Способ экстракционно-фотометрического определения железа

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик971802(22) Заявлено 02.07,80 (2) 2949871/23-26 С 0149/00 С 01 к 21/17 В 01 П 11/04 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 0711,82, Бюллетень 8941 Дата опубликования описания 07. 11. 82 153) УДК 546, 72;(72) Авторыизобретения Донецкий ордена Трудового Красного Знамены политехнический институт(7) Заявитель 54) СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННС-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения железа в бронзах, латунях, металлических меди и никеле, и может быть использованопри контроле производств цветной металлургии.Известен способ экстракционно-фотометрического определения железа, включающий применение в качестве реагента 2-(3,4"диметоксицинамоил)ф- -1,3-индандиона1 .Недостатком этого метода является его низкая избирательность и невозможность использования для анализа сплавов на основе меди, так как допустимое соотношение меди и железа равно 5.Известен способ, основанный на ,комплексообразовании в системе ион металла - диантипирилметан - трихлорацетат натрия2.Недостатком указанного метода является низкая избирательность. Определению не мешают Я, А 1, 2 п, д, М 1, Со, Мо, Ст, мешает Сц. Для анализа сплавов на основе меди метод также не пригоден.Наиболее близиим по технической сущности к предлагаемому является способ определения железа, основанный на использовании экстракции его растворами фенилуксусной и К -дека- новой кислот, которые позволяют определять железо в присутствии меди, никеля, цинка3) .В данной работе приведены значения рН экстракции для следующих элементов: железо 2,0; медь 4,0; никель 6,2; цинк 5,6, свинец 3,5; серебро 3,9.Таким образом, укаэанные элементы тоже извлекаются в органическую фазу и при больших соотношениях Сц/Ее, 1/:е, 2 п/Ре даже при рН, равном 3, мо;хно ожидать значительных помех со стороны указанных элементов,Целью изобретения является повышение избирательности за счет использования реактива, не образующего комплексов с медью, никелем и цинком,Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу экстракционнофотометрического определения железа, основанному на образовании комплексного соединения железа с реагентом, экстракции его в органическую фазу и измерении оптической плотности экстракта, в качестве комплексообразующего реагента используют трихлорацетат натрия в слабокислой средерН 2,8-3,2), а экстракцию проводятметилбутилкетоном.Фактов извлечения железа (111)в органическую Фазу и ее оптическаяплотность при экстракции из растнорон трихлорацетата натрия метилбутилкетоном зависят как от концентрации трихлорацетат-иона, так и ог рН.При концентрации трихлорацетата натрия 1,8-4)М н области рН 1-3,2 Фактор извлечения железа составляет 10100. Состав экстрагируемого комплекса определяется значением рН. ПрирН 1 экстрагируется слабо поглощающий свет комплекс железа состава1:3. При увеличении рН происходитувеличение координационного числа,экстрагируе"лого комплекса железа(111) и увеличение молярного коэфФициента погашения, Оптимальное значение рН 2,8-3,2. При значениирН2,8 оптическая плотность экстракта уменьшается за счет частичного образования комплекса хелезасостава 1:3. При значении рН ъ 3,2оптическая плотность раствора падает за счет превращения части железав гидроксид. При рН 2,8-3,2 н широком интервале длин волн 350-420 нмнаблюдается линейность калиброночно.го графика. При 360 нм и толщинепоглощающего слоя 1 см график линеен н области концентраций железа1-50 мкг/мл.При 380 нм и толщине поглощающегослоя 1 см график линеен в областиконцентрации железа 2-80 мкг/мл.Определению железа не мешают 6000 кратные количества меди, никеляцинка,Использование и качестве экстрагентов высших спиртов и трибутилфосфата снижает избирательность ичувствительность определения железа.Использование метилизобутилкетонасужает интервал оптимальных значений, рН. 45Способ экстракционно-спектрофотометрического определения железаэкстракцией метилбутилкетоном израстноров трихлорацетата натрияосуществляется следующим образом.