Способ потенциометрического определения ванадия

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ия К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУепо вки К динением з Государственный комитет Совета Министров СССР 23) Приоритет,12 3) УД 43.257.1;546.81 (088.8) ликова по делам изобретений и открытий) Дата опубликования описания 09.12.77 Авторизобретеш мический нствтутж м Г, Дятелтельский угл Восточный научно-исс 1 Заявитель 4) СПОСОБ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛВАНАДИЯ Изобретение относится к области аналитической химии ванадия и может найти применение в анализе металлургических продуктов, шлаков, а также руд, минералов и химических реактивов, содержащих металлический, двухвалентный, трехвалентный и четырехвалентный ванадий порознь и при совместном присутствии.Известен способ определения металлического, двухвалентного, трехвалентного, четырех валентного ванадия, включающий в себя следующие стадии: переведение образца в раствор нагреванием с серной кислотой; окисление нерастворившегося остатка азотной кислотой; кипячение раствора до удаления окис лов азота с последующим упариванием до появления паров серной кислоты; растворение солей в горячей воде; охлаждение раствора и разбавление нодон; добавление концентрированной фосфорной кислоты; введение раствора 20 перманганата калия для окисления ванадия в пятивалентный; добавление раствора нитрита натрия для восстановления избытка перманганата калия; введение мочевины для маскирования избытка нитрита натрия; добавление 25 серной кислоты; некомпенсационное потенциомстрическое титрованис пятивалентного ванадия с парой электродов: платиновый - серебряный солью закисного железа по схеме: Ч (Ч) вЧ (1 Ч). 30 Этот способ, обеспечивая достаточную точность определения ванадия, сложен и длителен из-за трудоемкой предварительной подготовки ванадпйсодержащих образцов к анализу; продолжительность анализа 3 - 4 ч.Наиболее близким к описываемому изобрстению по технической сущности и достигаемому результату является способ потенциометрического определения пятивалентного и четырехвалентного ванадия, заключающийся в восстановлении соли пятивалснтного ванадия и четырехвалентное состояние ссрнпстым газом в среде серной кислоты при нагревании, удалении избытка сернистого газа пропусканием через раствор углекислого газа, добавлсннп рассчитанного количества фосфорной кислоты (концентрация фосфорной кислоты в точке эквивалентности должна быть нс нпжс 9 М) и титровании Ч (1 У) 0,1 н. раствором соли Мора с потенциометрической индикацией конечной точки титрования (КТТ) по компенсационной схеме с парой электродов платиновый - насыщенный каломельный.Этот способ разработан на модельных растворах (в качестве исходного используется раствор ванадата аммония в сернокислой срсде), и нет практических рекомендаций для анализа производственных образцов, например, сталей и сплавов, неокисленных ванадисвых конверторных шлаков, в которых ванадий60 65 находится соответственно в металлическом и трехвалснтном состоянии и т. д.Для того, чтобы применить известный способ к таким объектам, их надо сначала перевести в раствор, после чего окислить ванадий до пятивалентного, затем восстановить его до четырехвалентного и только после этого титровать раствором восстановителя. Такая схема анализа, включающая трехстадийную предварительную химическую подготовку, является нерациональной, сложной и длительной.Целью изобретения является упрощение и сокращение времени анализа.Это достигается описываемым способом потепциометрического определения ванадия, включающим переведение ванадия в четырехвалентное состояние обработкой ванадийсодержащих образцов смесью перекиси водорода и концентрированной фосфорной кислоты.Отличительным признаком способа является использование приема - перевода ванадия в четырехвалентное состояние перекисью водорода в среде концентрированной фосфорной кислоты при нагревании.Необходимость введения избытка перекиси водорода объясняется тем, что:а) перекись водорода расходуется не только на окисление ванадия, но и других элементов, например железа, сопутствующего ванадию в производственных образцах;б) часть перекиси водорода разрушается при нагревании (при кипячении перекись водорода разрушается в течение 2 - 3 мин),Количество перекиси водорода, необходимой для полного окисления ванадия, сокращается, если сначала растворить образец в фосфорной кислоте при нагревании (время растворения 5 - 10 мин) и затем добавить 2 - 3 мл перекиси водорода.