Способ определения оксида двухвалентного железа Советский патент 1985 года по МПК G01N31/16 C01G49/02 

f Изобретение относится к аналитической химии, а именно к методам оп ределения двухвалентного железа в железорудном сьфье и марганцевых рудах. Известен способ определения окси да двухвалентного железа в присутствии оксидов марганца (III,IV), включающий обработку пробы раствора ми серной и щавелевой кислот и последующим анализом железа (II) и марганца известными способами (|l J, Недостатками данного способа явл ются невысокая надежность и плохая воспроизводимость результатов анали за из-за протекания реакции взаимодействия оксидов железа (II) и марганца (III,IV). Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является способ опр деления оксидов двух- и трехвалентного железа в присутствии оксидов трех- и четырехвалентного марганца. Известный способ включает обрабо |Ку Пробы сульфитно-фосфорнокислой смесью при нагревании на водяной бане в токе углекислого газа, кипяч.ение раствора для разрушения сульф та натрия, охлаждение и определение двухвалентного железа титрованием 0,02 н, раствором ванадата с индика тором дифениламином 2. Недостатками прототипа являются невысокая надежность и плохая воспроизводимость получаемых результатов. Обусловлено это тем, что при обработке пробы сульфитно-фосфорнокислой смесью в раствор одновременно переходят ионы марганца (III,IV) и железа (II, III). Наряду с восста новлением марганца (III,IV) сульфитом натрия протекает окислительновосстановительная реакция взаимодействия марганца указанных степене окисления с железом (II). Это приводит к заниженным результатам. Кро ме того, в продуктах трудноразлагае мых и содержащих значительное количестно железа (III) результаты получаются завьщ1енными за счет частичного восстановления железа (III) сульфитом натрия. Цель изобретения - повьш1ение точности анализа в присутствии оксидов трех- и четырехвалентного,марганца. Поставленная цель достигается тем что согласно способу определения ок6сида двухвалентного железа, включающему обработку пробы раствором сульфита натрия и кислотой, кипячение, охлаждение и последующее определение железа (II) в растворе известными способами, обработку пробы проводят в две стадии: на первой стадии пробу обрабатывают сульфитом натрия с добавлением комплексона III, на второй - соляной кислотой с добавлением фторида натрия. На первой стадии в раствор (рН 910) переходит в основном марганец (III,IV), который восстанавливается сульфитом натрия до марганца (II). Затем при кипячении удаляется избыток сульфита натрия. На второй стадии в кислый раствор переходит железо (11,111). Поскольку марганец высшей степени окисления восстановлен сульфитом натрия до марганца (II), избыток сульфита удален при кипячении раствора, в дальнейшем исключаются побочные процессы. П р им е р. Навеску пробы массой 0,2 г помещают в сухую круглую плоскодонную колбу на 200 см, добавляют 1,5 комплексона III (трилона Б) и 1,5 г сульфита натрия. Приливают .10 см горячей воды и помещают на 12 мин на кипящую водяную баню. Далее приливают 35 см хлористоводородной кислоты, добавляют 0,5 г фтористого натрия,закрывают пробкой с Г-образным стеклянным отводом и разлагают на плите при умеренном кипячении в течение 10-15 мин. Снимают колбу с плиты, помещают конец отводной трубки в стакан на 100 см- , заполненный насыщенным раствором углекислого натрия и охлаждают. Приливают 20 см хлористоводородной кислоты, опускают в раствор электроды (платиновый и вольфрамовьй) и титруют до скачка потенциала 0,025 и. раствором ванадиевокислого аммония, изготовленного на смеси 1 М серной и 6 М хлористоводородной кислот. Через ход анализа проводят контрольный опыт. Титр раствора ванадата аммония устанавливают по стандартному образцу железной руды, проведенному через ход анализа. . В табл. 1 представлены результаты определения двухвалентного железа в смесях стандартных образцов железнорудного сырья с пиролюзитом (МпО),

полученные по прототипу (1) и предлагаемому способу (II).

Количество стандартного образца в смеси 0,1 г. Количество пиролюзита переменное -Ог(1), 0,05 г(11), 0,1 ,г(111). Расчет результатов проводится на величину навески 0,2 г,

За базовый объект принят способ по прототипу, как дающий наиболее воспроизводимые результаты из известных способов определения двухвалентного железа в присутствии оксидов марганца (III,IV).

Ввиду отсутствия надежного базового метода определения оксида железа (II) в присутствии высших оксидов марганца и отсутствия Государственных стаидартных образцов соответствующего состава наиболее целесообразно оценку метода производить путем анализа смесей, включаю цих стандартные образцы железных руд и высши оксиды марганца (см. табл. 1).

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом, являющимся одновременно базовым объектом, дает более воспроизводимые результаты определения двухвалентного железа в присутствии высших оксидов марганца.

В табл. 2 приведены результаты определения оксида железа (II) методами фазового анализа. Эти результаты хорошо согласуются с данными, полученными предлагаемым способом.

По предлагаемому способу влияние марганца (III,IV) не сказывается до 50-кратного избытка, железа (III) до 120-кратного избытка. Обычно присутствующие в рудах количества кальция (II) и магния (II) не влияют на определение железа (II). Влияние остальных перечисленных элементов при концентрациях и степенях окисления, характерных для изученных продуктов черной металлургии входит в ошибку опыта.

Метод применим при определении железа (II) от 0,5%.

Таблица

Продолжение табл.1«

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКСИДА. ДВУХВАЛЕНТНОГО ЖЕЛЕЗА, включающий обработку пробы раствором сульфита натрия и кислотой, кипячение, охлаж дение и последующее определение железа (II) в растворе известными способами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа в присутствии оксидов трех- и четырехвалентного марганца, обработку пробы проводят в две ста- дии: на первой стадв ц пробу обрабатывают сульфитом натрия с добавлением комплексона III, на второй - соляной кислотой с добавлением фторида натрия.

Примечание. Надежность C(j o54n-i) (для средних значений) у прототипа 6ыч(т)3 tgj,,5; Свб,ч(и() ,26; а по предлагаемому способу 8ь,ч(1)0.39; Cg,,-|-1,20; Чыч{(11) tjos(5( -2,57.

Мп ,. 2,0%

общ .

МпОл 1,0%

2,9

,0%

Таблица2

4,9

2,6

0,53

3,1