Способ определения ванадия (у) в сталях

(5)5 6 01 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРС(71) Дагестанский государственный университет им. В.И.Ленина(56) Музгин В.А, и др. Аналитическая химия ванадия,- М.: Наука, 1981, с. 38 - 45.Ахмедов С.А. и др. Фотометрический метод определения ванадия (Ч) в сталях с применением галлиона. Физико-химиче ские методы контроля производства, Рос тов-на-Дону, 1980. с. 11 - 13. Изобретение относится к аналитической химии, а точнее к фотометрическим методам определения элементов, Наиболее эффективно оно может быть использовано при анализе сплавов и стали в заводских лабораториях и научно-исследовательских институтах.Известны чувствительные фотометрические методы определения ванадия (Ч) с помощью 0,01 - диоксиазосоединений: пиридиновых - ПАР, ПАН, ПААК, ПААФ и их замещенных, тиазольных - ТААК, ТААФ и др. Общий недостаток всех рассматриваемых реагентов в большинстве случаев - необходимость предварительного отделения мешающих элементов путем осаждения, экстракции или ионообменной хроматографии, работа с летучими ядовитыми экстрагентами.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ фотометрического определения ванадия (Ч) в легированных сталях с использованием в качестве органического реагента(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ (Ч) В СТАЛЯХ(57) Изобретение относится к способам фотометрического определения ванадия (Ч) и может быть использовано с целью повышения чувствительности, избирательности, точности и ускорения анализа сплавов, Сущность предложения заключается в переводе ванадия (Ч) в комплексное соединение с ан-. типириномСООН в присутствии аскорбиновой кислоты и унитиола при рН среды 3,6-3,9. 1 табл 1 ил.(2-окси-хлор-нитробензол-азо-1-окси-нитробензол-азо-1-оксиаминонаф.- талин,6 дисульфокислота).Ванадий образует окрашенное в фиолетовый цвет комплексное соединение с галлионом в интервале рН 1-10. Равновесие в системе устанавливается э течение часа или же при нагревании до 40 С, В качестве оптимального выбрана Л630 нм, Кажущийся коэф(ициент молярного погашения Е = 1,3 х 10,Сущность прототипа заключается в том, что для анализа образца на содержание ванадия отбирают аликвоту по 5 мл, переносят в колбы емкостью 50 мл, добавляют по 2 мл 5-ных растворов аскорбиновой кислоты и фторида аммония, 5 мл 0,057 ь-ного раствора галлиона, Устанавливают рН 3 и измеряют оптическую плотность на ФЭКотносительно раствора сравнения, содержащего все компоненты, кроме ванадия.Недостатком метода является невысокая селек-ивность, определению мешают большие количества Ге(И), Со , Се, ТЛ), 1775666а Ь100 СфИ), Й(11), Мо(Ч). Малая чувствительность Ебзо = 1,3 х 10, Для быстрого образования4окрашенного соединения необходимо нагревание до 40 - 45"С или же выдерживание раствора в течение часа, Таким образом, экспрессность метода также низка, что усложняет анализ, ограничивает возможности применения реагента для определения ванадия в объектах. Целью изобретения является повышение чувствительности, избирательности, точности и ускорения анализа,Поставленная цель достигается тем, что ванадий переводят в окрашенное комплексное соединение органическим реагентом, 2,7-бисазопроизводным хромотроповой кислоты на основе 4 аминоантипирина-(антип иринСООН),Наибольшая избирательность достигается при совместном введении в систему аскорбиновой кислоты и унитиола.Предложенный нами реагент является высокочувствительным и достаточно избирательным для фотометрического определения ванадия, метод не требует экстрагирования органическими растворителями комплекса ванадия, предварительного отделения ванадия от сопутствующих элементов, время проведения анализа 10 - 15 мин.Способ осуществляется в следующей последовательности:Навеску стали 0,1 г растворяют в 10 мл серной кислоты (1:5) при нагревании, затем добавляют 1 мл концентрированной азотной кислоты для растворения карбидов, Раствор выпаривают до образования влажных солей, полученные соли растворяют в дистиллированной воде, при нагревании, затем доводят объем до 100 мл. Аликвоту 2 мл переносят в мерную колбу емкостью 25 мл, добавляют 2 мл 1 раствора аскорбиновой кислоты и 0,5 мл 0,05 о -ного раствора унитиола, добавляют 7 мл ацетатного буфера (рН - 3,8 и 5 мл антипиринаСООН (конц. 2 х 10 М), контролируют рН 3,6-3,9, доводят полученный раствор до метки, затем фотометрируют. Фотометрирование проводят на Зреко 1-21 при 620 нм, =1 см. .Содержание ванадия определяют по предварительно построенному калибровочному графику, пользуясь формулой: е в - количество ванадия, найденноелибровочному графику, мг; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Чобщ - объем раствора анализируемого образца,мл;а - объем аликвотной части, мл;Ь - навеска анализируемого образца, г.Пример конкретного выполнения.1. Экспериментальная часть.