Инверсионный вольтамперометрический способ определения вольфрама

 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно ИВА способам определения вольфрама в материалах черной металлургии. Сущность способа заключается в том, что вольфрам концентрируют на поверхности графитового электрода в виде органического соединения с f-капролактамом. При этом потенциал электролиза равен -0,5В, концентрация капролактама 0,2 М, кислотность фона 2-4 HaSO. После концентрирования регистрируют анодную вольтамперограмму и определяют концентрацию вольфрама по высоте анодного пика при потенциале -0,18 В. Определению не мешает присутствие избытка молибдена железа, хрома, никеля, меди, марганца цинка и свинца, не требуется их отделение Способ обладает высокой селективностью и экспрессностью. 4 табл bn

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9} (}! } (si}s G 01 N 27/48

ГОСУДАРСТВЕН-АЛЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841564/25 (22) 25,06,90 (46) 07.(}7.92..Бюл. М 25 (71) Институт стандартных образцов Центрального научно-исследовательского института черной металлургии им. И.П.Бардина (72) Г.Н.Попкова и Н.Д, Федорова (53) 543,253(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 532799, кл. G 01 N 27/48, 1978, Васильева Л,Н. и др. Вольтамперометрическое определение вольфрама в сложных продуктах цветной металлургии.—

Журнал аналитической химии, 1985. т, 40, N. 1, с. 130-134. (54) ИНВЕРСИОННЫЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВОЛЬФРАМА

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к электрохимическим способам определения вольфрама, и может быть использовано при аналитическом контроле материалов черной металлургии на. содержание вольфрама.

Известен способ вольтамперометрического определения вольфрама в сложных продуктах цветной металлургии, основанный на электрохимическом восстановлении вольфрама в среде 0,25 M А! С!з и 4 M HCI на. ртутном или ртутно-графитовом электродах.

Недостатком способа является низкая селективность K основному компоненту материалов черной металлургии железа (1И) и другим элементам, образующим гидрооки(57) Изобретение относится к аналитической химии, а именно ИВА способам определения вольфрама в материалах черной металлургии. Сущность способа заключается в том, что вольфрам концентрируют на поверхности графитового электрода в виде органического соединения с я;капролактамом. При этом потенциал электролиза равен -0,5В, концентрация капролактама 0,2

М, кислотность фона 2-4 Н2304. После концентрирования регистрируют анодную вольтамперограмму и определяют концентрацию вольфрама по высоте анодного пика при потенциале -0,18 В, Оп ределени ю не мешает присутствие избытка молибдена, железа, хрома, никеля, меди, марганца. цинка и свинца, не требуется их отделение. Способ обладает высокой селективностью и зкспрессностью, 4 табл. си при щелочном сплавлении и выщелачивании плава в воде, что приводит к увеличе- нию времени проведения анализа, Кроме того, применяется высокотоксичное вещество — ртуть, .Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ электрохимического концентрирования вольфрама на твердом графитовом электроде. Способ включает электролитическое накопление вольфрама из раствора на стационарном электроде с последующим анодным растворением и регистрацией анодного тока. Процесс накопления происходит в 0,1 Н NH4CI (рН 6-8) при потенциале

-1,8 В.

1746288

10

35

55

Низкая селективность известного способа не позволяет определять вольфрам в материалах черной металлургии без отделения сопутствующих компонентов, что усложняет и увеличивает продолжительность анализа. Железо, являющееся основой материалов черной металлургии, в условиях проведения анализа (рН 6-8) образует гидроокись, поэтому его необходимо отделять, Целью изобретения является увеличе. ние селективности и экспрессности определения.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве органического реагента используют е-капролактам(КЛМ)„а малорастворимое соединение вольфрама с КЛМ, образованное на графитовом электроде, электрохимически окисляется. Концентрацию вольфрама. в растворе получают, измеряя максимальный ток окисления образованного соединения.