Для окисления можно применять как разбавленную, так и концентрированную перекись водорода. Предпочтительнее использовать концентрированную (33-ную) перекись водорода, так как при использовании разбавленных растворов концентрация фосфорной кислоты при потенциометрическом титровании четырехвалентного ванадия может оказаться меньше 6 М. Это приведет к тому, что четырехвалентный ванадий не будет восстанавливаться до трехвалентного солью закисного железа. Поэтому потребуется часть воды, внесенной с перекисью водорода, удалить выпариванием, что увеличит время проведения анализа.25 - 30 мл фосфорной кислоты является достаточным как для растворения навески 10 - 100 мг ванадийсодергкащего образца, так и для завершения анализа путем титрования Ч (1 Ъ) раствором соли закисного железа, восстановительная способность которого в присутствии концентрированной фосфорной кислоты резко увеличивается.Титрование в среде фосфорной кислоты проводят 0,02 н. раствором соли Мора на некомпенсационной потенциометрической установке или рН-метре типа ЛПММ и рН=121 до 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 4отклонения стрелки прибора с применением биметаллической системы платина - вольфрам.При титровании при условии хорошего перемешивания положение стрелки изменяется мало, и момент окончания титрования хорошо заметен. Потенциал быстро принимает равновесное значение.Изучено мешающее влияние элементов на потепциометрическое определение ванадия титрованисм раствором соли закисного железа после переведения его в четырехвалентное состояние перекисью водорода в присутствии концентрированной фосфорной кислоты, Определению не мешают: хром, никель, кобальт, железо, вольфрам, титан, сурьма, алюминий, олово, цинк, магний, медь, висмут, марганец, церий. Мешают определению: молибден, серебро.Таким образом, способ является избирательным, так как мешающие определению молибден и серебро редко входят в состав производственных ванадийсодергкащих образцов. Метод пригоден для определения ванадия в широком диапазоне концентраций от 0,1 до 10070П р и м е р 1. Навеску, содержащую 1 - 20 мг ванадия, растворяют при нагревании в 25 - 30 мл фосфорной кислоты, после чего добавляют в горячий раствор 1 - 2 мл перекиси водорода, после чего кипятят раствор до полного разрушения избытка перекиси водорода.Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу и доводят до метки раствором фосфорной кислоты, В случае малого содержания ванадия титруют всю навеску, Перемешивание раствора проводят с помощью электромагнитной мешалки. Титрование проводят на микробюретке емкостью 1 - 2 мл или полумикробюретке емкостью 5 - 10 мл на некомпенсационной потенциометрической установке с биметаллической парой электродов платина в вольфрам до резкого отклонения стрелки гальванометра. В качестве титранта используют 0,02 н. раствор соли Мора. В зависимости от содержания ванадия можно применять титрант других концентраций, Продолжительность определения 25 - 30 мин.П р и м е р 2, Определение ванадия в феррованадии и конверторном ванадиевом шлаке.Навеску феррованадия (5 - 40 мг) или шлака (20 - 100 мг) растворяют при нагревании в 25 - 30 мл ортофосфорной кислоты (И=1,7 - 1,75 г/см) добавляют 1 - 3 мл 33/О-ной перекиси водорода, затем кипятят раствор до прекращения выделения мелких пузырьков кислорода, Продолжительность растворения 15 - 20 мин. Далее проводят анализ в соответствии с методикой. Таким образом, по предлагаемому способу процесс окисления ведется в обычной стеклянной посуде, что значительно удешевляет способ и увеличивает точность анализа; способ значительно проще, а время, затрачиваемое на проведение анализа, в 7 - 8 раз меньше, чем в известных способах,586377 Формула изобретения Составитель А. Жаворонкова Редактор Т. Никольская Техред Н. Рыбкина Корректоры: Л. Денискина и Н. федороваЗаказ 2624/8 Изд.979 Тира 1109 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений п открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская иаб., д. 4/5Подписное Типография, пр, Сапунова, 2 Способ потенциометрического определения ванадия, включающий переведение ванадия в четырехвалентное состояние в среде минеральной кислоты при нагревании с последующим титрованием раствором восстановителя, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и сокращения времени анализа, переведение ванадия в четырехвалентное состояние осуществляют путем обработки исходного образца смесью перекиси водорода и концентрированной фосфорной кислоты.