Способ спектрофотометрического определения титана Советский патент 1983 года по МПК C01G23/00 G01N21/77 

00

со Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения титана. Известен способ спектрофотометри ческого определения титана, включающий введение органического реагента салицилфлуорона в присутствии роданид-иона fl. Однако известный способ Jмaлoceлe тивен. Определению мешают двухкратные количества таллия, олова, железа, пятикратные - циркония, равные германия, сурьмы, гафния, вольфрама и молибдена. Даже при введении тиогликолевой кислоты, устраняющей вли ние железа, допустим только 30-крат ный его избыток. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату изобрет.ениш является способ определ НИН титана, включающий введение орг нического реагента из.класса бис-аз замещенных хромотроповой кислоты дихлорхромотроповой кислоты и про-, цесс определения осуществляют при рН 1. Молярный коэффициент погашени при 490 нм составляет 0,. Однакб известный способ характериз«уется сравнительно невысокой чув твительностью и селективностью. Опр делению мешают железо (III), хром (I Y ) , ванадий (Y), молибден (YI), вольфрам(YI}. , Возможно проводить определение титана, используя в качестве реаген та дихлорхромотроповую кислоту, в экстракционно-фотометрическом варианте. Для этого в водные растворвЛг кроме дихлорхромотроповой кислоты, вводят растворы хлоридов дифенилгуанидиния или трифенилгуанидиния и образующиеся в водной фазе окрашенные соединения экстрагируют бутиловым или изоаминовым спиртом и фотометрируют экстракт. Применение экс ракционно-фотометрического варианта определения титана с дихлорхромотроповой кислотой позволяет повысить избирательность. Однако, и с применением экстракции, известный способ обладает невысокой чувствительностью и селективностью. Цель изобретения - повышение чув ствительности и селективности определения. Поставленная цель достигается тем, что способ спектрофотометрического определения титана, включающему введение органического реагента из класса бис-азозамещенных хромотроповой кислоты, в качестве органического реагента используют 4-нитробензол-С и процесс определения осуществляют в присутствии укгсусной кислоты и перокСИда водорода При этом определение ведут в хло роформенных экстрактах купфероната титана. Кроме того, используют 96-98%-ный раствор уксусной- кислоты. Реагент 4-нитробензол-С (4НБС) имеет строение ,- НО он 02N-)-N Nr r K N-(NOz НОзЗ В указанных средах титан (IY) образует с реагентом и перекисью водорода интенсивно окрашенный тройной комплекс с максимумами светопоглошения при 610 и 655 мм. Сортав комплекса, определенный методом молярных отношений, соответ4-НБС : HjOj ствует отношению Ti 1:2:1. Окраска развивается при комнатной температуре за 5-10 мин, устойчива не менее 3 ч. Молярный коэффициент погашения равен (l,06tO,02)-10 Разность между максимумами светопоглощения комплекса и реагента составляет 115 нм. Реагент при максимуме светопоглощения комплекса практически не поглощает. Интервал определения титана составляет от 0,01 до 0,3 мкг Ti/мп (кювета 10 мм). При проведении реакции в уксусной кислоте определению 2 мкг Т i не мешают 400-кратные весовые количества К., 200-кратные Na; 20-кратные Be, более 300-кратные С г (III); 2000-кратные Нд (II), 700-кратные Sn (И),3000кратные As . Допустимо присутствие многих минеральных кислот и комплексообразующих соединений в следующих по отношению к 2 мкг титана, количествах: HNOi 8000; HCI kOOO; 150; НВг HCIO 1200; НдРОи, 40 О; HF 2k; винной Лислоты 40000; лимонной кислоты 8,600, сульфосалициловой кислоты .4000; щавелевой кислоты 400; 2-теноилтрифторацетон 700; 8-оксихинолина 600. В присутствии НС1 или НВг допустимыми 20000-кратные количества 1а; 1500-кратные Iп; 600-кратные re (111); 3200-кратные Cd, 5000-кратные Zn; 2000-кратные Bi, Эти элементы в ук|суснокислых средах при малом содержа|нии воды образуют с галоидоводородны:ми кислотами отрицательно заряженные комплексы, которые не вступают в реакцию с органическими реа гентами, группы 2,7-бис-аз о замещенных хромотроповой кислоты, к которым относится 4-НБС. При проведении реакции в хлороформных экстрактах купферонатов титана избирательность способа определения титана резко возл астает еще и за счет высокой избирательности экстракционного извлечения титана с купфероном из кислых сред. При этом сказывается возможным определять Т i в о 3ъектах, содержащих более, чем 1000кратные количества таких элементов, |Как щелочные, щелочноэемельнь1е, ред(коэемельные, А1, Со, Ип, РЬ(11), Си и ряда других элементов.

