Способ определения редкоземельных элементов Советский патент 1987 года по МПК G01N31/00 G01N25/14 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам фотометрического определения редкоземельных элементов (РЗЭ), и может быть использовано в металлургии при знали-;5

зе РЗЭ в сталях, чугунах, сплавах, минералах и рудах,

Цель изобретения - повышение точности и чувствительности анализа.

Пример 1.(первый вариант). Определение РЗЭ в стали 1ФМЗЗ в комплексе с арсеназо III спектрофотомет рическим методом с предварительным осаждением из раствора основы - железа и других элементов - дибензоил- метаном.

Состав стали, %: углерод 0,238 марганец 1,10, кремний 0,670, хром 2,420, никель 0,230, медь 1,128; ванадий 0,460j титан 0,012J фосфор 0,009; сера 0,0055; церий 0,019.

Навеску стали 0,3 г растворяют в 30 мл концентрированной соляной кислоты и 10 мл концентрированной азот- ной кислоты. Раствор выпаривают до влажных солей, затем при нагревании добавляют соляную кислоту (1:9) до растворения солей. Объем доводят дистиллированной водой до 25 мл.

В аликвотной части раствора 10 мл добавляют 10 мл дистиллированной воды, 3,5 мл 40%-ного раствора уксуснокислого натрия и 20 мл этанольного раствора дибензоилметана (НДБМ) - 1,45 г. Образовавшийся осадок отфильтровывают через фильтр синяя лента, промывают 4-5 раз 0,1 н. раствором соляной кислоты. Фильтрат упаривают до 10 мл, затем добавляют 1 м серной и 10 мл азотной концентриро- ванньгх кислот и вновь вьтаривают до появления паров серной кислоты. Добавляют 20 мл соляной кислоты и выпаривают до влажных солей.

Соли растворяют в 15 мл соляной кислоты (1:6) ив мерной колбе на 25 мл доводят объем до метки соляной

кислотой (1:9). I

Из полученного раствора берут аликвотную часть 10 мл, добавляют 1 мя 0,1 М раствора трилона Б, доводят рН до 1 (раствором НС1 (1:1) или NH,OH (1:1), кипятят 5-6 мин, приливают 0,4 мл концентрированной перекиси водорода, 5 мл 0,2%-ного раствора арсеназо III и 25 мл этанола. Объем смеси доводят 0,1 н. раствором соляной кислоты до 50 мл.

Спектр поглощения снимают ца спектрофотометре СФ-14, см, относительно холостой пробы.

Для приготовления холостой пробы к 10 мл дистиллированной воды приливают 1 мл О,1 н. раствора трилона Б, рН доводят до 1 раствором соляной кислоты (1:1), добавляют 0,4 мл перекиси водорода, 5 мл 0,2%-ного арсеназо HI, 25 мл этанола. Общий объем доводят до 50 мл 0,1 н. раствором соляной кислоты.

Оптическую плотность определяют при И 650 нм, А 0,26. Установлено содержание церия в стали 1ФМЗЗ 0,0186% ±0,0004,.

Пример 2 /второй вариант), Определение РЗЭ в стали в виде пипе- ридиновых аддуктов дибензоилметана- трв экстракционно-спектрометрическим методом.

Сталь марки 1ФМ31 содержит, %: углерод 0,145; марганец 0,255; кремний 0,1820; хром 0,850; никель 4,990; медь 1,390; титан 0,0220; молибден 1,070; фосфор О,0063; сера 0,0046; церий 0,0260. Основу сплава составляет железо.

Навеску стали в 1 г растворяют в смеси концентрированных кислот - 30 мл соляной и 10 мл азотной, затем упаривают до влажных солей. К остатку приливают 10 мл концентрированной соляной кислоты и доводят объем водой до 50 мл.

