Способ спектрофотометрического определения тантала ( )

т л и ч а;о елью повыше- деления таня Ив, молибЯ олучают при 10 иг.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт общей и неорганическохимии АП Армянской ССР.(56) 1. Авторское свидетельство СССР 673609, кл, С 01 6 35/00, 1979,2. Л.С,Яцдоп Ярес 1 горЬогощегг.деегпд.паедоп оГ; г.алг.а 1 щп аз гейцсе12-во 1 уЬдоапа 11 с .асей , АпаР,СМщ, Ас 1 а, ч. 30, 1964, Р 4,р. 395-480 (прототип),(54) (57) 1, СПОСОБ СПЕКТРОфОТОМЕТРЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТАНТАЛА (Ч),включающий переведение его в молиб денотанталовую кислоту в кислой среде, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельо повышения чувствительности и расширения интервала определяемых количеств тантала, к раствору молибденотанталовой кислоты полу:ченной:при рН 1,2-4,1, добавляют основной краситель - метиленовый голубой, отделяют полученный из раст воров с рП 0,4 - 0,7 продукт путем центрифугирования, растворяют в подк и сле н ном ацет оне и ф от ометрируют полученный раствор.2. Способ по и, 1, ощ и й с ятем, что, с цния избирательности опре тала в присутствии ниоби денотанталовую кислоту и рИ 3,5 - 4,1.Изобретение Относится к областианалитической химии, а точнее,к спектрофотометрическому определепи:о тантала (1) В виде молибденотанталата основного красителя, и можетбыть эффективно использовано при 5анализе самьл различных танталсодержащих объект ов в ге Оло гии, мет аллургии, при анализе особо чистыхВеществ и т,д.В связи с расширением практического использования тантала, в особенности в металлургии, для получения особых сталеЙ, содержащих сравнительно низкие количества тантала,нозникает необходимость разработкивысокочувствительных методов егоопределения и, в частности спектрометрических методов, легко выполняемых в заводских лабораториях, благодаря простоте осуществления,и доступ ности требуемой аппаратуры. Однакоизвестные методы спектрофотометрического определения тантала малочунствительны,Представляется перспективной Воз 25можность повышения чувствительностиспектрофотометрического определениятантала с использованием реакциимолибденотанталоной гетерополикислоты с основными красителями, Последняя до сих пор вообще не исследова 30на, а име:ощиеся способы спектрофото-,метрического определения тантала сповышенной чувствительностью в основ -ном не(лючают испОльзонаееие ОснОВныхкрасителей в качестве реагентов наФторот ант алат-анион или исполь зов ание МОлибденОБОЙ сини р Обрйзующейсяпри восстановлении молибденотанталовой кислоте.е (МТК) или молибденокремневотанталовой гетерополикислоты. 40НЗВестеео спектрОФОтОметрическоеопределение тантала, включающее переведение тантала при 0,15 - 0,2 ИН БО и 300 - и 5000-кратном избыткее 7Я.О( и МОО 4 соответственно н тройную 45молйбденокремненотанталоную гетерополикислоту, восстановление последней смесью ЯИС 82 2 Н,О и И 2 Н,( НЯО,Ен молибденовую синь и спектрофотомет-риронание полученного раствора при 50длине волны 730-750 нм (,1 3,Недостатками способа являютсянизкая чувствительность оПределения(8= 6 .10" л,мол " см ") узкие интервалы Определяемых количеств тантала(0,15 - 0,20 И НЯО 4), необходимостьиспользования восстановителей, атакже невозможность осуществленияОпределения при более чем 5-кратномизбытке ниобия.60Наиболее близким к изобретениеопо технической сущности является способ спектрофотометрического определения тантала (Ч) в ниде восстановленнойй Формы МТК вкеночающий пере недение ТаЕ при рН 1,5 - 2,0 в присутствии 10 мл 1 ИНМОО в МТК, восстановление МТК введением 10 мл НЯО(1:1) и 1 мл .0,85ЯВСЬ и спектрофотометрирование полученного раствора при 820 нм (.2(.Недостатками известного способаявляются низкая чувствительность определения (Сее=1 мкг Та ), узкие инМтервалы определяемых количеств тантала (1 - 20 мкг) и оптимальной кислотности образования МТК (пН 1,5-2,0),малая устойчивость окраски восстановленной формы МТК (10 мин) и связанная с этим плохая воспроизнодимостьрезультатова также невозможностьопределения Та при более чем 20-кратЧном в молях избытке ИЬЦель;о изобретения является повышение чувствительности и расширениеинтернала определяеееых количестн тантала,Поставленная цель достигается тем,что к раствору МТК, полученной прирН 1,2 - 4,1, добавляют основнойкраситель - метиленовый голубой (МГ),отделяют полученный из растворон срН 0,4 - 0,7 продукт путем центриФугиронания, растворяют в подкисленном ацетоне и Фотометрируют полученный раствор.