Способ спектрофотометрического определения ниобия (у)

ОП ИСАНИИИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцнапнстнчесннхРеспублик и 983061(5)М. Кл,С 011:й 33/00 6 01 М 21/77 3 Ъоударствоиай коннтет СССР но делом нзобретеннй н открытнй(088. 8) Дата опубликовании описания 23.12.82 ф. В. Мирзоян, В, М. Тараян и А. А. КарапетянасИисгигуг обшей и неорганической хй и йН" Арашрской СЙР(54) СПОСОБ СПЕКТРОфОТОМГТРИЧЕСКОГО ОПРЕПГЛЕНИЯНИОБИЯ (1) 1Изобретение относится к аналигичес кой химии ниобия, а точнее к определению ниобия (т) спекгрофогомегрическим методом в виде молибденониобага основ ного красителя, и может быть эффективно использовано при анализе самых различных ниобийсодержащих объектов; в геологии, металлургии, при анализе особо чистых веществ и т. д.Известен способ спектрофотомегрического определения ниобия .(т), включающий непосредственное переведение его в восстановленную молибденониобиевую кислоту (МНК) при 0,25-0,35 н.Н 2.й О 4, 25 10 М (МН 4)2 С 204 г= 1: 600: 60) и нагревание раствора в течение 15-20 мин на кипяшей бане, охлаждение раствора, разбавление до 50 мл и его спектрофогомегрирование при 720 нм 11 1Недостатками известного способа являются сравнительно низкая чувствительность определения ( Е = 2,110 4 л2ймоль-" . см- " ); узкий интервал опредь ляемых количеств ниобия (2 10-61 10М) и кислогности (0,25-0,35 н. Н, 504 ); необходимость использования помимо Мо (у) также и Мо (у), а также 5необходимость в нагревании, что усложняет процесс.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сушносги и достигаемому результату является способ спектрофогомегрического определения Щ(у), включающий переведение МКу) в ге-ение 10 мин, при рН 1,2 - 1,6 и 15 мл 2% Мс Мо 04 в МНК, восстановление МНК 2 .мл 0,5% 5 пС 1 в среде 10 мл Н 2504 (1: 4) и спекгрофотометрирование полученного раствора при 725 нм по истечении 4 мин после введения вос сгановигеля (конечный обьем 50 мл) Г 23, го Недостатками известного способа являются низкая чувствительность определения ( с, = 1,30 . 104 л молЬ ". см "), узкий интервал определяемьк концентраций ниобия (0,1 - 10 мкг) и опгималь5 10 15 20 25 ЭО ао 45 50 55 3 98ной кислотности образования МНК.(рН 1,2 - 1,61 малая устойчивость окраски восстановленной формы МНК(3 - 5 мин).Цель изобретения - повышение чувствительности спектрофотометричес когоопределения ниобия (у), расширение интервала определяемых количеств ниобия,оптимальной кислотности и упрощениеспособа в,целом.Поставленная цель достигается способом спектрофотометрического определения ниобия (у), включающим переведение его в МНК в кислой среде, затемв МНК при рН 1,1-2,3 вводят основнойкраситель - метиленовый голубой с по-,лучением трехзамешенной соли МНК иопределение ЙЪ(у) осуществляют по ин-,тенсивности светопоглошения полученного продукта при рН 0,45 - 0,70.Из основных красителей использованы метиленовый голубой, метиленовыйзеленый, Азур 1, Азур Й, Наилучшиерезультаты получены в случае использования метиленового голубого (МГ),МНК получают при рН 1,1 - 2,3,13,5 10М йа,1 МоО,и 20-ти минутным выдерживанием растворов, а твердофазный молибденониобвт МГ получаютпри рН 0,45 - О, 70, при 3,13 10 ф Мреагента-красителя, отделяют центрифугированием, растворяют в 10 мл ацетона, содержащего 1 мл 8 н, Н И 05, испектрофотометрируют при 656 нм.