Способ спектрофотометрического определения ниобия (у)

 

ОП ИСАНИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнапнстнчесннх

Республик

< >983061 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено26.06.81 (21) 3307356/23-26 с присоединением заявки J4— (23)Прнорнтет—

Опубликовано 23.12.82. Бюллетень ¹47 (5! )М. Кл.

С 01 1=.й 33/00

G 01 М 21/77

3Ъоударстеаиай коннтет

СССР

IIo делом нзобретеннй н открытнй (53) УДК543.42 .062:546. . 882 (088. 8) Дата опубликовании описания 23.12.82

Ф. В. Мирзоян, В, М. Тараян и А. A. Карапетян с ! ! и

f

I - 1

Иисгигуг обшей и неоргеничесиой хй и RxH::-Арншйской Ckp (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) СПОСОБ СПЕКТРОФОТОМГТРИЧЕСКОГО ОПРЕПЕЛЕНИЯ

НИОБИЯ (V) 1

Изобретение относится к аналитичес кой химии ниобия, а точнее к определению ниобия (v) спектрофотометрическим методом в виде молибденониобата основ. ного красителя, и может быть эффективно использовано при анализе самых различных ниобийсодержащих объектов: в геологии, металлургии, при анализе особо чистых веществ и т. д.

Известен способ спектрофотометрического определения ниобия .(y), включаюший непосредственное переведение его в восстановленную молибденониобиевую кислоту (МНК) при 0,25-0,35н.

Н> So4 2г5 ° 10 М (МН4)2С204г

Скг i71: С g o (y< C о< 1 =

= 1: 600: 60) и нагревание расraopa в течение 15-20 мин на кипяшей бане, охлаждение раствора, разбавление до

50 мл и его спектрофотометрирование при 720 нм Г1 1.

Недостатками известного способа являются сравнительно низкая чувствительность определения (Е = 2,1 ° 10 4л

2 умоль " - см- " ); узкий интервал опредь ляемых количеств ниобия (2 ° 10

-6

1 10 М) и кислотности (0,25-0,35 н. H Sop ); необходимость использования помимо ii о (y<) также и Мо (у), а также

5 необходимость в нагревании, что усложняет процесс.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ спектрофотометрического определения Щ(у), включаюший переведение М Ь(у) в те-ение 1 0 мин, при рН 1,2 — 1,6 и 15мл 2%

1 1й42 !о 04 в NHK, восстановление

MHK 2 .мл 0,5% 5пС6 в среде 10 мл

112 04 (l: 4) и спектрофотометрирование полученного раствора при 725 нм по истечении 4 мин после введения восстановителя (конечный обьем 50 мл) 2 3. що Недостатками известного способа являются низкая чувствительность определения (Е = 1,30 - 104 л молЬ ".. см "), узкий интервал определяемьсх концентраций ниобия (0,1 — 10 мкг) и оптималь5

2S

35

3 9& ной кислотности образования NHK .(рН 1,2 - l,á малая устойчивость окраски восстановленной формы МНК

{3 — 5 мин).

Бель изобретения — повышение чувствительности спектрофотометричес кого определения ниобия (у), расширение интервала определяемых количеств ниобия, оптимальной кислотности и упрощение способа в,целом.

Поставленная цель достигается способом спектрофотометрического onðåäåпения ниобия (у), включающим переведение его в МНК в кислой среде, затем в МНК при рН 1,1-2,3 вводят основной краситель — метиленовый голубой с по-, лучением трехзамешенной соли МНК и определение и Ь(у) осуществляют по ин-, тенсивности светопоглошения полученного продукта при рН 0,45 — 0,70.

Из основных красителей использованы метиленовый голубой, метиленовый зеленый, Азур I, Азур «Й . Наилучшие результаты получены в случае использоВаННВ метиленового голубого (МГ).

МНК получают при рН 1,1 — 2,3,1

3,5 -10 М Й 2МоО и 20-ти минутным выдерживанием растворов, а твердо. фазный молибденониобат МГ получают при рН 0,45 — О, 70, при 3,13 ° 10 М реагента-красителя, отделяют центрифугированием, растворяют в 10 мл ацетона, содержащего 1 мл 8н, НИОКР, и спектрофотометрируют при 656 нм.