Предпочтительно, с целью повышенияизбирательности определения танталав присутствии ниобия ИЬИТК получать при рН 3,5 - 4,1.Способ осущестнляеот следующимобразом.В присутствии (1,8 - 8,5) 10 МИаИОО 4 при рН 1,2 - 4,1 и 12-минутном ныдерживании растворов получаютМТК, которую с помощьео основногокрасителя - МГ концентрацией(1,9 - 7,8) 10+ М и рН 0,40 - 0,70йереводят в трехзамещенную сольтвердофазный молибденотанталат МГ,отделяемый центрифугированием, Полученный продукт растворяют в ацетоне,содержащем 8 М, НИОЗ, и спектрофотометрируеот. Определения Та осуществляеот по интенсивности снетопоглощения ацетонового раствора полученного продукта при 656 нм, Выход зауказанные пределы нецелесообразен,так как приводит к искажению результатон.Из основных красителей используютМГ, метиленовый езеленый, е.зур,аннур -Й и толудиновый голубой, Наилучшие результаты получают при использовании ИГ.На Фиг. 1 изображена зависимостьмолярного коэффициента погашения(Е) ацетоновых растворов соединенияМГ-МТК от кислотности н момент образования МТК (рН кдц ), полученнойпри Ст=1,0 10 Му С Аоф =3,0 10 МуСмет =3,13 10 Му рНое 0,5 и 12-минут 4НОМ выдерживании растноров; нафиг. 2 - зависимости 8 растворон соединений МГ с МТК (кривая 1) и изополймолибдат-иояами (кривая 1 ) откислотности в момент их образования,полученные при С ч=1,0 10 М-5С ц3,1310 МУ Срч"-3,010 И 1 5РН щц 2, 3; на фиг. 3 - зависимостирастворов соединения МГ с ИТК (криваяя 1 ) и и з ополимали бдат-ион ами(кривая 1 ) от концентрации молибдата натрия, полученные при С т к=1,0 х 10х 10 М; С, =3,13 104 М; РН 2,30;РН р 0,50; на фиг4 - завйсимости Ерастворов соединений ЧГ с МТК (кривая 1) и изопалимолибдат-ионами(кривая 1 ) от концентрации реаген- Л 5та-красителя, полученные при С Гсч=1,Сх 10 М; С у м 1= 3,0 "10 "ЗМ; РНс,ц 2,30;РН 0,50; на фиг. 5 - зависймостиоптйческой плотности растворов соединения МГ с МТК от состава водной фа"зы (изомолярные серии), полученныепри Саре =3,0 ф 10 Мр РНц 2,30 у.РНкон 0,501 С Ъч+См,М 10(кРивая 1) - 4, 5 р (крййая 2) - 9, О,Я=О,1 сму кхрл=0,000 р на фиг. бзависимость значений относительногостандартного отклонения (Яг) от определяемых концентраций Та , полученная при РН науч 2,30; РН кам 0,50 р,С ч=3,0" 10 ЗИр С=3,13 10 и.В работе используют: 5,0 10-фМисходный стандартный раствор Тачприготовленный растворением опреде,ленной навески металлического тантала (о.х,ч,) в смеси кислот Н 50+,БИО и НГ, денитрацией серной кислотой, получением сухих солей, растворением в 50 мл 12 М КОН (о.х.ч.) иразбавлением до 500 мл дистиллированной водой; О,Об М раствор ЙафоО,х2 НО (ч.д,а,); 0,1 -ный водный 40раствор МГ (ч.д.а.) .и ацетон (Ч,д.а.) .Все растворы хранят в полиэтиленовойпосуде,Оптическую плотность исследуемыхацетоновых растворов измеряют спектрофатометром СФй, а равновесныезначения РН соотнет"твующих водныхрастворов - стеклянным электродом(потенциометр РН 340) . Осадки соединения МГ-МТК отделяют центрифугираванием (центрифуга ЦЛК),50Как видно из приведенных фигур,для получения соединения МГ-МТ оптимальными являются: РН растнора в момент образования МТК и МГ-МТК, равный 1,2 - 4,1 (фиг, 1) и 0,40 - 0,70(фиг, 2) соответственнор (1,8 - б,5)Х 10М Иа ИоО+ (фиг. 3) у (1,9 - 7,8 хх 10М МГ) (фиг. 4), Уъцетоновыерастворы соединения МГ-МТК, полученные в указанных оптимальных условиях,60характеризуются коэффициентом малярного погашения, равным 3, 1 .10л хмол " см-", Дальнейшее повышениеконцентраций компонентов нецелесаобРазно, так как приводит к заметно му образованию изополимолибдатон МГ,Снпение канцон раций пр нои -уменьшению выхода соединений МГ-МТКи, следовательно, к заниженным результатам,Соотношение ."