Новый электрохимически активный комплекс образуется при следующих оптимальных условиях; потенциал накопления

-0,5 В; кислотность среды 2-4 Н Н2504; концентрация КЛМ 0,2 M и концентрация роданид-ионов 0,06 М, В оптимальных условиях максимальный ток электрохимического окисления, образованного на электроде в стадии предэлектролиза, прямо пропорционален концентрации вольфрама в интервале от 1,5 10 r-и/л до

1,5 105 г-и/л,.

Применение в качестве органического осадителя КЛМ позволяет устранить мешающее влияние ряда элементов: железа, никеля, хрома, марганца, молибдена, которые в известном способе необходимо предварительно отделять.

Сравнительные данные по селективности приведены в табл. 1.

Благодаря повышению селективности отпадает необходимость отделения этих элементов, в результате сокращается время проведения анализа. Кроме того, в способе не требуется удаление кислорода из раствора, что также. сокращает время анализа, Существенным отличием способа является то, что электрохимическое концентрирование вольфрама происходит в кислой среде. При рН 6-8 железо (И1), хром (liI) и частично марганец (il) находятся в виде гидроокисей, что полностью исключает возможность концентрирования вольфрама на поверхности электрода в присутствии указанных элементов по известному способу.

Необходимость отделения мешающих злементов удлиняет время проведения анализа.

Результаты влияния кислотности на величину аналитического сигнала вольфрама приведены в табл, 2, Оптимальной областью кислотности является 1-8 Н среда серной кислоты, Существенным является также потенциал накопления. При изменении потенциала накопления от оптимального в сторону увеличения или понижения происходит резкое изменение чувствительности определения. В табл. 3 показано влияние по-тенциала накопления на величину аналитического сигнала вольфрама, Высокая селективность предлагаемого способа позволяет быстро и надежно проводить определение вольфрама в материалах черной металлургии без предварительного отделения его от сопутствующих элементов, Пример, Навеску стали или сплава растворяют любыми способами, обеспечивающими полное разложение материала проб; добавляют 10-15 мл серной кислоты (1;1) и 2-5 мл концентрированной фосфорной кислоты, дважды упаривают раствор до паров серной кислоты. Соли растворяют в воде и переносят в мерную колбу 100 мл.

Аликвоту раствора, содержащую 5-10 мкг вольфрама, помещают в электролитическую ячейку, приливают 1 мл 10 Д-ной аскорбино. вой кислоты, 1 мл 10%-ного раствора роданида аммония, 2 мл 25g,-ного раствора

KflM, выдерживают 2-5 мин до полного восстановления железа (ill). Проводят концентрирование вольфрама на графитовом электроде в течение 1-3 мин при потенциале.

-0,5 В относительно хлоридсеребряного электрода и регистрируют вольт-амперную кривую при линейно изменяющемся потенциале, со скоростью 50 мВ/с. Максимальный анодный ток наблюдается при -0,18 В.

Содержание вольфрама рассчитывают по стандартному раствору.

С использованием КЛМ проведено оп-. ределение вольфрама в железе чистом типа

008ЖР (СО CI), стали углеродистой типа 20 (СО У3б).

Результаты определения вольфрама по

50 предлагаемому способу представлены в та.бл, 4, Использование предлагаемого способа определения вольфрама обеспечивает, по сравнению с известными способами следующие преимущества: возможность onререаееее вольфрама без отделения сопутств ющих компонентов в сл ;.кных по составу .::бъектах, снижение затрат времени на проведение определения; возможность

1746288 определения вольфрама без применения токсичного вещества — ртути.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Составитель Т. Николаева

Редактор Н. Бобкова Техред М.Моргентал Корректор В..Гирняк

Заказ 2391 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретения

Инверсионный вольтамперометрический способ определения вольфрама, включающий концентрирование на поверхности . электрода соединения вольфрама с органическим реагентом и последующую регистра.цию тока электрохимического превращения этого соединения, отличающийся тем, что, с целью увеличения селективности и экспрессности, концентрирование вольфрама ведут при потенциале — 0,5 В на фоне

2-4 Н раствора Н2$04, содержащего 0,2 М раствор а капролактама с последующей регистрацией анодной вольт-амперной кривой, а концентрацию вольфрама определяют по высоте анодного пика при потенциале -0,18 В.