Способ потенциометрического определения марганца

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к ввт. свид-ву -(22) Заявлено 300480, (21) 2919032/23-26с присоединением заявки Нов(51)М, КлС 01 6 45/00 С 01 М 27/46 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 30,12.81 72) Автор изобретения С.Г. Дятел Восточный научно-исследовательский углехимическийинститут(54) СПОСОБ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯМАРГАНЦА Изобретение относится к аналитической химии марганца и может найти применение в анализе марганцевых руд, концентратов, солей, цеолитов, катализаторов, минеральной части угля, шлаков, пыли.Известен способ определения марганца (111) в ферритах (смеси окислов железа, марганца и цинка), включающий растворение образца в смеси полифосфорной и хлорной кислот при 265 оС в течение 10 с с последующим определением содержания марганца спектрофотометрически путем измерения интенсивности светопоглощения Мп(111) 15 при 520 нм 1.Однако указанный способ может быть применен для определения только Мп (111), В большинстве объектов содержится металлический марганец (ста ли, сплавы)или двухвалентный (руды, шлаки), и для переведения их в более высокую валентность необходим соответствующий окислитель. Проверка этого способа показала, что смесь полифосфорной и хлорной кислот лишь незначительно (от 0,02 до 0,7) окисляет Мп (11) до Мп (111) .и избирательно окисляет лишь Ге (11) Ферритов. Кроме того способ неприменим для ана лиза в присутствии органических веществ(например, цеолитов и марганцевых катализаторов, используемых для окисления органических веществ) из-за взрывоопасности хлорной кислоты.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ определения марганца в сталях и сплавах, включающий растворение образца и переведение марганца в трехвалентное состояние концентрированной азотной кислотой в среде концентрированной фосфорной кислоты при умеренном нагревании (130-150 С)упаривание раствора до полного удаления азотной кислоты и потенциометрическое титрование солью закисного железа 2),Однако известный способ являетсядлительным (продолжительность анализа 1,5-2 ч), что связано с необходимостью введения и удаления большихколичеств (7-8 мл) азотной кислоты,так как окисление маргпнца (11) доМп (111) происходит постепенно, помере увеличения концентрации фосфорной кислоты.Цель изобретения - ускорение анализа,893874 Относительная ошибка Доверительный интервал (р= =0,95) Марганец, Ъ Числоопределений Найденопредлагаемым способом одераниео пасорту Наименование С.о. 47,58 0,42+0,3 0,3 6 97,2 11 этавленная Цель достигается эасч.т ".ого, что при растворении образц и переведении марганца в трех алентное состояние концентрированной зотной кислотой в качестве среды используют конденсированную фосфорную кислоту (КФК) с плотностью 51,9-1,95 г/см и растворение ведут3при 220-250 С.Предварительные опыты показывают,чго КФК при нагревании разлагаетбез остатка пробы (100 мг) марганцевых руд, концентратов, солей, шлаков, минеральной части углей, сталей, сплавов, Установлено, что процесс разложения в КФК протекает безразбрызгивания (в отличие от разложения в среде ортофосфорной кислоты)и может быть проведен при более высокой температуре и без ограничений,имеющихся в известном способе и осложняющих анализ. 20Экспериментально установлено, чторастворение марганецсодержащих сталей, сплавов, руд, концентратов всме и КФК (й - 1,9-1,95 г/см ) и аэот 3ной кислоты (с 1 1,40 г/см ) при 2203250 С и удаление продукта реакции -И 01 протекает очень быстро (за2-5 мин),При использовании КФК с плотностьюменьше 1,9 г/см (74,5 РО) времярастворения увеличивается. По-видимо- З 0му, это связано с понижением содержания в КФК полимеризованных форм иувеличением содержания ортофосфорнойкислоты. При использовании 1 ФК сплотностью больше 1,95 г/см35( 77 РО) возможно выпадение нерастворимых осадков, так как такие растворы содержат триметафосфаты,Результаты определения марганца врастворе, иэ которого выпал осадок 40 112 а Марганцевая руда 474 Концентрат марган- цевый 266 Марганец метал- лический триметафосфата марганца, всегда занижены. В оптимальном интервале плотности КФК 1,9-1,95 г/см Мп (111) образует с полифосфорными кислотами растворимые комплексные соединенияВыбор температурного интервала обусловлен тем, что при температуреос 220 С продолжительность растворения увеличивается, а при темперетуре 250 С понижается устойчивость,оМп (111), частично разлагающегося до Мп (11), и ускоряется выпадение нерастворимых метафосфатов марганца, что искажает результаты определения,Опытным путем установлено, что добавление 30-35 мл воды перед титрованием позволяет исключить отрицательное влияние азотной кислоты,Полученные данные позволяют сделать вывод, что в ус)овиях опыта все валентные формы марганца переходят в наиболее устойчивое состояние Мп (111) .