Способ фотометрического определения титана

ОП ИСАКИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсяикСоциалистическихРесиублии о 119182 3Ф(51)М. Кл. С 01 И 23/00 б 01 М 21/27 ФвударствапаЯ каинтвт СССР ао двлаи нзебрвтеннЯ н открыткЯДата опубликования описания 07.04.82 Т ФФЗЗТ 4ФМ, И. Забоева и Н. Я. Киржайкттйа .:(54) СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИТАНА Изобретение относится к области ана- литической химии, в частности, к фото метрическим методам опредепения титана, например, в сложных высокопегированных сталях и сплавах.Известные фотометрнческие методы, применяемые в промышленных пабораториях для определения титана с перекисью водорода, хромотроповой киспотой, диантипирипметаном, его производными и друТО гимн реагентами, используются только с предваритеньным отделением титана от мешаюших элементов - ванадия, вольфрама, хрома, ниобия, молибдена и железа (11). Низкая сепективность вызывает необходимость отделения экстракционным, хроматографическим путем ипи осаждением с органическими реагентами (напри мер, купфероном), что значительно усложняет и удлиняет анализ сложных сплавов 1).Известен способ экстракционно-ФотО метрического опредепения титана с ррга 2ннческим реагентом; М -бензоип- М-фенипгидроксипамином ( БФГА) н его производными 121.Метод связан с экстракцией соединения Тт -К хлороформом нз солянокислого раствора (Сн = 10-10 г-ион/п), содержашего маскируюшие вешества ИС 1 комплексон Т 1 и др.). Мешают опредепению: ниобий, цирконий, ванадий,мопибден.Недостатками этого экстракционно фотометрического метода являются необходимость допопнитепьной операции - экстракции органическим растворитепем, токсичность органических экстрагентов, недостаточная селективность - необходимость предварительного маскирования ипи восстановлении РЕ (1 И), Ч ( Ч ) и других элементов. Влияние ниобия и диркония почти не устраняется.Наибоаее близким к предлагаемому способу является способ переведения ти тана в водорастворимое комплексное сое динение с И-бензоил-натрийсупьфонат- й-фенидгидроксипамином ,СБФГАТ 1. 3.3 9182 Указанный способ состоит в следующем;к водному раствору титана (25-250 мкг) добавляют 10%-ные растворы соляной кислоты и ацетата натрия, устанавливают рН 1;5-2,5, затем добавляют 5 мл 5%- 5 ного водного раствора реагента СБФГА, разбавляют до 25 мл водой и измеряют оптическую плотность раствора при= 410 нм. Влияние вольфрама и железа (11) устраняют соответственно винной 10 кислотой и дитионатом натрия.Недостатки этого способа; недостаточная селективность способа: мешают определению титана ванадий ( Ч ), молибден ( Ч ), золото (5), серебро (), невоз% можность использования способа для определения титана в сложных высоколегированных сталях, содержащих ванадий, молибден, ниобий, хром, никель, медь.Целью изобретения является повыше ние селективности определения титана.Бель достигается тем, что к солянокислому водному раствору титана добавляют 8 -бенэоилнатрийсульфонат й-фенилгидроксиламин СБФГА при рН 1,0 25 1,4, а Ге (11) маскируют аскорбиновой кислотой. При этом титан (Ю) образует с СБФГА окрашенное, растворимое в воде комплексное соединение (,ок 320- 330 нм). 30Опыты с переменной концентрацией ионов водорода показали, что соединение имеет два максимума (плато) образования комплекса Т -СБФА: первый - в ин" тервале рН 1,0-1,4, второй - 2,5-3,0- где наблюдается максимальный выход комплекса. Однако аналитически выгодным (более избирательным) следует считать интервал рН 1,0-1,4. В интервале рН 2,5-3,0 в большей степени мешает жепе зо ( Э), а также сказывается явление гидролиэа титана, железа и других элементов.В интервале рН 1,0-1,4 медь, кобальт, николь, хром и ниобий вообще не взаимодействуют с СБФГА.Исходя из опытов, при рН1,0 - шобые колебания Сн+ ведут к большой ошибке определения титана ввиду резкого изменения оптической плотности растворов комплекса.Оптимальным будет предел рН 1,01,4 внутри которого измеряемый пара метр - оптическая плотность раствора комплекса-зависит от концентрации оп ределяемого элемента титана, а не от С)+ С другой стороны эта кислая область предложенного предела (рН 1,0 73 41,4) по сравнению с рН 2,5 3,0 (второе плато) исключает мешающее влияниеряда элементов,Таким образом, выбранный интервалрН является оптимальным с точки зрения точности, воспроизводимости и селективности определения титана, хотя и проигрыввет области рН 2,5-3,0 в чувствительности,Оптимальное содержание реактиваСБФГА 260-360-кратный избыток кмольному содержанию титана.