Выход за указанные пределы не целесообразен, так как это приводит к неправильным результатам определения,При этом использование вцетоновыхрастворов соединения МГ-МНК обеспечивает высокую чувствительность спектрофотометрического определения ниобия:Р = 3,3 105 лмол-", см-"; С,пп=5 6 нг МЬ/мл, Сн 9,3 нг ИЫмл,С = 6,51 мкг ИЪмл. По сравнению сизвестным способом чувствительностьопределения повьппается в 24 раза исоздается возможность количественногоопределения более чем 700 раз разнящихся количеств ниобия, что достигаетсясочетанием МНК с основным красителем.Ацетоновые растворы устойчивы в течение 24 ч,На фиг, 1 - 6 показаны графики опрделения ниобия ( Ч).Зависимость молярного коэффициентапогашения ( Е ) ацетоновых растворовсоединения МГ-МНК от кислотностив момент образования МНК (рНп,ц), 10- М. йц,2 йоЦ 1 - 2,9510-З М; МГ = 3,13 10 фМе рН кон 0,60 и 20-ти минутном выдерживании растворов,Зависимости в растворов соединения МГ-МНК (кривая 1) и холостых растворов (кривая 2) от кислотности в момент его образования (фиг. 2), полученные при йЬ( Ч) = 1 10"М; МГ = 13 к .10-4 М; Н 1 МоО = 2,95 10-ЗМ;рН 1,50.Зависимости Е растворов соединения МГ-МНК (кривая 1) и "холостых" растворов (кривая 2) от концентрации молиб-дата натрия (фиг. 3),полученные при йЬ(Я = 1 10 5 М; МГ = 313 104 М; рН науч 1 45 рН кон 0 60Зависимости растворов соединения МГ-МНК (кривая 1) и холостых" растворов (кривая 2), от концентрации реагенга-красителя. фиг,4), полученные при м,(2).1 в , ,ь2,95 10 М рН ф 41 45 рНК 0,6Зависимости оптической плотности растворов соединения МГ-МНК от состава водной фазы (жзомолярные серии) (фиг, 5), полученные при Йс 1 йоО,9510М рНнфч 1 45 рН вн 0,6 Е ЙЪ+ МГ, М 10: кривая 1,4.4; кривая 2 9,0; кривая 3 18,0; 0 = 0,1 см, АхолЗависимость значений относительного стандартного отклонения от определяемых концентраций ЯЬ(2),(фиг. 6), полученная при рНн ч 1,45; рНкон 0,60;Мо 1 Мо 01 = 2,95 10М; МГ =3,13 . 10"4 М. Используют 0,01 М исходный стандартный раствор йЬ(у), приготовленный растверением определенной нввески металлического ниобия (о.ч,) в смеси кислот: НИОЗ, НБ 0,1 и НС, денитрвцией серной кислотой, получением сухих солей и растворением в дистиллированной воде с добавлением КОН (о.ч.) (рН полученного раствора12,0), 0,059 М раствор Иа Мо 0,12 НО(ч.д.а,), 0,1%-ный водный раствор МГ (ч. д. а.) и ацетон (ч.д. а,), Все рвстворы хранят в полиэтиленовой посуде.Оп тическую плотность исследуемых ацетоиовых растворов измеряют спектрофотометром СФА, а равновесные значения рН соответствующих водных растворов - стеклянным электродом (потенциометр рН). Осадки соединения МГ-МНК отделяют центрифугированием (центрифуга БЛК),0 и я ческого опчающий перебиевую кисичаю -е ю повыш 5 983061 6Таким образом, для получения соеди- ческая плотность полученного раствора пения МГ-МНК оптимальными являются соединения МГ-МНК (А) равна 0,032.с кислотность раствора в момент образо- Ниобий определяют по предварительно вания МНК и МГ-МНК, равная рН 1,1- полученному градуировочному графику. ;2 3 (фиг. 1) и рН О 45 - 0 70 (фиг. 2) 5. П р и м е р 2, 1 мл раствора ниосоответственно, (2,7-4,8)10"М бия, содержащего 65,1 мкг МЬ (у) пойся МоО, (фиг. 3) (1,25-8,0) 10 фМ .