Выход за указанные пределы не целесообразен, так как это приводит к неправильным результатам определения, При этом использование ацетоновых растворов соединения МГ-МНК обеспечивает высокую чувствительность спектро фотометрического определения ниобия:

3,3 . 10 л ° мол-", см- "; С,п„п =

5;6 нг ЙЬ/мл, Сн 9,3 нг ИЫмл, C15 = 6,51 мкг йЬ мл. По сравнению с известным способом чувствительность определения повышается в 24 раза и создается возможность количественного определения более чем 700 раз разнящихся количеств ниобия, что достигается сочетанием МНК с основным красителем.

Ацетоновые растворы устойчивы в течение 24 ч.

На фиг. 1 — 6 показаны графики опр деления ниобия (V).

Зависимость молярного коэффициента погашения { Е ) ацетоновых растворов соединения МГ-МНК от кислотности в момент образования МНК (рНп,„ч) (фиг. 1), полученная при Sf (g) =

3061 . 4

10-5 М. Йц2 1о1 4 = 2 95 ° 10-3 М;

МГ = 3,13 10 М; рН кои 0,60 и

20-ти минутном выдерживании растворов.

Зависимости в растворов соединения

МГ-МНК (кривая 1) и холостых растворов (кривая 2) от кислотности в момент

его образования (фиг. 2), полученные при йЬ(Ч) = 1-10 Ì; МГ= 13»

«10 М; М1 Моо,= 2,95-10 М; рНнс1 ч 1,50.

Зависимости Е растворов соединения

МГ-МНК (кривая 1) и "холостых" растворов (кривая 2) от концентрации молиб- дата натрия (фиг. 3),полученные при

gg() = 1 . 10"5М. МГ 3 13 . 10-4 М. рН науч 1 45е рН кон 0 60

Зависимости растворов соединения

МГ-МНК (кривая 1) и холостых" расгворов (кривая 2), от концентрации реагенга-красителя. фиг.4), полученные при

МЬ(Z} = 1 ° 10 М; А<12 Ио0,1

2,95 . 10 М; pH1, q1.45i pH1Ipg 0,60.

Зависимости оптической плотности растворов соединения МГ-МНК or состава водной фазы (жзомолярные серии} (фиг. 5), полученные при Йс12 }4о О - 2,95 °

30 M; рНн,1ч 1,45; рНкоН 0 60

Е ЙЪ+ МГ, М ° 105: кривая 1,4.4; кривая 2 9,0; кривая 3 18,0; 0 0,1 см,, Ахол — 0,000.

Зависимость значений этне сительного стандартного отклонения от определяемых концентраций НЬ(),(фиг. 6), полученная при рНн 1ч 1,45; рНкон 0,60; о12Мо0,1 = 2,95 . 10-3 М. МГ

3,13 - 10"" М.

Используют 0,01 М исходный стандартный раствор ЙЬ(), приготовленный растверением определенной навески металлического ниобия (о.ч.) в смеси кислот:

НЙО, H2S0+ и HF, денитрацией серной кислотой, получением сухих солей и растворением в дистиллированной воде с добавлением KOH (о.ч.) (рН полученного раствора 12,0), 0,059 М раствор Иа2 М о О 1 ° 2 Н20 { ч.д.а. ), О, 1%-ный водный раствор МГ (ч. д. а.) и ацетон

{ч. д. а.). Все растворы хранят в полиэтиленовой посуде. !

Оптическую плотность исследуемых ацетоиовых растворов измеряют спектрофотометром СФ-4А, а равновесные значения рН соответствующих водных растворов — стеклянным электродом (потенциометр рН-340) . Осадки соединения

МГ-МНК отделяют центрифугированием (центрифуга БЛК-1) .

Формула изобретения

Способ спектрофотометрического определения ниобия (у), включаюший переведение его в молибденониобиевую кислоту в кислой среде, о r л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения

5 983

Таким образом, для получения соединения МГ-МНК оптимальными являются кислотность раствора в момент образования МНК и МГ-МНК, равная рН 1,12,3 (фиг. 1) и рН 0,45 — 0,70 (фиг. 2) 5 соответственно, (2,7-4,8) ° 10" М

Кс1 Моо, (фиг. 3) (1,25-8,0) - 10 М

МГ (фиг. 4). Ацетоновые растворы соединения МГ-МНК, полученные в указанных оптимальных условиях, характеризуются коэффициентом молярного погашения, равным 3 3 - 105 л мол " см-". Дальнейшее повышение концентраций компонентов нецелесообразно, так KBK приводит к за метному образованию изополимолибдатов

МГ. Снижение концентраций приводит к уменьшению выхода соединения МГ-МНК и соответственно к заниженным результатам. Соотношение МГ и МНК в исследуемом, соединении равно 3: 1 (фиг. 5). 20

Анализ этого соединения на содержание молибдена показывает, что оно является производным МНК 8-ой серии. При построении кривой фиг. 6 для каждой концентрации МЬ(у) проведены 1 8-20 парал-! лельных определений.

