Способ определения никеля

(54 к о ост ание в качествкрасного6,0) 103,0)10го, 1,0 лоты,особ по и, 1, я тем, что д среды при рН уротропин,л и ч а юоздания сл-6,0 исбок поп ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Уральский ордена Трудового Краного Знамени государственный университет им. А.М.Горького(53) 543.062 (088.8)56) 1. Шварценбах Г Флашка Г,Комплексонометрическое титрование,М "Кимия", 1970, с. 244,2. Авторское свидетельство СССРУ 872458, кл, С 01 6 53/00, 1981,57) 1, СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯИИ- титрованием горячих растворов ексоном 111 с индикатором в сла- лой среде, о т л и ч а ю щ и йтем, что, с целью повывения точи селективности анализа, титроосуществляют с использованиеме индикатора ализаринового 5 при концентрации (4,0 моль/л в присутствии(2,0- моль/л метиленового голубо,0) 10моль/л борнойкис 1153286 2Изобретение относится к аналитической химии, а именно титриметрическим способам экспрессного определения никеля н электролитах,транильныхрастворах и других объектах сложногосостава на металлургических предприятиях и химических лабораториях,Известны способы определения никеля титрованием комлексоном 111 вприсутствии различных металлохромных 10индикаторов: мурексида, сульфарсаэена, хромаэурола, ксиленолоногооранжевого ВАТТ,Наибольшее практическое значениеимеет способ комплексонометрическоготитрования никеля с индикатором мурексидом, включающий отделение никеля в виде диметилглиоксимата, который является базовым в химическоманализе образцов сложного состава,Недостатки указанного способаневысокая точность и селективностьанализа, а также практическая недоступность используемого индикатора, Определению никеля известным 25способом мешают медь, кобальт, мдгний, кальций хром (ТТТ), железо (ТТ),железо (ТТТ), алюминий и др,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемым результатамк предлагаемому является способ определения никеля титрованием его горячих растворов комплексоном 111 вприсутствии индикатора ксиленовогооранжевого и 1,10-фенантролина в сла бокислой среде, преимущественно сернокислоацетатной. Известный способобладает высокой селективностью поотношению к магнию (ТТ), железу (Т Т),кобальту (11 ) 121, 40Недостатками данного способа являются невысокая точнос.ть анализа(коэффициент вариаций 0,7-2,07), атакже недостаточная селективностьанализа (мешают нитрдт-, хлорид-, 45фторид- и борат-ионы) .Цель изобретения - повышение точности и селектиннасти анализа,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу определения никеля тигровднием горячих растворов комплексоном 11 с индикатором в слабокислой среде титронаниеосуществляют с использованием н качестве индикатора алиэаринового красного б при концентрации (4,0-6,0)"10 моль/л в присутствии (2,03,0 г 10 мочг./ч мф тнлснового голубого, (1,0-5,0) 1 Омоль/л борнойкислоты и уротропина для созданияслдбокислой среды при рН 5,0-6,0.В предлагаемом способе титруютнагретые до кипения растворы никеля,так как скорость образования комплекса никель-ЗДТА мала, Указанные условия титрования обеспечивают резкийпереход окраски раствора из фиолетовой в изумрудно-зеленую в конечнойточке титрования (от одной капли0,05 М раствора комплексона 111).Результаты титрования никеля комплексоном 111 в присутствии алиэаринового красного 5 4,210 моль/л,метиленового голубого 2,510 моль/ли борной кислоты 3,2 10 моль/л приразличном рН раствора (п = 3) приведены н табл. 1,Из табл. 1 видно, что в интервалерН 5,0-6,0 наиболее высокая точностьтитрования растворов никеля 0,05 Мкомплексоном 111,Заметим, что при нейтрализации кислых растворов никеля нужное значениерН 5,0-6,0 контролируют по изменениюцвета индикатора длиэаринового красного 5 в растворе (происходит переход окраски раствора из желтого в розовато-малиновую), Для нейтрализациииспользуют 30-407-ный раствор уротропинд. Использование растворов аммиака;) или едкого патра Т,107,-ного) необесггечивает четкого пе;охода н конечной точке титровдния,вследствие влияния конкурирующего компггексообрдзования с аммиаком и гидроксид-ионами.