К аликвоте 10 мл приливают 10 tin дистиллированной воды и 5 мл 40%-ного раствора уксуснокислого натрия, рН доводят до 4 едким натрием, затем приливают насыщенный спиртовый раствор дибензоилметана (НДБМ) - 2,38 г. Смесь нагревают 5-6 мин, образовавшийся осадок дибензоилметана- та отфильтровывают. В фильтрате рН доводят едким натрием до, 8,5 - 9,0, затем приливают спиртовый раствор НДБМ и пиперидин из расчета соотношения к атомам церия 1:5:100. Смесь нагревают 5-6 мин, затем экстрагируют дважды бензолом по 25 мл.

Спектр поглощения бензольного экстракта снимают в видимой облас ти на сНектрофотометре СФ-14, t 5 см, Ко- J5 личественное со; ержание церия опреде- ляют по калибровочному графику ±0,001, А 1,01. Концентрация церия. 0,0264% + + 0,001, что почти не отличается от значений, утвержденных ГОСТом (0,026%).

Дибензонлметан образует устойчивые комплексные соединения (К ) с ионами меди, никеля, железа и другими, плохо .растворимые в воде, поэтому при анализе чугуна, стали, мед- 5 ных, никелевых сплавов, минералов хорошо осаждаются основа и многие другие элементы в кислой среде. Ионы РЗЭ хорошо образуют дибензоилметана- ты и смешанные комплексы в щелочной 0 среде. Следовательно, точному определению РЗЭ не мешают примеси, при этом сохраняется хорошая воспроиз- водительность результатов.

Два варианта определения РЗЭ, спи- -5 санные в примерах, используются в зависимости от содержания РЗЭ в объекте исследования. Если содержится РЗЭ более 0,01% целесообразно использовать определение в виде пиперидино- вых аддуктов дибензоилметана. Этот вариант простой, надежный, значительно экспрессней известных методов.

При содержании РЗЭ в объекте меньше 0,01% применим вариант, описанный в примере 1. Основа и примеси осаждаются дибенЗоилметаном, а РЗЭ определяются с арсеназо HI. Осаждение дибензоилметаном позволяет убрать из анализируемого раствора максимальное количество элементов, так как комплексы получаются с константой тойчивости выше 10 и плохо раство20

30

Формула изобретения

1. Способ определения редкоземельных элементов, включающий осаждение примесей маскирующими веществами, перевод в окрашенное соединение с арсеназо III и последующее фотометри- рование, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точнос- 35 ти и чувствительности анализа, в качестве маскирующего вещества используют дибензоилметан при рН 3,0-4,0, затем предварительно проводят экстракцию бензолом комплексных соединеимеют хорошую воспроизводимость, это 0 НИИ редкоземельных элементов с ди- отражено в результатах определения бензоилметаном и пиперидином, полу- РЗЭ, в примерах с указанием (± ЛК) ченных при рН среды 8,5-9,0. поправок.2. Способ по п. 1, отличаюДанные таблицы показывают точность щ и и с я тем, что после введения анализа церия в стали 1ФМ31 предлага- маскирующего вещества образующийся емым способом.осадок отфильтровьгаают.

римы в воде.

Открываемый минимум РЗЭ по предлагаемому способу составляет 5,0 10 %. Это в два раза ниже, чем соответст- вуюпще значения при известном способе (0,001%). Полученные результаты

Составитель Г.Цой Редактор И.Николайчук ТехредЛ.Сердюкова .

Заказ 7258/41 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35,Разга1Ская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

-5

20

30

35

Корректор А. Ильин

Изобретение относится к способу определения редкоземельных элементов (РЗЭ), может быть использовано в металлургии и позволяет повысить точность и чувствительность анализа. Производят предварительное осаждение из раствора основы - примесей железа и других элементов - дибензо- илметаном при рН 3,0-4,0. Потом образующийся осадок отфильтровывают. Переводят в окрашенное соединение с арсеназо III. Затем осуществляют экстракцию бензолом комплексных соеди- ,нений РЗЭ с дибензоштметаном и пиперидином, полученных при рН среды 8,5- 9,0. Проводят фотометрирование и определяют РЗЭ. 1 з-п. ф-лы, 1 табл. сл с o ас