Нанеску сплава растворяют н азотной кислоте или смеси азотной и хлористонодородной кислот и переводят в мерную колбу, К аликвотной пробе прибавляют равный объем 4 М раствора трихлорацетата натрия, доводят рН до значения 2,8-3,2 и зкстрагируют равным объемом смеси метилбутилкетона и бензола (2:1), Бензол вводят для лучшего расслоения Фаз. Измеряют 60 оптическую плотность органической фазы при выбранной длине волны, при необходимости перед измерением экстракт фильтруют через сухой фильтр. Содержание железа определяют по ка либроночному графику, который строят,используя стандартный раствор железа (111),П р и м е р 1, При определениижелеза в бронзе ее нанеску н 0,5 грастворяют в 10 мл НАВОЗ 1:1 и 5 млНС 1 1:1 и переводят н мерную колбуемкостью 100 мп, К аликвотной частипробы н 5 мл добавляют 5 мл 4 Мраствора трихлорацетата натрия(СС 1.СООЫа), устанавливают рН 2,8и экстрагируют 10 мл смеси метилбутилкетона с бензолом 2:1. Оптическуюплотность органической Фазы измеряютпри А= 380 нм в кювете с толщинойпоглощающего слоя 1 см. При построении калибровочного графика используют растворы, содержащие 50-400 мкгжелеза и 30 мг меди,Медь не оказынает влияния на оптическую плотность экстракта, но в ееприсутствии при установке рН исклю,чается образование Ге(ОН)5 н местекаплепадения ИН 4 ОН, Экстракцию железа и определение оптической плотности проводят в тех же условиях, чтои при выполнении анализа.При анализе стандартного Образцабронзы БРИДЖ - 74 А, содержащего0,85 железа, получены следующиерезультаты; при и = б и х.= 0,95 доверительный интервал составляет0,842+0,12, а квадратичная погрешность 0,011.П р и м е р 2. При определении0,04-0,10 Ъ железа в латуни нанескуее н 1 г растворяют в НХО 9 1:1 и5 мл НС 1 1:1 и переводят в мернуюколбу емкостью 100 мл. К аликнотнойпробе н 10 мл добавляют 10 мл 4 МСС 1 ЭСООИа, устанавливают рН 3,0 иэкстрагируют 10 мл смеси метилбутилкетона с бенэолом 2:1. Оптическуюплотность органической фазы измеряютпри= 360 нм в кювете с толщинойпоглощающего слоя 1 см. При построении калибровочного графика используют растворы, содержащие 25-250 мкгжелеза и 30 мг меди. В присутствиимеди, как указано, устанавливатьнужное значение рН удобнее. Экстракцию железа и определение оптическойплотности проводят в тех же условиях,что и при выполнении анализа н примере 1. При анализе стандартного образца латуни Р 377 Х, содержащего0,089% железа, получены следующиерезультаты: при и = 4 и Ы.= 0,95доверительный интервал составляет0,0890,006, а квадратичная погрешность 0,011.П р и м е р 3. При определении железа в металлическом никеле навеску его в 2,5 г растворяют н 20 мл НМО 1;1 и 10 мл НС 1 1:1, переводят и мерную колбу емкостью 100 мл, К аликвотной Пробе в 10 мл прибавляют971802 Составитель Ю.КуценкоТехред Т,Маточка Корректор В.Бутяга Редактор Т.Веселова Заказ 7649/5 Тираж 509 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 10 мл 4 М СС 1 СООМа, устанавливают рН 3 и экстрагируют железо 10 мл смеси метилбутилкетона с бенэолом 2:1Оптическую плотность органической фазы измеряют при Л = 360 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см, При построении калибровочного графика используют растворы, содержащие 25-200 мкг железа и 20 мг гикеля. Никель не оказывает влияния на оптическую плотность экстрактов, но в его присутствии как и в присутствии меди, устанавливать нужное значение рН удобнее. Экстракцию железа и определение оптической плотности проводят в условиях 5 примера 1.1При анализе искусственной смеси, приготовленной из стандартных растворов металлического никеля (о.ч.1 и карбонильного железа, содержащей 0,0212 железа, получены следующие результаты: при и = 5 и с= 0,95 доверительный интервал составляет 0,02070,0011, а квадратичная ошибка 0,001.Таким образом, предложенный способ позволяет определять железо с высокой точностью в образцах, содержащих значительные количества меди, никеля, цинка.Формула изобретенияСпособ экстракционно-фотометрического определения желеэа, основанный на образовании комплексного соединения с реагентом, экстракции егов органическую фазу и измерении оптической плотности экстракта, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения избирательности по отношению к меди, никелю, цинку, вкачестве комплексообраэующего реаген.та используют трихлорацетат натрияпри рН 2,8-3,2, а экстракцию проводят метилбутилкетоном.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9636187, кл, С 01 П 49/ОО,С 01 Х 21/77, 1976.2. Петров Б.И., Вилисов В.Н. Труды Естественно-научного институтапри Пермском университете, 1975,Р 3, с. 251-256,3. Саг.га 11 Н.И. Ха 1 э 1 М.3.Т 11 еапа 1 уэ 1 эоГ 1 гоп (111 цэ 1 щэо 1 еепс ехг.гас 11 оп к 1 ТЬ рйеп 11 асе 11 сэпд и-сесапо 1 с ас 1 йэ. М 1 сгоспев. 3.,974, Р 2, р. 123-129.