Способ определения кобальта

 

Союз Советекик

Социалистически к

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()948889 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 14.01.81 (21) 3237871/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 07. 08. 82. Бюллетень № 29 (5т)М. Кд.

С 01 G 51/00

G О1 и 31/00

В 01 0 11/04

9теударетеепай кемктет

СССР (53) УДК 543.42..062:546.73 (088.8) lo делан каабретеннй к открытий

Дата опубликования описания 07.08.82 т

И. А. Десяткова, И. Е. Корепина и, о В,,Игнатьева

1 . ...„

1 ;л ! !

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к определению кобальта в соединениях скандия и может быть использовано при аналитическом контакте процесса получения особо чистой окиси скандия и других

его соединений.

Известен способ выделения ряда примесей (кобальта, меди, марганца и других) путем группового концентрирования экстракцией их в виде комплексных соединений с оксихинолином из растворов минеральных кислот, предварительно нейтрализованных раствором гидрооксида натрия до рН 5,56,0. В качестве экстрагента используют хлороформ. Экстракт примесей упаривают досуха на графитовом порошке и анализ заканчивают спектральным методом (1 7.

Однако этот способ не применим для отделения кобальта от скандия по следующим причинам; не удается получить прозрачные растворы после растворения окиси скандия и установления необходимого значения рН 5,56,0 (нейтрализация избытка растворителя - кислоты). При нейтрализации

5 прозрачного солянокислого раствора скандия, начиная с рН 2,5 и более, образуется гидроксид скандия и отделение кобальта с любым комплексообразователем невозможно.

Известен также способ отделения алюминия, хрома, кобальта, меди, марганца, молибдена, титана, ванадия, олова, свинца, никеля групповым концентрированием их экстракцией смесью хлороформа и изоамилового спирта из растворов, содержащих гидрооксид натрия в виде внутрикомплексных соединений с 8-оксихинолином и )-фенил-3-метил-4-бензоилпиразолоном-5, сна2о чала при рН 8,0, а затем после подкисления до рН 2,5 экстракцию повторяют. Объединенный экстракт примесей выпаривают досуха на 50 мг графитового порошка в присутствии 2 мл 1 3 94888 ного раствора щавелевой кислоты, прокаливают при 400-500ОС в течение

2 мин. и анализ заканчивают спектральным методом f2>.

Однако этот способ позволяет от5 делять кобальт от скандия только на

25-353. Основная масса кобальта остается в водной фазе, в растворе, содержащем скандий.

Наиболее близким к предлагаемому по .технической, сущности и достигаемому результату является способ групnoBoro концентрирования кобальта, никеля, марганца, меди и других элементов из растворов, содержащих редкоземельные элементы, экстракцией этих примесей в виде комплексных соединений с 8-меркаптохинолином (тиооксином) из цитратных растворов с рН 9,0. В качестве экстрагента используют хлороформ или четыреххлористый углерод.

Прозрачные растворы редкоземельных элементов с рН 9,0 получают растворением окиси РЗЭ в соляной кислоте, упариванием до сиропообразного состояния добавлением раствора лимонной кислоты, предварительно нейтрализованного аммиаком до рН 9,0 с таким расчетом, чтобы соотношение массы окиси Р33 к массе лимонной кислоты стало равным зо

1:3. В полученный раствор приливают тиооксин и экстрагируют примеси в слой органического растворителя. Экстракт примесей упаривают на графитовом порошке, полученный концентрат примесей анализируют спектральным методом (3 1.

Данный способ также не применим для отделения кобальта от скандия: при установлении рН 9,0 образуется

40 гидрооксид скандия, и получить прозрачные растворы не удается.

Целью изобретения является повышение степени извлечения кобальта в соединениях скандия при его содержании в водной фазе 8-25 г/л (по окиси и снижение пределов его обнаружения.

Поставленная цель достигается экстракцией хлороформом комплексного соединения кобальта с тиооксином из ацетатного раствора при рН 3,5-4,0, полу 5О ченного последовательным добавлением к сухой смеси хлоридов скандия, кобальта и примесных элементов раствора уксусной кислоты, разбавленной

1:15-20, и ацетатного буферного раст- 5 вора c pH 5,5-5,8 при содержании .скандия в водной фазе 8-25 г/л (по окиси скандия).

Раствор уксусной кислоты, разбав.ленной 1 .15-20, и ацетатный буферный раствор с рН 5,5-5,8 при растворении хлоридов скандия, кобальта и примесных элементов позволяет получить растворы с рН 3,5-4,0 и провести извлечение кобальта путем экстракции его комплекса с тиооксином в слой органического растворителя (хлороформа) из раствора, содержащего в водной фазе 8-25 г/л окиси скандия.

При смешивании таких растворов с хлороформом они остаются прозрачными, и извлечение кобальта из раствора скандия составляет 90-100 ь.

При отделении кобальта из.среды буферного. раствора с рН 5,0 или б,О при добавлении хлороформа образуется осадок основных солей и разделения фаз не происходит.

При рН водной фазы менее 3,5 (3,02,5), т. е. при использовании только уксусной кислоты, разбавленной

1: 15-20 (рН 2-2,5), извлечение кобаль та составляет 30-404. Получить положительных результатов не удалось.

При рН водной фазы более 4,0 (используется только буферный раствор с рН 5,0-6,0) при добавлении хлороформа и смешивании фаз образуется оса- док основных солей скандия, разделение фаз не происходит.