Установлено, что наиболее резкийпереход окраски в конечной точке титрования из фиолетовой в зеленую, наблюдается при добавлении (4,0-6,0)10 моль/л алиэариноного красного б и (2-3,0) 1 Омоль/л метиленоного голубого (табл, 2). Указанноеколичество компонентов обеспечиваетвысокую точность и воспроизводимостьрезультатов титрования,Результаты подбора оптимальныхконцентраций испольэуемыь реагентовпри концентрации борной кислоты-23,2 10 моль/л приведены в табл.2,Количество борной кислоты ( -5,0) 10 2 моль/л обеспечивает высокую точность и воспроиэводимостьрезультатов титрования (относительная ошибка 0,007 ). Использованиепредлагаемой индикаторной системыализариновый красный 5, метиленавыйголубой и борная кислота в указаний1153286 количествах обеспечивает вьк.окуюточность комплексонометрического определения никеля (коэффициент вариаций нике 17., в прототипе27.)В отсутствие нейтральных добавок(метиленового голубого и борной кислоты) переход окраски раствора в конечной точке титрования очень растянут от розово-малиновой до желтооранжевой (визуально переход трудно заметить). Наиболее резкий переходокраски раствора наблюдается при содержании 2,5-25 мг никеля в 100 млтитруемого раствора. При меньшем содержании никеля переход окраски раствора растянут, а при большем его количестве мешает собственная окраскасоединения никель-комплексон Г 1,Результаты сравнения трех индикаторных систем при комплексонометрическом титровании никеля приведеныв табл, 3,Из табл, 3 видно, что большая точность определения достигается прииспользовании предлагаемой индикатор:ной системы, коэффициент вариацийф Ф = 0,937 Это указывает на то, чтоточность определения никеля предлагаемым способом по сравнению.спрототипом возрастает в 2 раза, а посравнению с базовым объектом - в4 раза.Влияние предельных количеств посторонних элементов показано втабл. 4, из которой видно, что определению никеля предлагаемым спосо-.бом не мешают любые количества кальция и магния, а кобальта (11), железа (1), хрома (1 11) - до 2 мг, железа (Г 11) - до 1 мг, меди (11) - до0,6 мг, цинка (1) и марганца (11)до 3,5 мг, кадмия (1) и ванадия (Ч)до, 8 мг,.молибдена (Ч 1) - до 15 мг,Установлено также, что не мешают фторид-, нитрат- и хлорид-ионы, сульфаты и борная кислота - до 0,5 моль/л,ацетаты - до 0,2 моль/л, сегнетовасоль - до 0,01 моль/л. П р и м е р . Определение никеляв электролите.Подготовка исследуемого раствораэлектролита,В мерную колбу емкостью 100,0 млберут 10,0 мл раствора электролита,подкисляют раствором ННОЕ (1:4)дорН 1,0-2,0 (контроль по универсальной индикаторной бумаге) доводят дометки водой и перемешивают,5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4Определение никеля.В колбу емкостью 250 мл берут аликвотную часть 5,0 мл разбавленногораствора электролита, добавляют5,0 мл НКО (1:4), 20,0 мл 37-ногораствора Фторида натрия, разбавляют.водой до 100 мл и нагревают до кипенияК горячему раствору добавляют1,5 мл 0,17.-ного раствора ализаринового красного (4,2 1 О .моль/л) нейтрализуют 407.-ным раствором уротропина до рН 5,0-6,0, т.е. до измененияокраски раствора из желтой в розоватомалиновую, добавляют 0,4 мл 0,023-ного.раствора метиленового голубого(2,510 моль/л), 10 мл 17-ного раствора перекиси водорода. Раствор снова нагревают до кипения, добавляют0,2 г (0,03 моль/л) борной кислотыи титруют 0,05 М раствором комплексона 11 до перехода окраски из фиолетовой в малахитово-зеленую, Концентрацию раствора комплексона 111устанавливают по стандартному раствору никеля, приготовленному из металлического никеля (99,992 ) титрованием в присутствии предлагаемойиндикаторной системы: ализариновыйкрасный б, метиленовый голубой и борная кислота.