Способ определения фосфора Советский патент 1985 года по МПК G01N31/22 G01N21/77 

:о :л Изобретение относится к аналитической химии/ а именно к экстракционио-фотометрическим способам определения фосфора в металлах и вещест вах высокой чистоты. Известны фотометрические способы определения фосфора, основанные на реакции образования желтого или его восстановлтенной формы - синего молибдофосфорного комплекса (МФК), полученного путем прибавления к фосфору раствора молибдата аммония и последующего восстановления образующегося МФК-аскорбиновой кислотой в среде 0,12 М НС1 l . Основным недостатком этих методов является их невысокая чувствительность : молярный коэффициент . погашения (Е) желтой МФК равен 1,2 10 при максимальной длине волны )ах-400 нм и 2,4-10 при Д 310315 нм; синей МФК - 2,68-10 СА 830 нм) и 2,27.10 ( 725 нм) при экстракции бутанолом. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является экстракционно-фотометрический способ опре.деления фосфора, заключающийся в переведении фосфора при рН-2 и соотношении фосфора к молибдату аммония и ванадату аммония :1 пр содержании фосфора 0,01-0,07 мкг/мл в молибдованадофосфорную гетерополи кислоту (МВФК), образующую в.0,5 М .растворе НС1 с кристаллическим фиолетовым приР;КФ 1110 трудно раство римый ионный ассоциат МВФК-КФ,флоти руемый этилацетатом.Молярный коэффи циент погашения МВФК-КФ 3,1-10,пог решность определения 5-7%.При меньшем содержании фосфора,что имеет ме то в металлах и веществах высокой чистоты,необходимо его предваритель ное концентрирование.При этом погре ность определения возрастает до 10-1,2%. После отделения от водной органическую фазу дважды по 15 с промывают 0,5 М раствором НС1 от избытка красителя. Флотированный ос док растворяют в ацетоне и фотометрируют при 590 нм 2 . Недостатками известного способа являются необходимость концентрирования раствора при определении 0,00 007 мкг/мл фосфора, а также невозгможность определения фосфора в присутствии более чем (30-40)-кратных избытков мышьяка. Цель изобретения - повышение чув вительности и избирательности анали за. Поставленная цель достигается согласно способу определения фосфор включающему перевод его в молибдово фрамофосфорную кислоту (MWOK) введением (10-20)-кратного избытка молибдата аммония и (20-40)-кратного избытка вольфрамата аммония, а затем в ионный ассоциат с кристаллическим фиолетовым (МФК-КФ), введенным в (10-20)-кратном избытке в 0,8-1,2 М серной кислоте, флотацию комплексного соединения в бутилацетате, промывку образующегося осадка 0,81,2 М серной кислотой, растворение его в ацетойе и последующее фотометрирование раствора. В предложенном методе молибдованадофосфорная гетерополикислота заменена на более прочную молибдовольфрамофорсфорную, образующую с кристаллическим фиолетовым в I М растворе серной кислоты новый экстрагируемый бутилацетатом ионный ассоциат MWФK-KФ, позволяющий определять 0,055 мкг/мл фосфора в присутствии (60-70)-кратных избытков мышьяка. Пример. В пробирку емкостью 15 мл помещают аликвотную часть раствора, содержащего 2 М фосфора, прибавляют 10-кратный избыток молибдата по отношению к фосфору, т.е. 1 мл 2«10 М раствора, 20-кратный избыток вольфрамата, т.е. 1 мл 4 М раствора, 0,1 мл 1 М раствора серной кислоты,доливают до 4,5 мл дистиллированной воды и нагревают на кипящей водяной бане в течение 3 мин. После охлаждения содержимое пробирки перенося.т в делительную воронку емкостью 100 мл, ополаскивают пробирку 2 мл 2,5 М раствора серной кислоты, приливают 10-кратный избыток кристаллического фиолетового, т.е. 1 мл 2-Ю М раствора, и экстрагируют 5 мл бутилацетата в течение 1 мин. Органическуюфазу дважды по 15 с промывают 5 мл 1 М раствора серной кислогы, приливают 10 мл ацетона, энергично встряхивают и измеряют оптическую плотность раствора при 590 нм в кювете с мл относительно раствора холостого опыта. Подчинение закону Бера наблюдается в пределах 0,005-0,05 мкг Р/мл. Погрешность определения 5-7%. П р и М е р 2. Осуществляется по методике, приведенной в примере 1. Изменяется только количество молибдата и вольфрамата по отношению к фосфору: молибдата (20-кратный избыток, т.е. 2 мл раствора, вольфрамата 40-кратный избыток, т.е. 1 мл 8 -iCr М раствора. Подчинение закону Бера то же, что и в примере 1, т.е. 0,005-0,05 мкг Р/мл. Погрешность определения 5-7%. П р и М е р 3. Выполняется по той же методике, что в примере 1, Молибдат и вольфрамат добавляют в 15- и 30-кратном избыткесоответственно по отношению к фосфору, т.е. 1,5 мл и 1,5 мл 4

растворов молибдата и вольфрамата. Подчинение закону Вера 0,005 0,05 мкг Р/мл и погрешность определения 5-7%.

