Способ фазового анализа серощелочных растворов на содержание анионных форм серы

(19) 01 ОПИСА ЗОБРЕТЕ К ДЕТЕПЬСТВ ОРСКОМУ н Ъ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Иркутский государственный научисследовательский институт редких ицветных металлов(56) 1, Шарло Г. Методы химическогоанализа. М., "Мир, 1969, ч.2, с.1002. Рарр Дж., Хавас Дж, Применениев аналитических целях мембранногоэлектрода, обладающего селективностьпо отношению к сульфид-ионам. - Венгерские химические записки, 1970,т.76, й 6, с.307-312,(54)(57) СПОСОБ ФАЗОВОГО АНАЛИЗА СЕРОЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ НА СОДЕРЖАНИЕАНИОННЫХ ФОРМ СЕРЫ потенциометричес"ким титрованием с применением индикаторного электрода, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью пОвышения селективности определения формсеры и полисульфидности серощелочныхрастворов, их титрование проводятраствором азотнокислого серебра ссульфидсеребряным электродом по скачкам потенциалов, при этом первый скачок потенциалов в диапазоне от -0,65до -0,55 В используют для определения свободных сульфид-ионов, второйв диапазоне потенциалов от -050 до1 1045Изобретение относится к анаяити" ческой химии серы и может быть исполь" эовано в оперативном контроле фазового состава анирнных Форм серы серо- щелочных растворов при гидрометаллур" гическом производстве цветных и благородных металлов, очистке сточных вод, а также в целлюлозно-бумажной промышленности.Известен иодометрический способ 1 п .определения концентрации анионов серы, Сульфид- и полисульфид"ионы отделяют с помощью карбоната цинка и в Фильт" рате определяют сульфит- и тиосульФат-ионы. Для определения полисульфидной серы полисульфид-ионы восстанавливают сульфитом натрия и отделяют сульфлд-ионы осаждением11Недостатками указанного способа, являются многостадиальность, трудоемкость и большая затрата времени продолжительность анализа одного раствора 3 ч). Главным же недостатком этого способа является то, что он, дает только указание на присутствие 25 полисульфидной серыи не раскрывает, качественно-количественного состава полисульфид-ионов.Наиболее близким к предлагаемому является способ фазового анализа серощелочных растворов на содержание анионных форм серы потенциометрическим титрованием с применением индикаторного электрода2 3Недостатками известного способа определения концентрации анионов35 серы являются невысокая экспрессность (продолжительность анализа одного раствора до 1,5 ч), применение высокотоксичного вещества - хлорида40 ртути и невоэмокность раздельного определения сульфид-ионов, свободных и связанных с, полисульфидной серой, что в свою очередь, не позволяет определить число и в полисульфид-ионах (5).45 Цель изобретения - повышение селективности определения форм серы и полисульфидности серощелочных растворов, 50Поставленная цель достигается тем, что, согласно способу фазового анализа серощелочных растворов на содержание анионных форм серы потенциоматрическим титрованием с применением индикаторного электрода, их тит рование проводят раствором азотнокислого серебра с сульфидсеребряным 105 2электродом по качкаМ потенциалов, при этом первый скачок потенциалов в диапазоне от -О,б 5 до "0,55 В используют для определения свободных сульфид"ионов, второй в диапазоне потенциалов от -0,50 до -0,20 В - для определения полисульфид-ионов, а третий в диапазоне потенциалов 0,10- 040 В - для определения тиосульфатионов.Раздельное определение свободных сульфид-ионов, сульфид-ионов, связанных с полисульфидной серой, тиосульфат-ионов и других анионных Форм серы проводят последовательно и непрерывно по характеристическим скачкам потенциалов, определяющих качественно и количественно вышеуказанные анионные формы серы эа счет образования на поверхности сульфидсеребря-. ного электрода сульфидсеребряных пленок переменного состава при потенциометрическим титровании серощелочных растворов раствором азотнокислого серебра, Образование сульфидсеребряных пленок переменного состава дополнительно подтверждено независимыми методами. Рентгенофазовый анализ образующихся пленок на поверхности электрода в ходе потенциометрического титрования свободных сульфид-ионов показывает их кристаллическую структуру типа-Ац 5, а в хрде титрования сульфид-ионов, связанных с полисульфидной серой, рентгеноаморфную структуру типа Ад Вп 1, Мимический анализ подтверждает эти данные. На основе этого явления удается зафиксировагь характеристические скачки потенциала индикаторного электрода при потенциометрическом определении серосодержащих анионов. После определения свободных и связанных с поли-. сульфидной серой сульфид-ионов в этом же растворе определяют тиосульфатионы, Для этого в раствор прибавляютпо каплям раствор уксусной кислоты до рН б,5-7,5, На нейтрализацию раствора расходуется 1-2 мл раствора уксусной кислоты, разведенной 1:19, взависимости от содержания гидроксида в анализируемом растворе, Затем титруют тиосульфат-ионы раствором аэотнокислого серебра,В отдельной