мешают в центрифужную пробирку, добав- МГ (фиг, 4), Ацетоновые растворы соедв- ляю 0,5 мл 0,059 М Мцмоо, вводят ненни МГ-МНК полученные в указанных 1,2 мл 0,1 й. Нй 0, доводят объем во.- оптимальных условиях, характеризуются 10 дой до 5 мл, размешивают и выдерживакоэффициентом молярного погашения, рав фт 20 мин для количественного, образоным З,З 105 л мол-" см-". Дальней-,вания МНК (рН раствора 2,3). Затем шее повышение концентраций компонентов, прибавляют 0,75 мл 4 н. НИ 0 нецелесообразно, так как приводит к за мл 0,1%-ного МГ, доводят обык водой метному образованию изополимолибдатов 15 до 10 мл (рН раствора 0,70), размеши- МГ. Снижение концентраций приводит к вают в течение 3 мин. Осадок соединения уменьшению выхода соединения МГ-МНК МГ-МНК отделяют двухминутным центрии соответственно к заниженным резуль- фугированием, раствор декантируют, осататам. Соотношение МГ и МНК в иссле-док в той же .пробирке растворяют в дуемом, соединении равно 3: 1 (фиг. 5), 20 110 мл ацетона; содержащих 2,5 мл 8 н. Анализ этого соединения на содержание Нй 0, полученный раствор спектромолибдена показывает, что оно является фотометрируют при Л =. 565 нм,и производным МНК 8-ой серии, При постро- Р = 0,1 см, после разбавления раствоении кривой фиг. 6 для каждой концент- ра в 4 раза. Одновременно в тех же рации МЬ(у) проведены 18-20 парал концентрационных условиях проводят и )лельных определений. "холостой опыт (Ахи = 0,020). ОптиИспользование предлагаемого спосо- . ческая плотность полученного раствора ба позволяет определять от 9,3 нг МЫ соединения МГ-МНК (А) равна 0,575. /мл (при этом 5 г = О,ЗЗ) до 6,51 мкг 8 в (у). определяют по предварительно Ь мл ( г = 0 014) При концентрации 30 полученному градуировочному графику.Я 3(у) ) 6,51 мкг/мл значения Я соот-Результаты определения ниобия в ветствуюших ацетоновых растворов сни-, чистых его растворах сведены в таближаются вследствие неполного. образования це. соединения МГ-МНК. С,;и= 5,6 нг/мл, что опРеделено на основании Результатов 35 Взято О ределеизмерений оптической плотности 20 па- щ, й(ч)но 5 г раллельных "холостых" растворов, по 3 5 -критерию.П р и м е р 1. 1 мл раствора ниобия, содержащего 93 нг МЪ(у) помещают в 4 ц .,0930 0,0935 0,33 центрифужную пробирку, добавляют; 0,9300 0,9300 0,0240,5 мл 0,059 М раствора ймМоО, вводят 2;0 мл 0,4 н. НМО, доводят65,100 65,100 0,014 объем водой до 5 мл, размешивают и выдер. живают 20 мин для количественного обра- зования МНК (рН раствора 1,1), Затем Предлагаемый способ прост, высоко- прибавляют 1,2 мл 4 н НЙОЭчувствителен и применим для спектрофо 1,0 мл 0,1% МГдоводят объем во- тометрического определения как микродой до 10 мл (рН раствора 0,45) раз- граммовых, так нанограммовых мешивают в течение 3 мин. Осадок сое- количеств ниобия в различных, объектах. динения МГ-МНК отделяют двухминутным центрифугированием, раствор деконтактируют, осадок в той же пробирке раство- ф о р м у л а и з о б р е г е н ряют в 10 мл ацетона, содержащего 1 мл 8 н. НН 0, и полученный растворСпособ спектрофотометри 5ь спектрофотометрируют при Л = 565 нм ределения ниобия (у), вклю и 0= 1,0 см, Одновременно в тех ж ведение его в молибденонио концентраационных условиях проводят лоту в кислой среде, о т л "холостой опыт (А ц,д 0 340), Опти- щ и й с я тем, что, с цельения983061 ИСНО ра 5 к 509 ИИИ 1 И Звка;з .) Я 2 3/26 Филиал ППП Патент р Г.