Способ определения концентрации азотной и фтористоводородной кислот в растворах травления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 119) 111) 27277 2 15 И 4 О 0 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета им. В.И,Ленина(56 ) Патент. Японии В 58-27864,кл, О 01 И 27/30, 1983,Всесоюзн. научно-технич. конференция "Аналитическое приборостроение,методы и приборы для анализа жидкихсред": Тезисы докладов, разд,"Электрохимия", Тбилиси, 1986, с. 108,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИАЗОТНОЙ И ФТОРИСТОВОДОРОДНОЙ КИСЛОТВ РАСТВОРАХ ТРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к методаманализа растворов травления на основе фтористоводородной кислоты и можебыть использовано для корректировкиэтих растворов в ходе технологическихпроцессов. Цель - раздельное определение азотной и фтористоводородной кислот в растворах травления, повьппениеточности определения. Используетсяспособ, основанный на потенциометрическом титровании анализируемой пробыв водно-ацетоновой смеси с содержанием ацетона 60-75 об,7, стандартнымраствором щелочи с помощью двух изме-рительных жидкостных рН-электродов сцеллюлозной полупроницаемой перегородкой и следующим составом мембраны,мас.Е: четыреххлористый углерод 82,692,1; нитробензол 7,7-15,6; перенос-.чик 0,1-1,0; жидкий катионит 0,1-0,8,где в качестве переносчика применяютИ,И-диоктиланилин или трис-(децил)амин, при этом, азотную кислоту определяют с помощью электрода на основеБ,И-диоктиланилина, сумму азотной ифтористоводородной кислот определяютс помощью электрода на основе трис(децил)амина, а концентрацию фтористоводородной кислоты находят по разности объемов титрантов, Относительная ошибка при определении по данно-;му способу не превышает З,ОХ,1427277 7 Т 000Сямо1ал 50 Изобретение относится к методам анализа растворов травления на основе фтористоводородной кислоты и может быть использовано для корректировки этих растворов в ходе технологических процессов.Цель изобретения - повьппение точности определейия.П р и м е р. Отбирают пробу раст вора травления объемом 1,0 мп, содержащего 63,1 г/л ННОЕ и 32,9 г/л .НУ, помещают ее в пластмассовый ста- канчик емкостью 100 мл, разбавляют в,50 раз смесью, содержащей 60 об,7 15 ацетона, и титруют в присутствии двух жидкостных рН-электродов, подключенных к иономеру ЭВчерез коммутатор, 0,2 н, раствором гидроксида натрия. Разность потенциалов после оче редной порции титранта регистрируют параллельно для обоих электродов. В качестве электрода сравнения используют проточнь 1 й хлорсеребряный электрод ЭВЛМЗ, стеклянный корпус которого покрыт защитным слоем парафина (фтористоводородная кислота реагирует со стеклом) полностью, заисключением непосредственно жидкостного соединения. После проведения измерений строят кривые.потенциометрического титрования раствора травления. Используя кривую для электрода на основе И,И-диоктиланилина, находят объем титранта израсходованный на титрование азотной кислоты, объем титрана, пошедший на титрование сум" мы кислот, определяют по кривой титрования для электрода на основе трис(децил)амина, а объем титранта за траченный на титрование фтористоводородной кислоты, определяют по разности первых двух объемов. Расчет концентраций азотной и фтористоводородной кислот в г/л проводят по формулам:где Ч - объем титранта, пошедший натитрование НБОЗ, мл;Ч - объем титранта, израсходованный на титрование суммыкислот мпТ,-0,0126 - титр точно 0,2 н, раствора гидроксида натрия поазотной кислоте, г/мл; Т -0,004 - титр точно 0,2 н, раствора гидроксида натрия пофтористоводородной кислоте,г/мл;Ча, - объем аликвоты растворатравления, взятой для анализа, мп,Найдено, г/л: НИОз 63,2; НР 32,7,Мембраны жидкостных электродов готовят растворением соответствующегопереносчика (И,И-диоктиланилина илитрис-(децил)амина) и жидкого катионита (триоктилоксибензол- или динонилнафталин-сульфокислоты) в смеси четыреххлористого углеродас нитробензолом,Использование мембран с содержанием электродно-активных веществ,1,переносчика и жидкого катионита) нижеО, 1 мас, Я нецелесо образ но из-з ауменьшения времени жизни электродов.При содержании переносчика и жидкогокатионита свьппе 1,0 и 0,8 мас.Х соответственнб снижается величина скачков на кривых титрования, что ухудшает раститровывание кислот и,следовательно, ухудшает точность определенийДля нормальной работы электродамембрана должна содержать жидкий катионит в количествах, субэквивалентных по отношению к количеству нейтрального переносчика. При более высоких содержаниях жидкого катионитапроисходит потеря селективности Н -ИСЭ к ионам водорода в присутствиищелочных металлов. С другой стороны,при более низких содержаниях жидкогокатионита снижается наклон электродной функции и уменьшается диапазонфункционирования ИСЭ в кислых средах,Таким образом, содержание жидкогокатионита в мембране задается содержанием нейтрального переносчика. Привыходе содержания жидкого катионитаэа указанные вьппе пределы как в большую, так и в меньшую сторону сужается диапазон функционирования ИСЭ,что приводит к уменьшению скачковпотенциала в процессе титрования и кснижению точности определения. Уменьшение содержания нейтрального переносчика в мембране ниже 0,1 мас,Жприводит к уменьшению рабочего реФсурса электрода, при увеличении свыше 1 мас.