аликвотной части анализируемого раствора определяют полисульфидную серу. К раствору прибавляют 1 мл 0,5 М раствора сульфитанатрия для восстановления полисуль50 3 10451 фидной серы и образования тиосульфатионов. Реакция восстановления проходит при нагревании раствора до 50+5 С (тиосульфат-ионы неустойчивы при более высоких температура раствора), Прибавляемое количество сульфита натрия является избыточным для восстановления в аликвотной части раствора предельно полученных количеств полисульфидной серы. Для связывания из О бытка сульфита натрия в раствор прибавляют 5 мл формальдегида (товарный препарат без разведения). Затеи титруют сульфид-ионы раствором азотно- кислого серебра и после прцбавления раствора уксусной кислоты до рН 6,5- 7,5 титруют тиосульфат-ионы. Разность количеств азотнокислого серебра, затраченных на титрование тиосульфат-ионов в двух аликвотных частях раствора, соответствуе 1 объему раствора, пошедшего на титрование полисульфидной серы, После определения содержания всех Форм серы рассчитывают среднюю степень полисульфидности и в полисульфид-ионах.Для титрования серощелочных растворов, содержащих 1-10 г/л серы, применяют 0,05 М раствор азотнокислого серебра. При этом на 1 мл анализируе- Зо мого раствора (раствор перед титрованием разводят до 10 мл 0,1 М раствором гидроксида натрия ) расход титранта составляет 1-10 мл. Последнее удобно при титровании с применением блока автоматического титрования35 БАТ, так как в комплекте с ним поставляются беретки емкостью 10 мл, Для титрования серощелочных растворов содержащих более 10 г/л серы приме 40 няют 0,1 М раствор азотнокислого серебра.На графике приведены потенциометрические кривые титрования двух аликвотных частей анализируемого раствора раствором азотнокислого се ребра.В первой аликвотной части раствора (кривая 1) титруют свободные сульфид-ионы (первый скачок потенциалов в интервале от -0,65 до -0,55 В), связанные с полисульфидной серой сульфид-ионы (второй скачок потенциалов в интервале от -0,50 до 0,20 В) и тиосульфат-ионы (третий скачок потенциалов в интервале 0,10-0,40 В) 55 Во второй аликвотной части анализируемого раствора (кривая 2) после восстановления полисульфидной серы 05 4растворам сульфита натрия титруютсумму сульфид-ианов свободных и связанных с полисульфиднай серой ( первыйскачок потенциалов в интервале от-0,70 до -020 В ) и сумму тиосульфатионов, имеющихся в анализируемомрастворе и полученных в результатевосстановления полисульфидной серы(второй скачок потенциалов в интервале 0,10-0,40 В).П р и м е р 1. Анализируют серощелочной раствор с содержанием элементной серы 3,60 г/л. Титруют свободные сульфид-ионы в интервале потенциалов от -0,65 до -0,55 В и связанные с полисульфидной серой в интервале потенциалов от -0,50 до -0,20 80,05 М растворам азотнокислого серебра. Затем прибавляют по каплямраствор уксусной кислоты, разведенной 1:19, до рН 7 и титруют тиосульФат-ианы в интервале потенциалов0,10-0,40 8, Ко второй аликвотнойчасти анализируемого раствора при"бавляют 1 мл 0,5 М раствора сульфитанатрия, нагревают до 50 С до обесцвечивания раствора и титруют суммусульфид-ианов в интервале потенциалов от -0,70 да -0,40 В. Затем прибавляют раствор уксусной кислоты дорН 75 мл Формальдегида и титруютсумму тиосульфат-ионов в интервалепотенциалов 010-040 В,Результаты Фазового анализа анионных форм серы в расчете на элементнуюсеру получают па формуле, Т Ч 1000х =агде х - концентрация определяемойанианнай формы, серы, г/л;Т - титр раствора азотнокислогосеребра, г/л;Ч - объем раствора азотноквслогосеребра, пошедший на титрование, мл;а - аликвотная часть анализируемого раствора, мл.Расчет титра раствора азотнокисло"го серебра по элементной сере проводят, исходя из реакций2 В + 2 Р 9 -э А 9 г50+ 2 А 9 - АЬ,502Для 0,05 М раствора азотнокислогосеребра титр по сульфид-ионам составляет 0,0008 г/мл 5 и по тиосульфатионам 0,00 16 г/мл 5,Исходя из этого, получают следующие результаты анализа, г/л:7 1045 105 8шают при соответствующих концентра- концентрацию тиосульфатной и полициях.определению анионных соединений сульфидной серы, общую концентрацию серы. растворенной серы, применять нетоксичные реагенты и доступную аппарату-Таким образом, предлагаемый спо-ру и обладает высокой экспрессностью. соб фазового анализа серощелочных При проведении серийных анализов титрастворов.на содержание анионных рование проводят до заданного по- форм серы превосходит известные спо- тенциалапотенциала в точке эквисобы анализа по своим возможностям. валентности ) в автоматическом режиме Способ позволяет раздельно и коли О с использованием блока автоматичесчественно определить свободные и свя- кого титрования типа БАТ, При этом ванные с полисульфидной серой суль- продолжительность анализа раствора фидионы, число и в полисульфид-ионе, не более тридцаТи минут.Составитель И.РогальРедактор А.Власенко Техред А.Бабинец Корректор В,ГирнякЗаказ 7541/44 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул, Проектная, 4