При содержании скандия менее 8 г/л происходит увеличение предела обнаружения с 5 ° 10 до (3-5) ° 10 3 кобальта и контроль особо чистых соединений скандия неосуществим.

При содержании скандия более

25 г/л в водной фазе (в расчете на окись) не удается получить рН водной фазы 3,5-4,0 за счет кислотных свойств скандия, что приводит к, недостаточно полному извлечению кобальта.

Пример. Навеску окиси скандия массой 0,5 г растворяют в 5-7 мл соляной кислоты, разбавленной 1:1, при нагревании до 70;80оС, упаривают до-, суха, осаждают до комнатной температуры, обмывают стенки стакана водой и снова упаривают досуха. Обработку водой и упаривание раствора повторяют еще раз. К сухому остатку приливают 10 мл уксусной кислоты, разбавленной 1:15, 10 мл ацетатного буферного раствора с рН 5,5-5,8, при этом устанавливается рН раствора 3,5, приливают 5 мл 0,34-ного раствора тиооксина, перемешивают, выдерживают

Образцы Иасса навески Введено ко- Найдено хообразца, г бальта, мкг бальта, мкг

0Ä004

0,012

0,011

0,014

0,019

О, 005

Окись скандия 0,20

0,а1

0,01

0,50

0,50

0,015

0,02

0,50

Хлорид кальция 0,50

0,005

0,011

0,017

0,012

0,014

0,006

0,005

0,010

0,015

0,010

0,015

0,50

0,50

0,8

0,8

0,8

0,005

5 94888

15 мин. Содержимое стаканов переносят в делительную воронку, приливают

5 мл хлороформа и проводят зкстракцию в течение 2 мин. Органическую фазу сливают в стаканчИк, а к водной фазе приливают еще 2 мл раствора тиооксина и 5 мл хпоррформа и повторяют экстракцию. Обьединенные экстракты, промывают водой, сливают в кварцевый стакан, упаривают досуха, 16 прокаливают при 500-550оС в течение

15-20 мин охлаждают до комнатной температуры. Сухой остаток растворяют в 2 мл концентрированной азотной кислоты при нагревании, упаривают 15 досуха, обмывают стенки стакана водой и упаривают до 1-2 мл, охлаждает до комнатной температуры. В кварцевые цилиндры вместимостью 15 мл приливают по 1,8 мл 2, l 10 4. И раст- za. вора ализарина, переводят в них содержимое стаканов, споласкивают

12 мл боратно-щелочного буферного раствора и бидистиллированной водой до обьема 8-9 мл, приливают по 0,3 мл раствора перекиси водорода, разбав.ленной 1:3, доводят водой до обьема

10 мл, перемешивают. Цилиндры с растворами погружают в стакан с водой, нагревают до 58-60оС, и когда температура достигнет 50-52оС, включают секундомер и выдерживают при этой

9 6 температуре 5 мин. Цилиндры с растворами вынимают из стакана, быстро приливают по 0,5 мл 0,05 И раствора трилона Б, перемешивают, охлаждают до комнатной температуры и измеряют оптическую плотность растворов на фотоэлектроколориметре ФЗК-56 со светофильтром Ю 5 (Л = 510 нм) в кювете с толщиной поглощающего свет слоя

10 мм. В качестве раствора сравнения используют бидистилпят. Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт (опыт на загрязне,ние реактивами)..Из значения оптической плотности нулевого раствора вычитают значение оптической плотности испытуемого раствора и по полученному значению разности оптических плотностей определяют массу кобальта по градуировочному графику, который строят в аналогичных условиях. В образце найдено 2,5 ° 10 Ф кобальта, стандартное отклонение составляет 6 х х 10 4.

Данные по полноте отделения кобальта от скандия представлены в таблице.

Способ определения кобальта йозволяет осуществлять контроль производства особо чистых соединений скандия в диапазоне содержаний кобальта от

5 10 до 1 10 3.

948889

Продолжение таблицы

Найдено кобальта, мкг

Масса навески образца, г

Введено кобальта, мкг

Образцы

Окись скандия ",20

0,20

0,20

0,50

0,50.0,50

То же

0,50

0,010

0,015

0,020

0,020

0,012

0,016

0,019

0,023

0,50

0,50

0,50

Формула изобретения хлоридов и примесных элементов раствора уксусной кислоты и ацетатного буферного раствора.

2. Способ по и. l, о т л и ч а ю шийся тем, что добавляют к сухой смеси хлоридов скандия и примесных элементов уксусную кислоту в соотношении 1:15-20.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Золотов l0. А., Кузьмин Н. М.

Экстракционное концентрирование "Химия", 1971, с. 224.

2. Заводская лаборатория", 1969, т. 35, в. 7, с. 784.

3. Журнал аналитической химии.

Т. 21, вып. 1, 1966, с. 94-97 (прототип).

Составитель А. Жаворонкова

Редактор М. Петрова Техред М. Надь Корректор Г. Решетник

Заказ 5687/1

Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ определения кобальта в растворах, содержащих скандий, включающий экстракцию хлороформом комплек сного соединения кобальта с 8-меркаптохинолином из растворов хлоридов и последующий анализ экстракта одним из известных методов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени извлечения кобальта в присутствии соединений скандия при содержании скандия в водной фазе 8—

25 г/л (по окиси) и снижения пределов

его обнаружения, экстракцию осуществляют из ацетатного раствора при рН 3,5-4,0, полученного путем последовательного добавления к сухой смеси

0,005

0,005

0,010

0,010

0,010

0,015

0,006

0,005

0,011

0,011

0,009

0,014