Способ определения кобальта

Союз СоветекикСоциалиетнчеекикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУво делан каабретеннй к открытийДата опубликования описания 07.08,82 И. А. Десяткова, И, Е. Корепина и,В. ВИгнатьева, ф; ;л гФ,;(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА 1Изобретение относится к аналитической химии, а именно к определениюкобальта в соединениях скандия и может быть использовано при аналитическом контакте процесса полученияособо чистой окиси скандия и другихего соединений.Известен способ выделения рядапримесей (кобальта, меди, марганцаи других) путем группового концентрирования экстракцией их в виде комплексных соединений с оксихинолиномиз растворов минеральных кислот,предварительно нейтрализованных раствором гидрооксида натрия до рН 5,56,0. 8 качестве экстрагента используют хлороформ. Экстракт примесейупаривают досуха на графитовом порошке и анализ заканчивают спектральным методом 1 1,Однако этот способ не применимдля отделения кобальта от скандияпо следующим причинам; не удаетсяполучить прозрачные растворы после растворения окиси скандия и установления необходимого значения рН 5,56,0 (нейтрализация избытка растворителя - кислоты). При нейтрализации 5прозрачного солянокислого раствораскандия, начиная с рН 2,5 и более,образуется гидроксид скандия и отделение кобальта с любым комплексообразователем невозможно.Известен также способ отделенияалюминия, хрома, кобальта, меди, марганца, молибдена, титана, ванадия,олова, свинца, никеля групповым концентрированием их экстракцией смесьюхлороформа и изоамилового спирта израстворов, содержащих гидрооксид натрия в виде внутрикомплексных соединений с 8-оксихинолином и 1-фенил-метил-бензоилпиразолоном, сна 2 о чала при рН 8,0, а затем после подкисления до рН 2,5 экстракцию повторяют. Объединенный экстракт примесейвыпаривают досуха на 50 мг графитового порошка в присутствии 2 мл 13 3 94888ного раствора щавелевой кислоты, про.каливают при 400-500 ОС в течение2 мин, и анализ заканчивают спектральным методом 2,Однако этот способ позволяет от 5делять кобальт от скандия только на25-35. Основная масса кобальта остается в водной фазе, в растворе,содержащем скандий.Наиболее близким к предлагаемомупо .технической, сущности и достигаемому результату является способ группового концентрирования кобальта,никеля, марганца, меди и других элементов из растворов, содержащих редкоземельные элементы, экстракцией этихпримесей в виде комплексных соединений с 8-меркаптохинолином (тиооксином)из цитратных растворов с рН 9,0, Вкачестве экстрагента используют хлороформ или четыреххлористый углерод,Прозрачные растворы редкоземельныхэлементов с рН 9,0 получают растворением окиси РЗЭ в соляной кислоте, упариванием до сиропообразного состояниядобавлением раствора лимонной кислоты, предварительно нейтрализованногоаммиаком до рН 9,0 с таким расчетом,чтобы соотношение массы окиси РЗЭ кмассе лимонной кислоты стало равнымэо1:3, В полученный раствор приливаюттиооксин и экстрагируют примеси в слойорганического растворителя. Экстрактпримесей упаривают на графитовом порошке, полученный концентрат примесей анализируют спектральным методом 1 31,Данный способ также не применимдля отделения кобальта от скандия:при установлении рН 9,0 образуется40гидрооксид скандия, и получить прозрачные растворы не удается.Целью изобретения является повышение степени извлечения кобальта всоединениях скандия при его содержании в водной фазе 8-25 г/л ( по окисии снижение пределов его обнаружения.Поставленная цель достигается экстракцией хлороформом комплексного соединения кобальта с тиооксином из ацетатного раствора при рН 3,5-4,0, полу 5 Оченного последовательным добавлениемк сухой смеси хлоридов скандия, кобальта и примесных элементов раствора уксусной кислоты, разбавленной1:15-20, и ацетатного буферного раствора с рН 5,5-5,8 при содержании .скандия в водной фазе 8-25 г/л (по окисискандия),Раствор уксусной кислоты, разбав.ленной 1,15-20, и ацетатный буферныйраствор с рН 5,5-5,8 при растворениихлоридов скандия, кобальта и примесных элементов позволяет получить растворы с рН 3,5-4,0 и провести извлечение кобальта путем экстракцииего комплекса с тиооксином в слойорганического растворителя (хлороформа) из раствора, содержащего вводной фазе 8-25 г/л окиси скандия,При смешивании таких растворов с хлороформом они остаются прозрачными,и извлечение кобальта из раствораскандия составляет 90-100.При отделении кобальта из.средыбуферного. раствора с рН 5,0 или б,0при добавлении хлороформа образуетсяосадок основных солей и разделенияфаз не происходит,При рН водной фазы менее 3,5 (3,02,5), т, е. при использовании только уксусной кислоты, разбавленной1: 15-20 (рН 2-2,5), извлечение кобальта составляет 30-404. Получить положительных результатов не удалось.При рН водной фазы более 4,0 (используется только буферный раствор срН 5,0-6,0) при добавлении хлороформа и смешивании фаз образуется оса-док основных солей скандия, разделение фаз не происходит.