 представлены данные по îïðåделению малых содержаний бора и сопоставлению точностных характеристик предлагаемого и известного способов (n = 5, К=4).
Как видно из представленных в табл. 3 данных оба способа при анализе реальных проб имеют близкие точностные характеристики при определении до 0,0005 "îðà.
Формула изобретения
Способ фотометрического определения бора в сталях, включающий растворение анализируемого материала в смеси кислот и переведение бора в окрашенное соединение с 4.4 -диоксибензоилметанам (I} или 4,4-диметоксибензоилметаном (И) в среде серной и уксусной кислот, отличающийся тем, что, с целью повышения сепективности и чувствительности определения и сокращения времени анализа, в анализируемый раствор последовательно добавляют концентрированную серную кислоту,(3,51620936 при соотношении обьемов серной и уксусной кислот 1:(2 — 1), после чего вводят ко .:центрированную фосфорную кислоту в количестве 1,5-2,0 моль/л.
Таблица
0,5 d
СО
0.0005
0,00001
0,00099
0,001
С1+СР
0,ОООО
0,0022
0,001
0,0022
246в
0,0015
0,0002
0,00050
246 в + СР 0,0052
0.0006
0,0025
0,0102
0,0108
246 в+ СР
0,0035
О,ОООО
0,0200
0,200
С1+СР
0,0002
0,0185
Нет
0,0187
Н8а
0,0003
То же
0,0081
22Н2
0,0078
П р и м е ч а н и е;СР— стандартный раствор;С вЂ” установленное содержание;С вЂ” средний результат выборки (п = 5 ) C — средний результат из сех выборок (К = 4 ); 0,5 d — допускаемое отклонение среднего результата от установленного содержания по ГОСТ
12360-82.
Таблица 2
4,0) 10 M раствор органического реагента (!) или (й) в ледяной уксусной кислоте так, чтобы суммарная концентрация серной и уксусной кислот составляла 16,2-16,9 моль/л
0,00099
0,00097
0,00096
0,00103
0,0021
0,0022
0,0022
0,0022
0,0049
0,0051
0,0048
0,0050
0,0107
0,0110
0,0107
0,0108
0,0207
0,0198
0,0203
0,0192
ОЯ171
0,0171
0,0198
0,0198
0,0086
0,0071
0,0078
0,0088
0.00001
0,0О003
0,00004
0,00003
0,0001
0,0000
О,ОООО
0,0000
0,0003
0,0001
0,0004
0,0002
0,0005
0,0002
0,0005
0,0006
0,0007
0,0002
0,0003
0,0008
0,0016
0,0016
0,0012
0,0012
0,0008
0,0007
0,0000
О;0010
3620936
C) х ь х
X
C). о
П) Р О
l о
Оu о»
I
С0
Х
iS
2 а
С0 . S
С1
C0 IБ с
«0
С0
Щ
Б с
Щ х
Щ
«С
С)
Ф
Ю о
-0 О (» о
IS X,iS
CI. 0) щ S
Ш оСФ И
Ф C 0) а Ф ш (к(Щ
I- Б
О С) ъ
X с
Ф
С1()С)
Ф
О «-,т . 11- СС) CO (С) C«1 Cv) .— -" «0
С)) С)) Ш, М С1) О) О 1»
«- м ю «- «- «- сч «Ф" ю осою сомсоо
-СЦс1 -СЧС )U) l
1 с ") с- с- м с) С ) М М м 3 - С«1 «т
СС) CO СМ «СЧ > СС) CO СО
ОО«ОО(ОООО
1 ОООООЯОООО
ООООО ОООО
О О О О О С;О О О О
Ю О) С«) О С3 СЧ - СС) оооо сч о
ОООООООО,,О
ОООООООООО оооoooоо - o
ОООООООО О а) С ) В О О СС) В СО а) СЧ С))
О «3 М. l CV М «0 С)) «- С)) CO CD
О О СЧ Ю СЧ О О О СЧ e O CD о о оосч оо ооо оооооооооооо О О О О О O O О О О О О
С4 0) СО М Ю С) СЧ С«1
ALA — OО--СЧDP о о сч о о о о о
1 OOOOOOOOOO
ОООООООООО
Ш ш Ф О
С) С)
1-cogcDuuug+ + u
О u«С,1+++,„m m+
«cv u u - - - с 1 с 1оС) С) uuu «u аа
СЧ СМ
e e ООС О
Оuu uuuOOu ь а. ь О
ОО
С) Ш
1о
0) S
С, С) Щ а
m 1
Q.
1Щ
С0
1и
Ф т
S а
С) Y
С) С» о х
0) т
С).
I о
СС
< ) Щ
X C
Щ х о Щ
= С) 1о х.0 о =
O IБ т
С0
1- Ш
Щ С а Ф с а
Щ (0) ьс Ф
X а а
С) С о ш
5 о а
m m
С) ас) 10) С) ФСи
X т
5 Ф (Щ !К:« о z о)-о
0) S0) ) И1
С 3,С) I=
)- фС) оФх
: « (C0 .0 о0СХ
Ф я Щ.ъ
С) а. с) с а и с) С) Ю
Ш
Ф Л
Е
С) и
Ф Q
С0 Х
S о а«
) С) х с) о С)
) X
X а Ф р Ш у, о .1 ФШ
I С)
C) С) а о
С) а
IQ 0)
2 р
> а S
2 Q.
1- Ф т щ Щ
С)
Ю х
Ф
Х
О
С) С (IX
Ф С)
У. щ о
О
Щ .К
О)
Ф Ш х а с cf
Ф CO а 0)
1)
О)
О Ф хо ф а
m v
Щ а с)
С) X т
Ф а с) С)
ID
X о
0)
Ф 1
С о х
X
Ш 1
О С))
m О и О
: Б
1 о () —
Ф С) к с
Хо
qu т 1» о
Ф ,Г
X а X с: O
Г о
