Способ определения ванадия(ш) и ванадия (1у)

-тс-Я ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскиз Социалистическик Республик(22) Эвавлено 21,12,76(21) 2454603/18-26 л,О 01 М 27/О .С 01 С 31(0 исоединеииеаа зеваки М омитет осуаарственный СССР по делам нзоб и открытвно 0509,79, Бюллетень Ио ниа описвниа 08,09,7 2) Авторы изобретени.А,Перевощиков еревощиков Горьковский институт прим.Н,И.Лобаинститут им тельский физ ком государсГорьковский ва о-техническийенном унннерсинженерно-строи сследовГорьковвского(71) Заявител льный СОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ ( И ВАНАДИЯ (1 У ) ния (ИНЧО ) в 6 н. растворе сернойкислоты в присутствии индикатораферроина или фенилантраниловой кислоты. Однако этот метод исключаетвозможность определения различныхстепеней окисления названных элементов ванадия я), титана (ш) и ванадия (1 У) каждого по отдельности приодновременном их совместном присутствии. Кроме того, этот метод имеети невысокую точность определениясуммы этих элементов при их содержании ниже 0,5-1 из-за большой погрешности анализа (ошибка определениясуммы элементов ванадия и титанасоставляет не менее 0,3-0,5) - засчет визуальной индикации эквивалентной точки - конца титрования. Темсамым известный метод анализа является не инструментальным, что затрудняет и удлиняет процесс определения,делает его трудоемким. че ениекой,и ко ническойзультатуического1 У) растОднакоделять в ущ яв ти в э Изобретение относится к аналити сй химии и может найти примен в цветной металлургии, химичес полупроводниковой, электронной 5 радиоэлектронной промышленности,Известны методы определения ванадия и титана разных степеней окисления каждого по отдельности или только их суммы. 1 ОИзвестен ванадатометрический метод определения, который позволяет определить только суммарное количество всех названных элементов ванадия(Н 1), титана (в) и ванадия (1 М) 11).Ванадатометрический метод объемного анализа основан на окислительных свойствах солей ванадиевой кислоты (источником которой обычно является ванадат аммония) при повышенной кислотности раствора, которая окисляет ванадий (й), титан (1 й) и ванадий (19) до одной (высшей) степени окисления: ванадий (н и ч ) до ванадия ( у) и титан (н) до титана(Ю),и определяют сумму указанных элементов. Сущность данного метода заключается в том,что анализируемую смесь элементов разной степени окисления титруют титрованным раствором ванадата аммоНаиболее близким по тености и достигаемому ряется способ амперометрования ванадия (ш) иом комплексона 111 2т способ позволяет опрб 84421 10 30 пробах только ванадий (ш) и ванадий (1 У), ие содержащий титан (нг),Цель изобретения - разработка такого аналитического способа, который позволил бы в отдельности количественно определять содержание ванадия н), ванадия (1 У) и титана я) с помощью одного реагента при одновременном их совместном присутствии для содержаний этих элементов ниже 0,5. Поставленная цель достигается применением нового органического реагента класса оксазиновых - галлоцианина (1 Ц) - и физико-химического (инструментального) метода определеция вамперометрического титрования ца вращающемся дисковом платиновом электроде, Титрование титана (Ш), ванадия и) ц ванадия (1 У) осуществляют цри слелуюших эцачениях рН; образоваие комцлекса титана (я) с галэ:оццаином происходит при зцач цц .; РМ от 0,5 до 2,5, Однако максцмальцая прочость комплекса достигается цри оцтимальцом диапазоне РН, равном 1,0-2,0.