При содержании скандия менее 8 г/лпроисходит увеличение предела обнаружения с 510до (3-5)10 Ф кобальта и контроль особо чистых соединенийскандия неосуществим.При содержании скандия более25 г/л в водной фазе (в расчете наокись) не удается получить рН воднойфазы 3,5-4,0 за счет кислотныхсвойств скандия, что приводит к. недостаточно полному извлечению кобальта.П р и м е р, Навеску окиси скандиямассой 0,5 г растворяют в 5-7 мл соляной кислоты, разбавленной 1:1, принагревании до 70;80 ОС, упаривают до-,суха, осаждают до комнатной температуры, обмывают стенки стакана водой иснова упаривают досуха, Обработкуводой и упаривание раствора повторяют еще раз. К сухому остатку приливают 10 мл уксусной кислоты, разбавленной 1:15, 1 О мл ацетатного буферного раствора с рН 5,5-5,8, при этомустанавливается рН раствора 3,5, приливают 5 мл 0,34-ного раствора тиооксина, перемешивают, выдерживаютОбразцы Иасса навески Введено ко- Найдено кообразца, г бальта, мкг бальта, мкг ОООЙ 0,012 0,011 0,011 0,019 0,005 Окись скандия 0,20 0,01 0,50 0,50 0,015 0,02 0,50 Хлорид кальция0,50 0,005 0,011 0,017 0,012 0,014 0,006 0,0050,010 0,015 0,010 0,015 0 50 0,50 0,8 0,8 0,8 0,005 5 91888 15 мин. Содержимое стаканов переносят в делительную воронку, приливают 5 мл хлороформа и проводят зкстракцию в течение 2 мин. Органическую фазу сливают в стаканчИк, а к вод- З ной фазе приливают еще 2 мл раствора тиооксина и 5 мл хпоррформа и повторяют экстракцию. Обьединенные экстракты, промывают водой, сливают в кварцевый стакан, упаривают досуха, 16 прокаливают при 500-550 оС в течение 15-20 мин охлаждают до комнатной температуры. Сухой остаток растворяют в 2 мл концентрированной азотной кислоты при нагревании, упаривают 15 досуха, обмывают стенки стакана водой и упаривают до 1-2 мл, охлаждает до комнатной температуры. В кварцевые цилиндры вместимостью 15 мл приливают по 1,8 мл 2,1 10 ф И раст о. вора ализарина, переводят в них содержимое стаканов, споласкивают 12 мл боратно-щелочного буферного раствора и бидистиллированной водой до обьема 8-9 мл, приливают по 0,3 мл раствора перекиси водорода, разбав.- ленной 1:3, доводят водой до обьема10 мл, перемешивают. Цилиндры с растворами погружают в стакан с водой, нагревают до 58-60 оС, и когда темпе- ЗО ратура достигнет 50-52 оС, включают секундомер и выдерживают при этой 1 9 6температуре 5 мин. Цилиндры с растворами вынимают из стакана, быстроприливают по 0,5 мл 0,05 И растворатрилона Б, перемешивают, охлаждают докомнатной температуры и измеряют оптическую плотность растворов на фотоэлектроколориметре фЗКсо светофильтром Ю 5 (Л = 510 нм) в кюветес толщиной поглощающего свет слоя10 мм. В качестве раствора сравненияиспользуют бидистилпят. Одновременночерез все стадии анализа проводятконтрольный опыт (опыт на загрязне:ние реактивами).Из значения оптической плотности нулевого раствора вычитают значение оптической плотностииспытуемого раствора и по полученному значению разности оптических плотностей определяют массу кобальта поградуировочному графику, которыйстроят в аналогичных условиях. В образце найдено 2,510 ф Ф кобальта,стандартное отклонение составляет 6 хх 10 73. Данные по полноте отделения кобальта от скандия представлены в таблице.Способ определения кобальта йозволяет осуществлять контроль производст. ва особо чистых соединений скандия в диапазоне содержаний кобальта от 5 1 О 7 до 1 10 ф 3.948889 Продолжение таблицы Найдено кобальта, мкг Масса навескиобразца, г Введено кобальта, мкг Образцы Окись скандия ",20 0,20 0,20 0,50 0,50.0,50 То же 0,50 0,010 0,015 0,020 0,020 0,012 0,016 0,019 0,023 0,50 0,50 0,50 формула изобретения хлоридов и примесных элементов раствора уксусной кислоты и ацетатногобуферного раствора.2. Способ по и, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что добавляют к сухой смеси хлоридов скандия и примесных элементов уксусную кислоту в соотношении 1:15-20,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Золотов Ю. А., Кузьмин Н, М.Экстракционное концентрирование нХимия", 1971, с, 224.2, Заводская лаборатория", 1969,т. 35, в, 7, с. 784.3, Журнал аналитической химии.Т. 21, вып. 1, 1966, с, 94-97 (прототип),Составитель А, ЖаворонковаРедактор М, Петрова Техред М, Надь Корректор Г, Решетник Заказ 5687/1 Тираж 509 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб , д 4/5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,1. Способ определения кобальта в растворах, содержащих скандий, включающий экстракцию хлороформом комплек сного соединения кобальта с 8-меркаптохинолином из растворов хлоридов и последующий анализ экстракта одним из известных методов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени извлечения кобальта в присутствии соединений скандия при содержании скандия в водной фазе 8 - 25 г/л (по окиси) и снижения пределов его обнаружения, экстракцию .осущест- ф вляют из ацетатного раствора при рН3,5-4,0, полученного путем последовательного добавления к сухой смеси 0,005 0,005 0,010 0,010 0,010 0,015 0,006 0,005 0,011 0,011 0,009 0,014