Р

Использование предлагаемого спосо- . ба позволяет определять or 9,3 нг МЫ

/мл (при этом Sr = О,ЗЗ) до 6,51мкг

ИЬ/л л (Ьг = 0,014). При концентрации 5о

Яф(у) ) 6,51 мкг/мл значения Я соответс твуюших ацетоновых растворов снижаются вследствие неполного образования . соединения МГ-МНК. С,„;р= 5,6 нг/мл, что определено на основании результатов измерений оптической плотности 20 параллельных холостых растворов, по

3 S -критерию.

Пример 1. 1 мл раствора ниобия, содержашего 93 нг МЪ (у) помешают в 40 центрифужную пробирку, добавляют

0,5 мл 0,059 М раствора йс Мо04, вводят 2;0 мл 0,4 í. HNO, доводят объем водой до 5 мл, размешивают и выдер. живают 20 мин для количественного обра-4 зования МНК (рН раствора 1,1). Затем .прибавляют 1,2 мл 4 н. ЙМО, 1,0 мл Оу 1% МГ,, доводят объем ео

Aol5 до 10 мл (рН раствора 0,45) раз мешивают в течение 3 мин. Осадок соединения МГ-МНК отделяют двухминутным центрифугированием, раствор деконтактируют, осадок в той же пробирке растворяют в 10 мл ацетона, содержащего

1 мл 8 н. HNOy, и полученный раствор

55 спектрофотометрируют при Л = 565 нм и Р = 1,0 см. Одновременно в rex же концентрационных условиях проводят

"холостой опыт (А,ц,„= 0,340). Опти061 6 ческая плотность полученного раствора соединения МГ-МНК (A) равна 0,032.

Ниобий определяют по предварительно полученному градуировочному графику.

Пример 2, 1 мл раствора ниобия, содержащего 65,1 мкг МЬ (у) по.мешают в центрифужную пробирку, добавляю 0,5 мл 0,059 М Hq Моо,, вводят

1,2 мл 0,1 й. нй05, доводят объем во.дой до 5 мл, размешивают и выдерживафт 20 мин для количественного, образо;вания МНК (рН раствора 2,3). Затем . прибавляют 0,75 мл 4 н. НИО

1 мл 0,1 -ного МГ, доводят обык водой до 10 мл (рН раствора 0,70), размешивают в течение 3 мин. Осадок соединения

МГ-МНК отделяют двухминутным центрифугированием, раствор декантируют, осадок в той же .пробирке растворяют в

;10 мл ацетона; содержаших 2,5 мл 8 н. Н и о >, и олученны и раствор спектрофотометрируют при Л =. 565 нм,и

С = 0,1 см, после разбавления раствора в 4 раза. Одновременно в тех же концентрационных условиях проводят и

"холостой опыт (Axon = 0,020). Оптическая плотность полученного раствора соединения МГ-МНК (А) равна 0,575.

8в (у). определяют по предварительно полученному градуировочному графику.

Результаты определения ниобия в, чистых его растворах сведены в таблице.

0,0930 0,0935 0 33

0,9300 0,9300 0,024

65,100 65,100 0,014

Предлагаемый способ прост, высокочувствителен и применим для спектрофотометрического определения как микро граммовых, r BK нанограммовых количеств ниобия в различных:объектах чувствительности и расширения интервала определяемых концентраций ниобия, к раствору молибденониобиевой кислоты с рН 1,1 — 2,3 добавляют основной краситель — метиленовый голубой и фотометрирование полученного продукта осуществляют при рН 0,45-0,70.

983081 8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Забоева М. И., Сурин И. Г., "Журнал аналитической химии" 1976, 23, вып.9, с. 1736, 2. Ana8st. CtlerniSt t3, v . 34, 640, 1962 (прототип).

983061

РР M

0g У0

И!ИИПИ Закал 9823/26 Тираж 509 Подписное

Филиал ППП "!1атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ОЮ

Х7

3.2

l. 3

Фиг. 5