а) Стандартный раствор ванадия с концентрацией 1 мг/мл готовят растворением в воде точной навески М Н 4 ЧОз, с добавлением концентрированной НИОз, титр устанавливают титриметрически. Водные растворы готовят конкретно с учетом содержания основного вещества, В работе используют 1 о -ный раствор аскорбиновой кислоты, 0,05%.ный раствор унитиола и ацетатный буфер, рН 3,8. Измерения оптической плотности выполняют на спектрофотометрах СФА и Яреко 1 - 21, рН растворов контролируют на рН-метре - 5170.б) Из графика зависимости оптической плотности комплекса от рН среды (рис. 1) видно, что ванадий (Ч) образует с антипириномСООН соединение в интервале рН 3 - 5. Малиново-красный раствор бисазопроизводного хромотроповой кислоты в присутствии ионов ванадия (Ч) изменяет цвет до темно-синего, при этом на спектрах наблюдается как гиперхромное, так и батохромное смещение, от 550-570 нм до 610-620 нм,По данным методов изомолярных серий, молярных отношений и сдвига равновесия ванадий с оптимальных условиях с реагентом образует комплекс с соотношением Ме: Я = 1; 2. Это подтверждается и тем, что число замещенных протонов в исследуемой реакции равно 2. Величину константы нестойкости определяют методом разбавления Бабко она равна 1,12 х 10 для комплекса ванадия с антипириномСООН соответственно. Градуировочный график линеен в интервале 0,04-1,20 мкг/мл ванадия, а молярный коэффициент поглощения равен: Е 61 о= 4,3110 для соединений ванадия с антипириномСООН,в) Для определения ванадия в легированных сталях необходимо было устранить мешающее влияние железа, как основы сплавов, а также Со и М, С этой целью2+ 2+исследовали влияние МаР, аскорбиновой кислоты и унитиола, как маскирующих комплексообразователей на систему ванадийантипиринСООН.2. Построение калибровочного графика.Берут стандартный образец 131, не содержащий ванадий, растворяют, взяв аликвоту 2 мл, добавляют 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2 мл ИНЗНОз(Т = 0,01 мг/мл), Затем вводят 2 мл 1 -ной аскорбиновой кислоты. 0.5 мл 0,05%-ного унитиола и 7 мл ацегатного бу.1775666 Контролируемые нетоды Предлэеенныд метод Обтектанамеа Истинноесодернаниа, г С От С ко 4- (г-оириднд.аао)-реаоаин а иг 02 орототно) Иаа о. г,255 фера, Прибавив 5 мл антипиринаСООН, фотометрируют относительно раствора холостого опыта (Х = 620 нм; = 1 см). Пользуясь предварительно построенным калибровочным графиком и измеряя апти ческую плотность аликвоты раствора анализируемого образца в тех же условиях, легко определяют содержание ванадия. На чертеже изображен градуировочный график.3, Выполнение определения. 10 Нэвеску стали 0,1 г растворяют в 10 мл Н 2504 (1:5), затем добавляют 1 мл НИОз (конц.) для окисления карбидов и выпаривают раствор до влакных солей. Обмывают стенки стакана водой и нагревают до полно го растворения солей, После охлаждения пере)осят раствор в колбу емкостью 100 мл и доводят дистиллированной водой до метки. В дальнейшем работа проводится с аликвотами. 20К 2 мл анализируемого раствора прибавляют 2 мл аскорбиновой кислоты и 0,5 мл унитиола и 7 мл буфера, После введения 5 мл антипиринаСООН контролируют рН 3,7-3,8 и фотометрируют (А = 620 нм, 3=- 1 см) 25 относительно СО 131, не содержащего ванадий.Данные о воспроизводимости результатов анализа различными способами приведены в таблице, 30Как видно из данных таблицы, результаты определения ванадия в легированных сталях превышают по точности требования ГОСТ 12351-81. Предлагаемый способ является экс- ПРЕССНЫМ. ЛЕГКО ОСУЩЕСТВИМЫМ, ОтЛИтаЕЗСЯ избирательностью, точностью,По сравнению с базовым обьектом (ГОСТ 12351-81) использование нашего способа исключает расход таких реактивов, как пятиокись ванадия (особо чистая), хлорная кислота, калий пиросернокисый, персульфат аммония, перманганат калия, кислота фенилантрэниловая, мочевина, кислота фосфорная.Кроме того, масса самих навесок может быть уменьшена в 5 раз, а само их количество - в 2 раза, без изменения точности конечных результатов, так как способ более точный и чувствительный, чем существующие,Предлагаемый способ позволяет также улучшить условия труда работникбв и способствует охране окружающей среды. Формула изобретения Способ определения ванадия (Ч) в сталях, включающий перевод его в комплексное соединение с органическим реагентом и последующее фотометрирование, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, избирательности, точности, а также ускорения анализа, в качестве органического реагента используют антипи-ринСООН, а перевод в комплексное соединение осуществляют в присутствии аскорбиновой кислоты и унитиола при рН среды 3,6-3,9.1775666 оставитель Х.Мугутдиноваехред М,Моргентал Корректор В,Петра Редакт КНТ ГССР твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Га аринз, 101 рои Заказ 4032 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5