Результаты комплексонометрического определения никеля в производственном электролите предлагаемымспособом в сравнении с известным вприсутствии ксиленового оранжевогопоказывают, что точность предлагаемого способа значительно выше (коэффициент вариаций по предлагаемомуспособу 0,4-0,5 Ж, но прототипу 1,51,87) ..П р и м е р 2. Определение никеля в водном растворе производственного электролита никелирования.(электролит содержит до 400 г/л сульфата никеля, борную кислоту и.40 г/ли различные органические добавкиПодготовка исследуемого Раствораэлектролита.В мерную колбу емкостью 200,0 млберут 10,0 раствора электролитаподкисляют НЙО.1 (1:1) до рН 1-2,0(по универсальной индикаторной бумаге), доводят до метки водой и пе" ремещиваютОпределение никеля.В колбу емкостью 250 мл берут5,0 мл разбавленного раствора электролита и далее поступают, как описа153286 Таблица 1 Относительная ошибка,7 Объем 0,05 М раствора комплексона 111,мл Абсолютная ошибка, мг Обнаружено никеля, мг рН титруемого раст. -вора Взято никеля, мг 8,0-0,15 +0,30 +0,90 6,0 2,00 5,20 6,0 5,40 7,0 но в примере 1, исключая добавление растворов МаГ и НО. 1 езультаты ана,лиза показывают, что предлагаемый способ обладает более высокой точностью анализа; коэффициент вариаций 5 0,6-6,77, что в 2 раза меньше, чем в известном способе 1,5-2,27. Предлагаемый способ обладает высокой селективностью, так как не мешают борная и азотная кислоты, входящие . 10 в состав электролита. Известный способ выполняется с предварительным отделением никеля в виде диметилглиоксимата.П р и м е р 3, Определенп цике ля в сплавах типа пМонель. Сплавы имели близкое содержание меди и никеля 47-487, железа 0,1-17Подготовка сплава.Навеску анализируемого сплава 20 0,5000-0,8000 г растворяют в 50 мл смеси кислот (1 ч НСконь + 3 ч. ННОЕ), упаривают до сиропообразного состояния, добавляют 50-60 мл воды Оу 5 г К 70 и кипятят 1 О мин, Охлаждают и разбавляют водой в мерной колбе емкостью 250,0 мл, перемешивают.Определение никеляВ коническую колбу емкостью 250 мл берут аликвотную часть 10,0 ил раствора сплава, разбавляют до 100 мл :водой, добавляют 10,0 мл 107-ного раствора тиомочевины и нагревают докипения . К кипящему раствору добавляют 1,5 мл 0,17.-ного раствора ализаринового красного б и далее поступают, как н примере 1,Точность предлагаемого способа посравнению с базовым (индикатор мурексид) выше (коэффициенты вариацийравны соответственно Ь = 0,87 Ю- 2,3-2,77.) .Как видно иэ примеров 1, 2 и 3,предлагаемый способ обладает высокойселективностью, не требует отделенияникеля от меди, железа, а также удаления азотной и соляной кислот, взятых для растворения сплава или окисления органических веществ пробы. Ис-.ключение операций разделения (удаления компонентов раствора) увеличивает скорость анализа. Предлагаемый способ является экспрессным и высоко надежным,Предлагаемый способ по сравнению с прототипом обладает более высокой точностью (коэффициент вариаций 0,3- 0,87 а прототип 1,5-2,07) и селективностью (не мешают определению нитрат-, хлорид-, борат- и фторид-ионы поэтому определение никеля можно вести в растворе любой минеральной кис- лоты1153286 Концентрация реактивов, моль/л йдено Взято никел келя,мг ино- Метиленовый голу- бой Ализ вый красый 41 О 3,0 О 4,14,10 6,0 15,0 2,8 10 5 14,67 лен 0 10 15,0 0 0,0 3,010 15,0 15,0 же 3,0 10 6 5 у енее резкий,7 Менее резки зято Найден И 1, мгИндикато ная сист 410,349,83 Комплексон 111 О,О 5 М растворамл Относительная ошибка,Т а б л и ц а Р Переход окраски вконечной точкетитрования ечеткий из сине сине-зеленуюечеткий из фио етовой в сероРеэкии, иэ фиолетовой в зеленую Растянутый из роа б л и ц а 3"Патент", г, Ужгород, ул. Проектн Фили ПИ Государст о делам ивоб Москва, Жнног тени Рауш 15,ОО 15,30 Подписноекомитета СССРи открытийая наб д. 4/5 о,2,0