Образование компенса ванадия и) с галлоццанццом происходит при значениях РН от ),5 ло 3,0. Оптимальный диапазо рй равец 2,2-2,8. Образование комплекса ванадия(1 У) с галлоциацицом происходит призначениях РМ 2,5-5,5, Оцтимальыйдиапазон РН равен 3,0-5,0,Выбор концентрации реагента галлоцианина для амцерметрического титравания указанных элементов определяется составом образовавшихся комплексов, который находят из кривыхтитрования, Предварительными цссле,дованиями было Установлецо, токонцентрация галлоцианина должнанаходиться в пределах, от 0,001 доЙо 0,5 М, Верхний предел (больше 0,5 М)концентрации галиоцианиа обусловленего предельной Растворимостью, т.е.при концентрации галлоцианина выше0,5 М выпадает осадок реагента, чтонедопустимо, Нижний предел (меньше 0,001 М) концентрации галлоцианина обусловлен нечеткостью получаемых кривых титрования, т.е. приконцентрациях галлоцианина меньших0,001 М затруднительно определитьточку эквивалентности на кривых,Сущность изобретения заключается в следующем, Элементы различнойстепейи окисления ванадий (м 1), ванадий (1 У) и титан (н 1) образуют сгаллоцианином в оптимальных условияхкомплексные соединения, о т л и 60ч а ю щ и е с я составом комплекса, устойчивостью комплекса (характеризующейся так называемой константной нестойкости) и условиями ихобразования. 4П р и м е р, Для амперметрического титрования используется известная установка с вращающимся платиновым электродом-диском с визуальным отсчетом силы тока (гальванометром типа М 91/А) и напряжения. В качестве электрода сравнения используют насыщенный каломельный электрод, Стандартное состояние поверхности платинового электрода обеспечивают следующим образом;перед снятием каждой полярограммы электрод обрабатывают концентрированной азотной кислотой, тщательно промывают дистиллированной водой и трехкратно анодно поляризуют в анализируемом растворе в интервале О,5 В в течение трех миут.Скорость вращеия электрода составляет 800-900 об/ми н,Исходным сырьем для анализа служили промышленные образцы, полученные в технологических условиях получения электровосстановлецием чистых металлов ванадия и титана. Навеску 0,2-0,5 г хлоридов вана"дия и титана, взятую с точностью до0,0002 г, переносят в мерную колбуемк стью 50 мл, в которой находится0,2-0,5 Н раствор соляной кислоты,насыщенный инертным газом (азотом).Обьем раствора доводят той же кислотой до метки и тщательно перемешивают. Берут 2 мл Раствора фона(2 М раствор хлористого калия) и поме.шают в электролизер (ячейку длятитрования). Требуемое значениеРИ среды, например, для ванадия (бя)от 2,2 до 2,8, оптимальное в ,2,4;для титана (й от 1,0 до 2,0, оптимальное - 1,4; а для ванадия (1 У)от 2,5 до 5,5, оптимальное - 3,0создаютведением в электролиэеробшеизвестцого ацетатного буферногораствора (уксусная кислота + уксуснокислый натрий),в который предварительно пропускают азот в течение 1015 ми для удаления растворенного кислорода.Затем сюда же вводят пипеткой1-5 мл анализируемого раствора из мерной колбы с неизвестным содержаниемванадия и титана. Общий обьем электролизера составляет 10-20 мл. Далеетитруют из микробюретки при перемешивании раствором галлоцианина точнойконцентрации (в пределах 0,001 -0,5 М), например 0,001 М, выжидаякаждый раз после прибавления рабочего раствора (галлоцианина), покане устанавливается постоянный ток(в течение 30 с),Потенциал наложения равен О,б,8 В,Строят график в координатах: силатока (деление шкалы гальванометра,в мЬ) -объем раствора реагента, мл,Из графика по точке перегиба определяет объем раствора реагента,израсходованного на титрование, и25 30 50,9547,9а Таблица 1 Однозременное определение содержания ванадияи ванадия (1 У) с галлоцианином в образцах присовместном их присутствии лагаемый м вестныметод 05 О, 42.:О, 1807 0,68.0,21 0,13.0,05 О, 38 О, 06 17-0,05 0)(т;(кН Ч, 1000 4 79 ЬЧкФ20Н Чл объем мерной колбы, мл; объем аликвотной части (пипетки), мл;навеска образца, г;объем реагента в точке эквивалентности, мл;умноженный на точную концентрацию галл( пианина,М; атомный вес ванадия;атомный вес титана;процентное содержание элемента в данной Форме окисления,Объем реагента, расходуемый в процессе титрования ани.