Способ кулонометрического титрования марганецсодержащего окислителя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК о 1 с 51)5 б 01 й 27/44 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У. ЕТР ИЧ Е С КО ГОЕЦСОДЕРЖАЩЕ ты объе (КМпО) горячем конца ти ющей (в раски ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский иконструкторский институт аналитической техники и Грузинский политехнический институт(56) Базилевская Е.С. Химико-минералогические исследования марганцевых руд (Никопольский бассейн и конкреции Тихогоокеана)М.: Наука, 1976, с. 21 - 22,Пршибыл Р, Аналитическое применение зтилендиаминовой тетрауксусной кислоты и родственных соединений. - 1 Л,; 1 У 1 ир,1975, с, 161 - 162,Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при анализе различных объектов на содержание окислителей, например при контроле содержания двуокиси марганца в электролитической двуокиси марганца (ЭД 1 У 1) - основы многих химических источников тока (ХИТ).Известно определение марганецсодержащих окислителей на основе оксалатметрического метода. Определение заключается в следующем. Объект растворяют в избытке щевелевой кислоты при температуре 70 75 С. При окончании растворения, которое фиксируется визуально по исчезновению твердых частиц, избыток щавелевой кисломно титруют перманганатом калия , При атом титрование проводят в растворе и с визуальной фиксацией трования - по появлению неисчезатечение 3 мин) бледно-розовой ок(54) СП О СО Б ОЛ О Н ОТИТРОВАНИЯ МАРГАНГО ОКИСЛИТЕГ 1(57) Сущость изобретения: растворяю проб 7 в ра 1 вор ,одива кагп 1 л Йогбавля,о в раствор избыток сульфида натрия. Кулоно метрически оттитровывают избыток элек 1 рогенерированным иодом. 2 табл. указанный способ имеет следующие недостатки, Определение не инструментально и трудно автоматизируемо. Процесс определения относительно продалкителен за счет длительности растворения пробы (практически около 20 мин). Проведение определсния осложнено необходимостью поддеркания тсмпературы растворения обьекта в относительно узком интервале (70 - 75 ОС), проведением титрования горячего раствора, а такке визуальным контролем окончания рзстворения объекта и окончания титоования. Отмеченные факторы., кроме того, как следствие, вызывают снижение надежности определения, Снижение последней обусловлено также опасностью получения завышенных результатов из-За окисления щавелевой кислоты кислородом воздуха.Наиболее близким к предлагаемому является способ определения марганецсодержащего окислителя, при котором рас 1758537творение абьекта и объемное титрование производят при комнатчой температуре, Поичем растворение завершается в 5 - 7 мин, При этом спасоое обьект растворяют в избытке галогенсодержащей соли, конкретнее в растворе йодида калия (К). По окончании растворения выделившийся в результате взаимодействия йодида калия с марганецсодержащем окислителем элементарный йод обьемно титруют раствором тиосульфата натрия (ча 2 Я 20 з) в присутствии крахмала. Конец титрования фиксируют визуальна по изменению окраски раствора.К недостаткам последнего способа определения относится следующее. Определение. не инструментально и трудно автоматизируемо, Проведение определения осложнено визуальным контролем окончания титрования, необходимостью взятия и взвешивания малых навесок (до 40 мг) анализируемого объекта, Способ характеризуется низкой надежностью, что обусловлено визуальным, субъективным контролем окончания титрования и нестойкостью титранта - раствора тиосульфата натрия.Из-за отмеченных недостатков способ этот не получил распространения в аналитической практике,Цель изобретения - повышение надежности и точности определения марганецсодержащего окислителя, упрощение и автоматизация проведения определения,Цель изобретения достигается тем, что при титрометрическом определении марганецсодержащего окислителя, включающем растворение объекта анализа в растворе йодида калия, после выдержки времени, необходимого для полного растворения объекта, в раствор добавляют в избытке сульфит натрия для восстановления элементарного йода, затем избыток кулонометрически оттитровывают электрогенерираванным йодом, а конечную точку титрования фиксируют электрохимическим методом (в частности, амперометрическим),П р и.м е р, В качестве объекта анализа были взяты образцы электролитической двуокиси марганца (ЭДМ) с различным содержанием основного продукта - двуокиси марганца (Мп 02). При реализации предлагаемого способа кулонометрическое титрование проводилось при контролируемом токе и амперометрической фиксации конечной точки титрования при двух поляризованных индикаторных электродах.