Способ определения ванадия (у)

 

Изобретение относится к способам экстракционно-фотрметрического определения ванадия V и может быть использовано при анализе ванадийсодержащих объектов. Цель изобретения - повышение чувствительности анализа. Сущность предлагаемого способа заключается в переводе ванадия (Y) е ионный ассоциат с роданид-ионами и основным красителембистриметинци - анином Ас концентрацией их в анализиоуемом растворе 0.5 - 1.0 и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G.01 N 31/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4779058/26 (22) 27.11,89 (46) 23.02,92; Бюл. N. 7 (71) Ужгородский государственный универ.ситет (72) И.С.Балог, fl.Ï,Êèø, И.И.Зимомря и

И,Л.Мушкало (53) 543;062 (088.8) (56) Talanta, 1988, v.35, р.1001 — 1004. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ Ч (57) Изобретение относится к способам экстракционно-фотометрического определения ванадия V и может быть использовано при анализе ванадийсодержащих объектов.

Цель изобретения — повышение чувствиИзобретение относится к аналитической химии, а именно к способам зкстракцион но-фотометрического определения ванадия, и может быть использовано при анализе ванадийсодержащих объектов, в том числе материалов порошковой металлургии титана.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ экстрак цион но-фотометрического определения ванадия (V), включающий перевод его в растворе в ионный ассоциат (ИА} с 3,5-динитропирокатехином (ДНП) и бриллиантовым зеленым (БЗ), зкстракцию и последующее фотометрирование ИА в экстракте. ИА экстрагируют четыреххлористым углеродом из 0,025 М раствора серной кислоты в виде (VO(OH) (ДНП)2 ) (БЗ )2. Мешают определению ванадия ти Ы,, 1714501 А1 тельности анализа. Сущность предлагаемого способа заключается в переводе ванадия (Y) e ионный ассоциат с роданид-ионами и основным красителем- бистриметинцианином А с концентрацией их в аналиэиоуемом растворе 0,5 — 1,0 и (1,0 — 1,3) 10 M соответственно при рН среды 1,4 — 2,7, экстракции комплекса смесью толуола с циклогексанолом при их объемном соотношении

4;1 и последующем фотометрировании экстракта. Чувствительность анализа возрастает практически в два раза — до 0,0008 мкг/мл. 7 табл. тан, молибден, вольфрам, ЭДТА и роданидионы.

Известный способ имеет следующие недостатки. Чувствительность определения ванадия (V) не очень высока, молярный коэффициент поглощения ИА в экстракте при

630 нм равен 1,7105. Кроме того, экстракцию ИА проводят в узком интервале кислотности (рН 1,3 0,1), несоблюдение которого приводит к маловоспроизводимым результатам анализа. Прямолинейность зависимости оптической плотности экстрактов ИА от концентрации ванадия соблюдается в узком интервале 0.005 — 0.3 мкг!мл V(V).

Целью изобретения является повышение чувствительности анализа..

Поставленная цель достигается тем, что при способе экстракционно-фотометрического определения ванадия (V). включаю1714501 щем его перевод в ионный ассоциат с электроотрицательным лигандом и основным красителем, экстракцию ассоциатэ органическим растворителем и последующее фотометрирование экстракта, в качестве электроотрицэтельного лиганда, основного красителя и растворителя используют соответственно роданид-ионы, бистриметинцианин А (БЦА) и смесь (4:1) толуола с циклогексанолом, Ионный ассоциат ванадия (V) экстрагируют из водного раствора с рН 1,4 — 2,7 и фотометрируют в виде

R ((1/О(ОН)йс5)4), (где R — катион БЦА).

Краситель бистриметинцианин А имеет формулу СН, Сн

Сл-СН CIII

С1!

СН

2СН380

СН3

СН

3 7-СНСН

8 и

СН3 и является ангулярным изомером цианинового красителя с двумя сопряженными хромофорами.

Максимальная чувствительность определения ванадия (V) достигается в следующих условиях: общая кислотность водного

; раствора рН 1,4 — 2,7, равновесная концен, трация роданид-иона и красителя БЦА соот-ветственно равна 0,5 — 1,0 и (1 — 1,3) 10 M.

-4

В оптимальных условиях образования и экстракции ИА ванадия (V) малярный коэффициент поглощения при извлечении смесью (4:1) толуола с циклогексанолом равен

3,15 10 при 575 нм. Нижний предел определения ванадия 0,0008 мкг/мл. При испорьзовании других экстрагентов (бензолэ

ССИ, хлороформа, спиртов. кетонов), а также их смесей чувствительность определения ванадия уменьшается, Сопоставительная оцен ка чувствител ьности для известных и предлагаемого способов и. риведена в табл.1.