лиэируемой смеси, во второй точке эквивалентности (для титана (н) и в третьей точке эквивалентности (для ванадия (лн) 40 21 6будет соответственно в 2 и 3 разабольше, чем в первой точке эквивалентности для ванадия (ГУ) на основании состава комплексных соединений этих Форм окисления титана иванадия.Разработанный способ проверялсяна промышленных образцах, полученных в технологических условиях электролитического произвопства чистыхметаллов ванадия и титана, в составкоторых входили хлориды титана(ш) и титана (1 У), ванадия (н) иванадия (М)( а также хлориды ще.лочных металлов Ча( К, НЬ, (с и лр,),Результаты определения титана н),ванадия (иф ) и ванадия (Ч) при велевны в табл. 1-3.Из приведенных в таблицах результатов видно, что разра",отанньйспособ обладает высокой избирательностью. Это обстоятелотяо янтарны(позволяет из суммы одновр м(нно 1 ясутствующих элементов разли нойстепени окисления: ванадий (лн) иванадий (1 У), ванадий (и) и титанц) ( титан О и ванагий (1 у) о высокой точностью разде.льно опрепелять содержание каждой из указанных Форм В присутствии других, атакже все три формы окисления яана -дия и титана без предяарительно 1 оразделения на элементы из олн й на -вести,Кроме того, предлагаемый оо обимеет высокую точность анализа;ошибка опрепеления пля л(альх (по (,)содержаний ванадия (ц и )У) н титана (н) составляет в ер( п( м ясегоО, 05 - О, 141( для больших сод.1 жацй684421 Т а б л и ц а 2Одновременное определение содержания ванадия (111)и титана (111) в образцах и искусственных смесяхпри совместном их присутствии едлагае 50- 0,06 6,350,35 5,30 т 0,21,0+0,10119;0,19,87-0)3-О, 25 15,0 Таблица 3 содержания ванадия (Ю) пробах при совместном Одновременное опр ванадия (1 У), тит их присутствии елени а (1 н), 110,0 0,15-0,0 1,020,07 2,310,10 4,84 т 0,12 0,12-0,06 0,62-"0,06 5,30+0,11 9,870,16 2,6010,20 0,580,06 0,50+0,07 6,180,12 1,7620,10 0,1 титана тствии, твором Р тита ляет ных тов их о Сгв) ВаСла изобретен нко Ю.В.дат,1,(1 И) и включ ванне л и ч цельюадского госутета 1960,Подписное 9 ЦНИИПИ Заказ 5276/36 Ти Филиал ППППатентл. Проектная,г, Ужго зработанный способ определенияа (н 1) и ванадия (11 и 1 У) позвоОПРЕДЕЛИтЬ 1 В отЛИЧИЕ От ИЗВЕСтетодов,содержание этих элемент 0,10,05 до 13, причемредвлению не мешают: Сг(111),Т 1(и), Ге 1), К, Иа, СаМРЗ, С 2, 801 Р 01,О ф МН 1 и ДРСпособ определения ванадия ванадия (1 У) в растворах, ающий амперометрическое театро органическим реагентом, о та ю щ и й с я тем, что, с одновременного определения 6,170,13 2,220,10 2,17 ь 0,10 1,610,21 5 у 24-0,19 ванадия (1 н), ванадия (1 У) и(111) при их совместном присутитрование осуществляют расгаллоцианина.2. Способ по п.1, о т л и ч ащ и й с я тем, что титрование титана (н 1), ванадия (111) и ванадия(1 У) проводят при следующих рНраствора соответственно: рН 1-2;2,2-2,8; 3,0-5,0 и концентрациигаллоцианина 0,001-0,5 М.Источники инФормации, принятыево внимание при экспертизе1. Сырокомский В.С., КлимаВанадотометрия, Металлургиэ1950.2. Вестник Лэнингрдарственного универсиР 16, с.148.