Аскорбиновую кислоту добавляют визбытке к ожидаемому содержанию жепеэа Д.итионат натрия, маскирующий железо в известном способе, в предлагаемой области рН 1,0-1,4 не годен, такквк разлагается с образованием серноймути,В выбранных условиях наблюдаетсяпрямолинейная зависимость оптическойплотности растворов от концентрации титана в пределах 20350 мкг/25 млраствора.Кажущийся молярный коэффициент погашения при330 мм равен 7540,Желтая окраска растворов комплекса устойчива нескольк суток.Влияние больших количеств железа(В) (более 1 мг), было устранено добавлением в реакционную смесь 0,2 г,5 гаскорбиновой кислоты.В предлагаемом способе определениютитана не мешают Й 1 Со, Со, СР (И 1),Щ, (в любых количествах), а такжевольфрам - до 1000 мкг, молибден иванадий - до 400 мкг,В таблице представлено влияние различных элементов на оптическую плотность растворов Т-СБФГА, Ст,; 100 мкг/=05 г/25 мл, Сф, Е 5 см,330 нм, рН 1;25,Предлбгаемый способ использован дляопределения титана в сложных высоколегированных сплавах, без отделения мешающих элементов,П р и м е р. Определение титана вжаропрочных сплавах на железной основе.Растворение сплава.Навеску сплава 0,2-0,5 г растворяютв 40-50 мл соляной кислоты(1:1) при .умеренном нагревании, по окончании раст;ворения к горячему раствору добавляют .5-10 капель концентрированной азотнойкислоты, упаривают до объема 5-10 мл,добавляют 5 мл серной кислоты (1:1) ивыпаривают до густых паров 50 охлаж,520; 0,520 ,528 ф, 01520 0,520;0,525; 500 5 9182 . дают, обмывают стенки стакана водой и снова выпаривают до влажного состояния. Эту операцию повторяют трижды для полного удаления азотной кислоты. Соли растворяют в 10 мл концентрированной 5 НИ при нагревании, раствор переводят в мерную колбу емкостью 50-100 мл, доводят до метки водой.Определение титана.Берут аликвотную часть полученного 10 раствора (5,0 10,0 мл) и стакан емкостью 50 мл, упаривают до обмма 2-3 мл, добавляют 5,0 мл 10%-ного раствора ас-. корбиновой кислоты. Через 10 мин до бавляют 8 мл 3%-ного раствора СБФГА, добавляют 10%-ные растворы ацетата натрия и соляной кислоты до рН 1,2. Контролируют рН на рН-метре. Переводят раствор в мерную колбу емкостью 25 мл, доводят до метки ацетатно-соля нокислой смесью(рН 1,20-1,25) и измеряют оптическую плотность растворов на Сфв кювете 3-10 мм,-,ЗЗОнм, относительно раствора сравнения, содержащего все реактивы без СБФГА. Содер жанне титана в пробе рассчитывают по 73 4стандартному раствору титана, проведею= ному через ход анализа, в присутствии железа. Для этого берут 4 мл стандартного раствора титана (Е. = 100 мкг/мл), добавляют 45-50 мл раствора железа (1 И) (Тр = 10 мг/мл), добавляют 40- 50 мл НСВ (1:1) и далее поступают, как при анализе пробы.Метод обладает высокой точностью- относительная ошибка х 2,5% (доверительный интервал Яс от 0,001 до 0,011 при надежности О(.= 0,95), хорошей воспроизводпмостью 9 Э(0,4-3,6) 10и позволяет определять титан в присутствии больших количеств железа хрома, ни-келя.Преимушества предлагаемого способа: высокая устойчивость растворов СБФГА (6 месяцев) и комплекса титана с СБФГА (несколько суток) обеспечивает высокую точность и воспроизводимость результатов анализа, высокая селективность предлагаемого способа, так как не мешают в значительных количествах Ре (В), У ( Ч), Ч(Я), та, Н(Ч), С;Я, С СО МЩ918273 8 : Продолжение таблицы 1000 0,530; 0,535; 0,540 0,520; 0,526; 0,528 0,540; 0,535 0,540 0,535; 0,530; 0,540 100 400 400 1. Способ фотометрического определе- . ний титана, включающий переведение ти тана в водорастворимое комплексное сое динение с помощью К -бензоип-натрийсульфонат- й-феннлгидроксипамина и последукбцее фотометрирование, о т л ич а ю щ н й с я тем, что, с цепью по- фф вышения селективности определения, про-, цесс осуществляют при рН 1,0-1,4.2. Способ по и. 1, о т и и ч а ющ и й с я тем, что, с цепью сепективСоставитель А. Жаворонкова Редактор Н, Коляда Текред М,Гергель Корректор М, ПоаоЗаказ 2031/28 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5филиал ПЙП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретения ного определения титана при содержанииГе (И 1) более 1 мг в конечном объеме,процесс ведут в присутствии аскорбиновой кислоты.Источники информации,принятые во внимание лри экспертизе1. Марченко 3. фотометрическое опредедение элементов, М., Мир", 1975.2. Умланд ф, и др. Комплексные соединения в аналитической химии. М., Мир,1975, с. 398.З.ВЬагдауо 5.Р кодаи М. -2 омоГ.СИею,36, % 1, 255, 1 Ъ 71 (прототип).