Е снижаются скачки потенциала на кривых тйтрования, т.е.ухудшается точность определения,Ы 27277 Выбор СС 1 А обусловлен его высокойплотностью (жидкая мембрана должнабыть тяжелее внутреннего раствора. сравнения) и низкой экстрагирующейспособностью (в противном случае резко сужается диапазон функционирования ИСЭ). Выбор нитробензола в качестве второго компонента обусловленего высокой плотность и диэлектрической проницаемостью, Несмотря на то,что нитробензол обладает сравнительно низкой сольватирующей способностью(по сравнению, например, со спирта-ми), он является гораздо более.сильным экстрагентом по сравнению с ССХи при высоких содержаниях нитробензола диапазон функционирования ИСЭзначительно сужается, что приводит куменьшению величины скачков потенциала на кривых титрования и снижениюточности определения, При очень низких содержаниях нитробензола мембраны не работают вследствие высокогосопротивления. Оптимальное содержание нитробензола находится в пределах 7,7-15,6 мас. . (10-20 об, ).При содержании нитробензола ниже7,7 мас.увеличивается сопротивление мембраны электрода, что сказыва- ЭОется на ухудшении стабильности потенциала электрода и точности определений, При содержании нитробензола выше 15,6 мас.снижается величина скачков на кривых тигрования и ухудшается раститровывание азотной и фтористоводородной кислот,При выборе ацетона из всего многообразия апротонных растворителейво внимание принимались смешиваемость 40его с водой, поскольку анализируемаясмесь представляет собой водный раствор,(метилэтилкетон, как и ацетон,являются апротонным растворителем иотносится к тому же классу веществ, 45 буфер рн=2,7 Мембрана 1 Исследуемый, КС 1 1 С 1 . (1)фКСЗ. 0,01 М р-р . /нас/1 фбуфер рН=7,1( Мембрана ) ИсследуемыйКС 11 КС 1 0,01 М1 р р, /нас/ ф 55 Формула изобретения В элементе (1) используют мембра.ну на основе 11,И-диоктиланилина, в элементе (11) - на основе трис-(дедил)амина.Использование предлагаемого способа определение концентрации азотной и фтористоводородной кислот в однако не может быть использован в данных целях, поскольку ограниченно смешивается с водой); отсутствие способныхтитроваться кислотных или основных примесей; доступность, низкая стоимость, низкая токсичность.При выборе оптимального соотношения вода - ацетон руководствовались экспериментальными данными по влиянию этого параметра на точность результатов определения. Как при низких, так и при очень высоких (свыше 75 об. .) содержаниях ацетона точность определения снижается . Анализ кривых титрования позволет сделать следующие предположения.В области низких содержаний ацетона не происходит достаточной диФференциации силы кислот, Поэтому,несмотря на то, что скачок потенциала достаточно высокий, кривая титрования пологая т,е, скачок 1 смазанн,Это отражается на точности анализа,В области очень высоких концентраций ацетона происходит уменьшениескачка потенциапа. Возможно это связано с сужением диапазона функционирования электродов в неводных растворах,При содержании ацетона ниже 60 ивыше 75 об,% в водноацетоновой смеси,в которой проводится титрование анализируемой пробы, снижается точностьопределений азотной й фтористоводородной кислот.Конструкция жидкостных рН-электродов предусматривает наличие целлюлозной перегородки, отделяющей жидкуюмембрану от исследуемого раствора ипредохраняющей ее от отрицательноговоздействия растворителя (ацетона).В ходе проведения анализа применяют гальванические элементы: растворах травления позволяет увеличить точность измерения. Способ определения концентрацииазотной и фтористоводородной кислот1427277 82,6-92, 1 7, 7- 5,6 Составитель М.ВишневскийТехред М.Ходанич Корректор С,Черни Редактор ИРыбченко Заказ 4847/40 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в растворах травления, включающий потенциометрические измерения с помощью мембранных жидкостных электродов на основе И,И-диоктиланилина и трис 5 (децил)амина с полупроницаемой целлюлозной пленкой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения, используют электроды со следующим составом мембраны, 10 мас,7:ЧетыреххлористыйуглеродНитробенэол Переносчик О, 1-1,0 Жидкий катионит 0,1-0,8 а измерения проводят в режиме потенциометрического титрования в водноацетоновой смеси с содержанием ацетона 60-75 об.М, при этом азотную кислоту определяют с помощью электрода на основе И,Б-диоктиланилина, сумму азотной и фтористоводородной кислот определяют с помощью электрода на основе трис-(децил)амина, а концентрацию фтористоводородной кислоты находят по разности объемов титрантов,