Таким образом, в предлагаемом способе определяется общее содержание марганца. Титрование проводят 0,1-0,02 н. раствором соли Мора с потенциометрической индикацией КТТ (электроды платина-вольфрам или платина-хлоросеребряный), Нормальность титранта устанавливают по стандартному образцу объекта близкого состава в условиях опыта. Величина скачк потенциала составляет 300-350 мВ, КФК готовят термической дегидратацией х.ч, ортофосфорной кислоты.В таблице представлены результаты определения марганца по предлагаемому способу в стандартных образцах (с о ) ВНИИСО893874 Формула изобретения Составитель А, ЖаворонковаТехред А. Савка Корректор Н. Швыдкая Редактор В, Петраш Заказ 11381/37 Тираж 508 .ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий1130:"5, Моск, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Как видно из данных таблицы, предлагаемый способ обеспечивает доста-точно воспроизводимые результаты определения марганца и по точности не уступает методам, применяемым для аттестации стандартных образцов.Изучено влияние элементов на потенциометрическое определение марган. ца предлагаемым способом, Определению не мешают хром, никель, кобальт, железо, вольфрам, титан, сурьма, алюминий, олово, цинк, магний. Мешают определению церий, ванадий, Продолжительность определения 15-25 мин,Таким образом, предлагаемый способ позволяет в 4-6 раэ ускорить определение марганца.П р и м е р 1. Определение марганца в стали.Навестку 100 мг растворяют в смеси 25 мл КФК с плотностью 1,90 г/см и 1 мл азотной кислоты (й 1,40 г/см) при температуре раствора 250 С до прекращения выделения двуокиси азота. Не удаляя избытка азотной кислоты, охлаждают раствор до комнатной температуры проточной водой, добавляют 35 мл воды и титруют 0,02 н, раствором соли Ре (11) с парой электродов платина-хлоросеребряный. Найдено,марганца предлагаемым способом 1,16, известным - 1,15. Продолжительность 15 мин.П р и м е р 2, Определение марганца в марганцевых рудах и концентратах.Навеску 50 мг растворяют в смеси 30 мл КФК (Й 1,95 г/см ) и 1 мл азотной кислоты И 1,39 г/см ) при 250 С до прекращения выделения двуокиси азота и далее поступают, как указано в примере 1.Найдено марганца предлагаемым способом 58,75, известным - 58,62, Продолжительность определения 25 мин,П р и м е р 3. Определение марганца в цеолитах,.модифицированных марганцем.Навеску цеолита 150 мг растворяют в смеси 30 мл КФК (й 1,92 г/см ) и 1,5 мл азотной кислоты (й 1,40 г/см) при 230 С до прекращения выделениядвуокиси азота и далее поступают;как указано в примере 1.Найдено марганца предлагаемымспособом 8,28, персульфатно-серебря-ным методом - 8,35. Продолжительность определения 20 мин.Предлагаемый способ позволяет ускорить определение в 4-6 раэ по сравнению С известными способами (например с наиболее точным и широкоприменяющимся персульфатно-серебряным способом),Использование предлагаемого способа обеспечивает поВышение производительности труда за счет экономии5 рабочего времени и расширяет областьйрименения анализа на силикатные материалы (руды, концентраты, цеолиты,и. т.д.)Способ потенциометрического определения марганца, включающий растворение образца и переведение марганца в трехвалентное состояние концентрированной азотной кислотой в средефосфорной кислоты при нагревании споследующим титрованием раствором закисного железа, о т л и ч а ю щ и йс я , тем, что, с целью ускоренияанализа, в качестве среды используютконденсированную фосфорную кислотус плотностью 1,9-1,95 г/см. и растворение ведут при 220-250 С.35 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Комиссарова Т.Е., Позднякова Е.А. Определение железа (11) и4 марганца (111) в ферритах при совместном их присутствии - ЖАХ, 24,вып,2,вып, 2, 1974, с. 306-3092, Дятел С.Г., Архангельская А.С.Потенциометрическое определение мар 4 ганца в сталях и сплавах. - ИзвестияВУЗовХимия и химическая технология, 17, 1974 Р 3, с. 466-467