Определение проводилось в эпектролитической ячейке, в которой отделение вспомогательного генерэторного электрода отделялось ат остального объема ячейкистеклянным фильтром (для обеспеченияхимического разделения). Индикаторныеи вспомогательный электроды были изго 5 товлены из платиновой проколоки, а рабочий генераторный электрод - изстекл оуглерода.Определение проводилось при следующем режиме: напряжение на индикаторных10 электродах 100 мВ; плотность тока рабочегоэлектрода 4 10 А/см . сила генераторного тока 0,1 А (при проведении предварительных исследований было установлено. чторезультаты определения практически не за 15 висят от варьирования этих параметров вследующих соответствующих диапазонах:20 - 100 мВ; 10 - 8 10 А/см; 0,03-0,24 А).Электрохимическая ячейка заполнялась раствором следующего состава,20 моль/л; йодид калия (К 1) 0,25; соляная кис;лота (НС 3 - для создания сильнокислойсреды с целью ускорения растворения образца) 2 моль/л; хлорид аммония (ОНС -для снижения растворимости кислорода25 воздуха в растворе) 1,Определение проводилось в следующей последовательности. Навеску (массойоколо 0,4 г) анализируемого объекта вводили в злектрохимическую ячейку, и после 530 минутного растворения добавляли визбытке сульфит натрия (Ма 250 з). Послеокончания восстановления сульфитом натрия элементарного йода (примерно через1 мин), выделившегося в результате взаи 35 модействия двуокиси марганца с йодидомкалия, начинали кулонометрически оттитровывать избыток сульфита натрия электрохимичеси генерируемым элементарнымйодом, Конечная точка титрования опреде 40 лялась по резкому увеличению тока в цепииндикаторных электродов, что соответствовало избутку генерирования элементарногойода. При этом генерирование последнегопрекра щади,45 Результат определения выражается вколичестве электричества (О, Кл), затраченного на генерирование элементарногойода.Процентное содержание двуокиси мар 50 ганца в объекте (К) определялось из следующего выражения: где ц 1 и цг - электрохимические эквиваленты двуокиси марганца и сульфита натриясоответственно;1758537 Таблица 1 Результаты определений в образце М 1 ЭДМ - а гп 1 и п 2 - массы навесок образца и сульфита натрия соответственно.По резул ьтатам оп редел ений (в ал иквотах) одного и того же образца вычислялось среднеквадратическое отклонение 5 (СКО) результатов. 8 тех же образцах были проведены также оксалатметрические определения двуокиси марганца.Результаты определений по обоим способам приведены в сравнительных 10 табл. 1 и 2.Как видно из приведенных таблиц, СКО определения при предлагаемом способе в 2-2,5 раза ниже, чем при способе, основанном на оксалатметрическом методе. 15Замена существующего в контроле качества ЭДМ способа определения двуокиси марганца, основанного на оксалатметрическом методе, на предлагаемый способ дает следующий положительный 20 технико-экономический эффект: повышение сходимости результатов определения в 2 - 2,5 раза; повышение надежности результатов определения за счет исключения ряда субъективных факторов. обуслов ленных визуальным контролем окончания растворения объекта и окончания объемного титрования, а также поддержанием определенного температурного режима (70- 75 С); снижение продолжительности определения в 4-5 раз - за счет ускорения процесса растворения объекта; экономию реактивов - в одном и том же растворе электролита можно проводить 10-20 определений; легкую автоматизацию определения за счет применения кулонометрического титрования и амперометрической фиксации конечной точки титрования; существенное упрощение и снижение трудоемкости определения за счет исключения поддержания относительно высокой температуры растворения объекта и визуального контроля за растворением а также автоматиФзации титрования,Формула изобретения Способ кулонометрического титрования марганецсодержащего окислителя, включающий растворение образца в раствореиодида калия,отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности анализа, а также упрощения и автоматизации способа, в раствор добавляют в избытке сульфит натрия, причем избыток кулонометрически оттитровывают электрогенерированным иодом.1758537Таблица 2Результаты определений в образце М 2 ЭДМ-аСоставитель М.ТащчанРедактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор А.МотыльЗаказ 2995 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР313035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101