Общий вес некоторых магнитных пленок составляет 100 мкг при содержании в них фосфора 1,5-2%, т.е. после растворения пленки и переведения ее в мерную колбу емкость 25 мл, содержание фосфора в 1 мл раствора составит 0,06-0,08 мкг. Ввиду того, что в этом количестве раствора необходимо определить 3-4 компонента (железо, никель, кобальт фосфор), на определение фосфора зачастую остается 2-3 мл раствора. При нижнем пределе общее содержание фосфора в аликвоте, взятой на анали составит 0,12-0,18 мкг. При использовании известного способа ij , прототипа 2 такое количество фосфора (0,12 мкг) можно определить только при взятии одной аликвоты (подчинение закону Бера 0,1-0,7 мкг Р в 10 мл экстракта). Отсутствие параллельных определений приводит не только кснижению точности определения, но и ставит под сомнение правильность самого определения (в аналитической практике правильность определения подтверждается сходимостью 2 и более параллельных определений) , т.е. пленки с таким содержанием не могут быть проанализированы. При содержании фосфора 0,18 мкг можно взять двеаликвоты. Ошибка определения при этом для прототипа 12%, для известного- способа 15%. В последнем случае ошибка возрастает за счет усложнения методики определения (использования двух лишних промывок). При.использовании же предлагаемого метода интервал подчинения закону Вера 0,050,5 мкг Р в 100 мл экстракта позволяет провести анализ в первом случа в 2 параллелях , во втором - в 3 (см.табл.1). Ошибка определения снижается до 5-6%.Сопутствующие элементы -никель, железо, кобальт во всех случаях не мешают определению. Определение фосфора в тонких магнитных пленках представлено в табл.1..

При опрелелении фосфора в высокочистых галлии и индии при использовании известного способа и прототипа можно определить только % Р при навеске 0,5 г. С помощью предлагаемого метода чувствительность определения может быть снижена до 10 %, Погрешность определения при этом 10-12%. При определении же 5 Р погрешность определения снижается

по сравнению с прототипом до 5-6%. Элементы-примеси, содержащиеся в высокочистых галлии или индии (щелочные, щелочноземельные металлы,марганец, железо, кобальт, никель, хром,

медь, цинк и др.) в количествах 10 , не мешают определению.

При определении фосфора в мышьяке и трехокиси мышьяка по известным методам необходимо предварительное

удаление мышьяка, которое достигается путем его отгонки в виде As С1 после растворения пробы в смеси НС1 и Вг (концентрированных) и последующей экстракции As Cl при помо1ЦИ СС14.. Ввиду того, что предлагаемый метод позволяет определять фос|фор в присутствии 60-кратных избыточных количеств мышьяка, экстракцию AsCl четыреххлористым углеродом можно исключить. Это значительно облегчает и сокращает анализ (см.табл.2).

Сравнительная характеристика методов определения фосфора представлена в табл.2.

Использование предлагаемого способа определения микроколичеств фосфора, в металлах и веществах высокой чистоты обеспечивает по сравнению с прототипом, являющимся базовым объектом, обеспечивает. |(табл.2) : возможность определения микроколичеств фосфора в металлах и веществах высокой чистоты с, высокой точностью и достоверностью получаемых результатов, погрешность определения составляет 5-7%; повышение чувствительности определения фосфора (0,005-0,007 мкг Р/мл), что особенно важно при анализе металлов и веществ высокой чистоты; возможность определения микроколичеств фосфора в присутствии (6070)-кратных количеств мышьяка.

1.СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА, включагаций перевод его в гетерополикислоту, затем в ионный ассоциат с кристаллическим фиолетовым, флотацию комплексного соединения алкилацетатом, промывку образовавшегося осадка раствором кислоты,растворение его в ацетоне и последующее фотометрирование раствора, отличающийся гем, что, с целью повышения чувствительйости и избирательности анализа, фосфор переводят в молибдовольфрамофосфорную кислоту, процесс комплексообразования и промывку осадка осуществляют в 0,8-1,2 М серной кислоте, а для флотации используют бутилацетат. 2. Способ по п.1, отличающий с я тем, что для образования ионного ассоциата вводят