ЛГ с )ЛТК в исследуемом соединении равно 3:1 (фиг, 5),Анализ эта 1 о соединения на содержание молибдена показал что оно является производным МТК 8-й серии . Припостроении кривой фиг, б для каждойконцентрации Та были проведены 20параллельных определений (п=20) .Согласно приведенным результатам,использование предлагаемого способапозволяет определять от 0,05 мкгТа/мл (при этом Бг=0,13) до 11 мкгТа /мл (Яг=0,01) . При концентрацииТа 11 мкг мл значениясоответств уюШих ацетон оных р аств оров с нижаются вследствие непалнага образованиясоединения 1 ЛГТК, При концентрацииТа(0,05 мкг/мл наспроизводимастьрезультатов заметна падает, по-видимому, вследствие затруднения процесса агрегации соединения МГ-МТК.С =0,012 мкг/мл, чта было определена на основании результатон измерений оптической плотности 20 парсллельных холостых растворов,по ЗЯ - критерию.Определение Та в интервале егоконцентраций 0,05 мкг/мл - 11 мкг/млпри РНц=3,4 - 4,1 и в присутствии10 мгк КЬ асушествляется, как вслучае чистых растворов Та, Приодновременном наличии в растворе10 - 100 мкг И(, вниду образованиязаметной мути ниобиевай кислоты, определение тантала проводится послепредварительного центри 4 угиронаниярастворов 11 ТК до введения реагентакрасителя,П р и м е р 1. 1 мл раствора тантала, содеркаций 110 мкг Та, помеШают н центрифужную пробирку, добавляют 0,5 мл 0,06 М раствора Иа МаО вводят 1,8 мл 0,4 М ЖОЗ, доводят объем водой да 5 мл, размешивают и выдерживают 12 мн для количественного образования МТК (рН раство-, ра 1,2). Затем прибавляют 1,3 мл, 4 М НАВОЗ, 1,0 мл 0,1 Ъ МГ, объем доводят водой до 10 мл (рН раствора 0,40) и размешивают н течение 3 мии. Осадок соединения ИГ-МТК отделяют двухминутным центрифугиравакием, раствор декантируют, осадок в тай же пробирке растворяот н 10 мл ацетона, содержащих 2 мл 8 М БИО, и полученный раствор после разбавления в 4 раза спектрофотометрируют при,)1=б 5 б нм и 1 =0,1 см,.Одновременна в тех же концентрационных усло,виях проводят холостой опыт : ЙхАр -- 0,020). Оптическая плотностьполученного раствора соединения ИГ-МТК (4 й) равна 0,465,Тантал (Ч) определяют по предварительно полученному градуировочному граФику. Найдено 110 Мкг тантала, Яг составляет 0,010,П р и м е р 2. 1 0 мл раствора тантала, содержащий 30 мкг ТаУ и 1,0 мл раствора ниобия, содержащий 93 мкг М", помещают в цвнтрифужную пробирку, добавляют 0,5 ьщ 0,06 М На МоО, вводят 2,0 мл 0,05 М ИНОЭ,2доводят объем водой до 5 мл, .размешивают и выдерживают 12 мин для количественного образования МТК (рИ раствора 4,0), Затем прибавляют 1,0 4 М ННО, размешивают, ЦентриФугируют и раствор отделяют декантацией с перенесением его в аналогичную центрифужную пробирку, Затем добавляют к нему 1 мл 0,1 Ъ МГ, доводят объем водой до 10 мл (рН раствора 0,55), размешивают в течение 3 мин, Осадок соединения МГ-МТК отделяют двухминутным центриФугированием, раствор декантируют, осадок в той же пробирке растворяют в 10 мл ацетона, содержащий 0,5 мл 8 М БИО и полученный раствор спектЭрофотометрируют при 3 =656 нм и И =0,1 см, Одновременно в тех же концентрационных условиях проводятхолостойопыт (Ь,),0, 025) . Оптическая плотность полученного раствора соединения МГ-МТК (4 й) равна0,490, что соответствует количеству5 тантала, равному 0,52 мкг,Таким образом, эа счет сочетаниямолибденовотанталовой кислоты с основным красителем и использованияацетоновых растворов соединения(0 МГ-МТК предлагаемый способ обеспечивает:высокую чувствительность спектрофотометрического определения тантала (Е:=3,1" 10 л мол-" см-") в 20 раэпревышающую чувствительность по известному способуширокий интервал определяемых количеств тантала (в диапазоне 0,0511 мкг Та/мл) фрасширение интервала оптимальнойкислотности образования МТК от рИ1,2 до рН 4,1;высокую избирательность по отношению к ниобию (Ч) (Я:Та=200;1)25высокую воспроизводимость результатовв;простоту исполнения,Благодаря высокой чувствительностиспособа его можно испольэовать приоценке чистоты химических реактивови особо чистых веществ,ное ПП Патент, г,ужгород, ул .Проектная,или 18 Тираж ИИИПИ Государственпо делам иэор 35, Москва, Ж, Р,2 Р-Р АМ.л -,о яг,64 Подп ого комитета СССР етений и открытий ушская наб, д . 4/5