Равновесная экстракция I/lA ванадия (V) устанавливается за 1 — 1,5 мин. Окраска экстрактов устойчива в течение 4- 5 ч. Светопоглощение окрашенных экстрактов подчиняется закону Бера в диапазоне концентраций ванадия (V) 0,004 — 0,9 мкг/мл. Определению предложенным способом не мешают щелочные, щелочноземельные металлы, бор, алюминий, кадмий, никель, свинец, железо (И), медь, марганец.

Пример 3. В градуированные пробирки с притертыми. пробками вводят 1,02 мкг ванадия (V) 0,2 мл 1О Ъраствора ЙН4ЧОз), разные количества 5 М раствора роданида аммония, 0 5 мл 0,1 M раствора НС! 1,0 мл

5 10 М раствора красителя БЦА и дистилИз анионов не мешают определению хлориды, бромиды, сульфаты, фосфаты, нитраты и ацетаты.

Пример 1, В градуированные пробир5 ки с притертыми пробками вводят 1 02 мкг. ванадия (V) (0,2 мл 10 ирастворэ КН4ЧОз), 0,5 мл 5 М раствора NH45CN, 0,5 мл 0,1 M раствора HCI,2,8 мл дистиллированной воды и 1,0 мл 5.10 М раствора красителя БЦА, 10 Серию таких растворов экстрагируют 5 мл смеси толуола с циклогексанолом (при разных их объемных отношениях) в течение 1 мин. Экстракты отделяют, центрифугируют и измеряют оптическую плотность А при 575

15 нм на спектрофотометре СФ-46 в кюветах с

1=0,1 см относительно экстракта контрольного опыта (без ванадия), Из значений А рассчитывают величины малярных коэффициентов поглощения.

20 Данные представлены в табл.2, из которой следует, что чувствительность-определения ванадия {V) no предложенному способу максимальна при объемном соотношении толуола с циклогексанолом 4:1. При

25 других соотношениях этих органических растворителей чувствительность метода уменьшается за счет уменьшения значений оптических плотностей экстрактов ИА.

Пример 2, В градуированные пробир30 ки с притертыми пробками вводят 1,02 мкг ванадия (V) (0,2 мл 10" 0,5 мм раствора и Н4/Оз), M раствора роданида аммония, 0,5 мл 0,1 М раствора НС1, 1,0 мл.5 10 М раствора красителя БЦА и дистиллированную

35 воду до общего обьема водного раствора 5 мл, рН полученного раствора 2. Раствор экстрагируют смесью (4:1) толуола с циклогексаном в течение 1 мин. Экстракты отделяют и далее anðåäåïåíèe ведут аналогично при40 меру 1, Такие же опыты проводят с добавлением менее и.более. концентрированных растворов НС1 для создания различных рН, значение которых контролируют с помощью рН-метра (в ячейке для микроизмерений).

45 Данные представлены в табл.3, из которой следует, что чувствительность определения ванадия {V) по предложенному способу максимальна при кислотности водного раствора в интервале 1,4 — 2,7. Вне

50 этого интервала рН чувствительность метода уменьшается за счет уменьшения значений оптических плотностей экстрактов.

1714501 лированную воду до общего объема 5 мл.

Приливают 5 мл смеси (4:1) толуола с циклогексанолом и экстрагируют в течение 1 мин.

Зкстракты отделяют и определение ведут аналогично примеру 1, Данные представлены в табл.4, из которой следует, что чувствительность определения ванадия по предложенному способу максимальна при равновесной концентра- 10 ции роданида аммония 0,5 — 1.0 М,Яри другой концентрации роданида аммония чувствительность определения ванадия (Ч) уменьшается.

Пример 4. В градуированные пробир- 15

-ки с притертыми пробками вводят 1,02 мкг ванадия (V) ((00,2 мл 10 4 M раствора и Н4ИОз), . 0,5 мл 5М раствора роданида. аммония, 0,5 мл 0,1 раствора HCI,О разные количества

5.10 M раствора красителя БЦА и дистил- 20 лированную воду до общего объема .5 мл.

Приливают 5 мл смеси (4:1) толуола с циклогексанолом и экстрагируют в течение 1 мин.