Хлороформенные экстракты разбавляют уксусной кислотой в 5-6 раз, добавляют НлОл и HCf . содержание воды вводимой в виде водного раствора реагента составляет 2-4 об.%.

. Необходимое разбавление экстрактов уксусной кислотой не снижает чувствительности метода, так как при экстракции возможно концентрирование в 10 раз. Возможность проведения цветной реакции непосредственно в экстрактах, минуя операцию реэкстракции обеспечивает большую .экспресность анализа.

Пример. Определение титана в стандартных образцах сплава алюминия.

Кроме титана сплавы содержат, %: Си 1, Мп 0,27; Мд 2,58;Fe 0,29} Sc 1,18; Ni 0,05; Zn 0,81; Cr 0,0t5; .(эталон A); Pb 0,185; As 0,0142; Sb 0,025; Sn 0, 0,37; SI 1,08; cu Cu 0,0j; Zn 0,37; Mn 1.53 (эталон Б),

Навеску образца СО,025 - 0,050 г ), содержащего -0,2% Т4, помещают в Mejp: ную колбу емкостью 50 мл и растворяют при нагревании в 5 ип концентрированной соляной кислоты. После растворения в колбу добавляют несколько капель концентрированной НСЮ для пере ведения Т (1 И ) вТ (IY). После охлаждения до комнатной температуры раствор доводят до метки дшстиллированной водой. Кислотность полученного раствора 1н. по НС1.

В делительную воронку емкостью 50 50 мл вводят 10 мл 1 н. НС1, аликвоту исследуемого раствора содержащую 0,0 .0,02-0,2 мкг Ti, добавляют 1 мл 0,OSM свежеприготовленного раствора купферона и экстрагируют в течение 1 мян

2,5 мл CHCla. Экстракт определяют и повторяют экстракцию тем же объемом CHClj. Экстракты соединяют и перемешивают. Для пригтовления растворов для фотометри.рования в мерную колбу вместимостью 25 МП отбирают аликвоту хло- . роформного экстракта 2 мл , добавля-т ют 10-15 мл уксусной кислоты и оставляют на 15 мин для разрушения купфероната титана. Далее в мерные колбы вводят по 0,55 мл 0,1н. НС1, по Ь,1 мл 3%-Hoix) раствора HgOjj и по 0,1 мл 0,4%-ного раствора 4-НБС, дог водят до .метки уксусной кислотой, перемешивгиот и фотометрируют через

Ю мин при 655 нм в кювете 10 мм. Параллельно через все стадии анализа проводят холостой опыт, результата которого учитываются при расчетах.

Расчет содержания титана в анагизируемых объектах проводят по форму

:ле

-6

tKi-lil o «00

VjQ

- г

где Q - навеска анализируемого образца, г;

V. - объем исходного раствора, в котором растворена навеска, мл} Vj- аликвота исходного раствора,

взята для экстракции, мл, q - количество титана, найденное по градуировочном графику, мкг; . q - поправка на холостой опыт,мк

Предлагаеккзй способ позволяет повысить чувствительность и селективность определения титана.

В таблице представлены сраанителы ные данные по определению титана изп вестным и предлагаемым способом.

1. СПОСОд СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИТАНА,, включающий введение органического pea-.. |гента из класса бис-аэоэамеценных хромотроповой кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности определения, в к честь органического реагента используют 4-нитро6ензол-С и процесс определения осуществляют в присутствии уксусной кислоты и пероксида водорода. 2. Способ по п.1, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения селективности, .определение ведут в хлороформенных экстрактах купфероната титана. 3 Способ по П.1, отли ч аю1ц и и с я тем, что,используют 9698%-ный раствор уксусной кислоты.

Молярный коэффициент

погашения

Интервал концентраций,

мкг/мл

Время разбития окраски, мпн 3-5

10,6-10

1,12-10(рН 2)

0,80.10(рН 1)

0,1-4

0,008-0,4

5-10

Среда

рН 1-2

збирательность

МешаютКе, HJ ,Но, W, Си, Ni. Сг(1II). Влияние F е .частично устраняют аскорбиновой кислотой.fipH экстракционно фотометрическом определении допусти1«л 140 кратные количества Сг(11I)

Продолжение таблицы

96-98%-ная уксусная кислота . или смесь хлороформенных экстрактов купфероната Т с уксусной кислотой HjO 2-4% Не требует контроля рН

Не мешают в весовом избытке без экстракции Сг{1II) 300, Нд(1I 2000; la 20000; Zn .5000; As 3000; Zn 1500; Sn(H) 700 Fe (I I I ) 600; Cd 3000; B 2000; в экстрактах купфероната: щелочные, ЩЭЭ,

РЗЭ 1000, А1 -500; N1 , Со, и .