Зкстракты отделяют и далее определение . ведут аналогично примеру 1. 25

Данные представлены в табл;5, из кото- . рой следует, что чувствительность определения ванадия по предложенному способу максимальна при равновесной концентрации красителя БЦА в водном растворе (1.0- 30

1,3) 104 М. При другой концентрации кра. сителя чувствительность определения ванадия уменьшается.

Для экспериментальной проверки способа проведено определение ванадия (Ч) в 35 растворе его чистых солей и в металлическом титане.

fl р и м е р 5. Определение ванадия в растворах его чистых солей. В градуированные.пробирки с притертыми пробками вво- 40 дят 0;51 мкг ванадия (0,1 мл 10 М ИН4МОз), 0,5 мл 5М раствора роданида аммония, 0,5 мл 0,1 М раствора HCI, 1,0 мл 5 10 М раствора красителя БЦА и дистиллированную воду до общего объема 5 мл. Приливают 5 45 мл смеси (4:1) толуола с циклогексанолом и экстрагируют в течение 1 мин. Органическую фазу отделяют, центрифугируют и измеряют . оптическую плотность на спектрофотометре СФ-46 при 575 нм отно- 50 сительно экстракта контрольного опыта (без ванадия). Количество ванадия определяют по градуировочному графику, построенному аналогично с помощью стандартных растворов ванадия (Ч) в диапазоне

его концентрации 0,004 — 0,9 мкг/мл. Полученные данные представлены в табл.6.

Пример 6. Определение ванадия в металлическом титане (титановых порошках, губчатом титане).

Навеску (0,1 г ) металлического титана растворяют в 10 мл серной кислоты (1:4) с добавлением нескольких капель азотной кислоты, раствор упаривают до появления паров $0з и разбавляют до 20 мл дистиллированной водой. Прибавляют по каплям 5М раствора NaOH до рН 8 — 9. Раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 50 мл (фильтр — белая лента), осадок на фильтре промывают несколько раз водой, с добавлением 1 М раствора HCI нейтрализуют раствор до рН =7 и разбавляют водой до 50 мл.

Отбирают 1 мл анализируемого раствора в градуированные пробирки с притертыми пробками, вводят 0,2 мл.1%-ного раствора фторида аммония; 0.5 мл 5 M раствора роданида аммония, 0,5 мл 0,1 M раствора

HCI, 1,0 мл 5 10 M раствора красителя

БЦА и 1,7 мл дистиллированной воды; Приливают 5 мл смеси (4:1) толуола с циклогексанолом и зкстрагируют в течение 1 мин.

Далее анализ проводят, как описано в примере 5. Результаты анализа, полученные методами градуировочного графика "8aeдено — найдено", представлены в табл.7.

Использование предлагаемого способа . экстракционно- фотометрического опреде- . ления ванадия (Ч) обеспечивает увеличение чувствительности определения, что позволяет анализировать относительно небольшие навески (0,05 — 0,1) объектов на содержание ванадия, Кроме того, интервал кислотности раствора при экстракции шире, что упрощает аналйз. Способ успешно может быть использован в заводских, научноисследовательских лабораториях при анализе сложных по составу объектов, со" держащих следовые количества ванадия.

От нос ител ьная погрешность оп ределения ванадия не превышает + 3 — 4%.

Формула изобретения

Способ определения ванадия (t/), включающий перевод его в ион.ный ассоциат с злектроотрицательным лигандом и основным красителем в среде соляной кислоты, экстракцию органическим растворителем и последующее фотометрирование, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности анализа, в качестве алектроотрицательного лиганда используют роданид-ионы, основного красителя бистриметинцианин А с концентрацией в анализируемом растворе соответственно

0,5 — 1,0 и (1,0 — 1,3) 10 М, перевод осуще1714501 8 .. Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Il р и м е ч а н и е . Равновесная концентрация БЦА 1 10 4М, рН 2, 1,02 мкг ванадия ( .Ч) ствляют в среде соляной кислоты при рН 1,4 — 2:,7, а в качестве растворителя применяют

Примечание. Рав

: pH 2, 1,02 мкг ванадия (Ч)..

Примечани

1,02 мкг ванадия (V). смесь толуола с циклогексанолом при их обьемном соотношении 4:1.

1714501

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Составитель И;Балог

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун

Заказ б89 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

П р и м е ч:а н и е: Равновесная концентрация роданида аммония 0,5 М, рН 2, 1,02 мкг ванадия (V).