Способ определения содержания фосфора низших степеней окисления Советский патент 1990 года по МПК G01N31/22 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения фосфора низших степеней окисления, и может использоваться при анализе отходов электротермического производства фосфора.

Целью изобретения является повышение точности определения и упрощение анализа.

Пример 1, Котрельное молоко, характеризующееся плотностью 1,22 кг/л, рН 14 и составом, мас,%: СаО 3,0; Si02 5,0} MfeO 0,8; К20 17,0; Na20 3,3; А1203 0,5; Fe203 0,5; PaOf 10,8; F- 3,3; S2- 1,0; С 0,4; Cl 0,3; SiFj 0,5; С ,2, тщательно перемешивают и отбирают две параллельные пробы одинаковой массы1. Пробы помещают в предварительно взвешенные металлические патроны, снабженные герметично навинчивающимися изогнутыми отводными трубками.

Массы первой (основной) и второй (параллельной) проб составляют 20,0000 г каждая. Патрон с основной пробой помещают в терморегулируемую печь, снабженную поворотным устройством. В вертикальном положении печи проводят первоначальный нагрев пробы до 125°С с выдержкой в течение 0,3 ч, что обеспечивает полное удаление из пробы желтого фосфора. Затем печь отключают, навинчивают на патрон от01

оо о

Ьэ

01

водную трубку и наклоняют печь так, чтобы лоиец отводной трубки был слегка опущен в приемник, заполненный ди стиллированной водой. Печь включают снова и производят плавный подъем температуры со скоростью 30 град/мин до 850°С и выдерживают 0,4 ч при этой температуре. Затем печь отключают. Сконденсированный в приемник твердый фосфор вынимают пинцетом, обсушивают фильтровальной бумагой в течение не более 3 мин и переносят в предварительно взвешенный бюкс заполненный дистиллированной водой. Повторным взвешиванием определяют массу (в г) сконденсированного фосфора Касса бюкса с водой и фосфором17,8517

Масса бгокса с водой 16,4363

Масса сконденсированного фосфора 1,4154 что соответствуй содержанию в анализируемой пробе суммы красного фос- фора и фосфора низших степеней окис- ленил в количестве 1,4154 г.

Параллельную пробу, масса которой составляет 20,000 г, непосредственно в патроне обрабатывают раствором соли трехвалентного железа до рН 2,0 Затем пробу подвергают тем же операциям, что и основную пробу. Конденсируют фосфор и определяют его количество (в г) весовым методом

Масса бюкса с водой

и фосфором19,2514

Масса бюкса с водой 18,9471 Масса сконденснрЪ- ванного фосфора 0,3043 что соответствует содержанию в ана- лизируемой пробе красного фосфора в количестве 0,3043 г.

Содержание фосфора низших степене окисления в анализируемой пробе рассчитывают следующим образом:

РНСО (г) М154-0.3043 иш

или

С (мас 7) - Л 4154-6 3043 рнсо 2 ОУООО О

х 100% 5,555.

Примеры 2-21. Последова- тельность операций аналогична примеру 1. Условия.анализа и результаты определения приведены в таблице.

.

0

,

5

0

5

0

5

Пример 23, Котрельную пыль состава, мас.%: СаО 18; К20 14; P20f 26; 4 3, тщательно перемешивают и отбирают две параллельные пробы, которые помещают в предварительно взвешенные металлические патроны, снабженные герметично навинчивающимися изогнутыми отводными трубками. Повторным взвешиванием определяют массы взятых навесок котрельной пыли.

Массы основной и параллельной проб составляют 10,000 г каждая. Патрон с основной пробой помещают в терморегулируемую печь, снабженную поворотным устройством, В вертикальном положении печи проводят первоначальный нагрев пробы при 120° в течение 0,3 ч. Затем печь отключают, навинчивают на патрон отводную трубку и наклоняют печь так, чтобы открытый конец трубки был опущен в приемник, заполненный дистиллированной водой во избежание контакта с воздухом. Печь включают снова и производят плавный подъем температуры со скоростью 30 град/мин до 850°С, после чего выдерживают 0,4 ч, Затем печь отключают. Сконденсированный в приемнике твердый фосфор вынимают пинцетом, обсушивают фильтровальной бумагой в течение не более 3 мин и переносят в предварительно взвешенный бюкс,- заполненный дистиллированной водой. Повторным взвешиванием определяют массу (в г) сконденсированного фосфора. Масса бюкса с водой и фосфором11,1949

Масса бюкса с водой 11,0639 Масса сконденсированного фосфора 0,1310, что соответствует содержанию в анализируемой пробе суммы красного фосфора и фосфора низших степеней окисления в количестве 0,1310 г.

Параллельную пробу, масса которой составила 10,0000 г, непосредственно в патроне обрабатывают раствором соли трехвалентного железа до рН 2,5. Затем пробу подвергают тем же операциям, что и основную пробу. Конденсируют фосфор и определяют его количество (в г) весовым способом Масса бюкса с водой 2 фосфором12,1713

Масса бюкса с водой 12,1383 Масса сконденсирован- : ного фосфора0,0330,

что соответствует содержанию в анализируемой пробе красного фосфора в количестве 0,0330 г.

Содержание РцСО в анализируемой пробе равно

Рисо(г) 0,1310-0,0330 0,0980,

, „, 0,1310 - 0,0330 (мас.%) ч-л- - х

С

РНСО . TS

х 100% 0,980.

Примеры 24-44, Последовательность операций аналогична примеру 23, Результаты анализа представлены в таблице. i

Как видно из представленных в таблице данных, снижение температуры первоначального нагрева ниже 120 С (примеры 10 и 32) также приводит к. уменьшению точности анализа, так как в этих условиях не происходит полного удаления из пробы желтого фосфора, кроме того, проба в этих условиях имеет консистенцию, непригодную для отгонки (проба течет или высыпается в приемник), При температуре первоначального нагрева выше 130°С (примеры 13.-35) возможен частичный переход в газовую фазу соединений фосфора низших степеней окисления,

Снижение времени первоначального нагрева менее 0,25 ч (примеры 14 и 36) также приводит к уменьшению точности анализа, так как такая выдержка недостаточна для получения осадка, являющегося нетекучим (несыпучим для котрельной пыли) в условиях дальнейшего нагрева до 825-875°С. Увеличение выдержки более 0,35 ч (примеры 17 и 39) приводит к чрезмерной сушке пробы, в результате чего происходит выброс частиц пробы.. Кроме того, при такой выдержке возможно окисление красного фосфора кислородом воздуха.

Уменьшение выдержки конечного нагрева ниже 0,2 ч (примеры 18 и 40) не обеспечивает полного завершения

25

Снижение рН при обработке пробы раствором соли Реэ+ ниже 2,0 (приме15 ры 6, 28) также приводит к уменьшени точности анализа в связи с окислением красного фосфора, присутствующего в анализируемой пробе. Увеличение рН выше 3,0 (примеры 9 и 31) также сни20 жлет точность определения содержания РНСО так как в этих условиях не про исходит полного окисления ионами Fe3 соединений фосфора низших степеней окисления.

Использование известного метода не позволяет достаточно точно опреде лять содержание фосфора низших степе ней окисления в котрельном молоке. Точность определения составляет +0,835 мас,%, относительная погрешность 15 отн.%- (пример 22).

Использование предлагаемого спосо ба позволяет анализировать котрель- ное молоко с точностью +0,05 мас.% и относительной погрешностью 1 отн,%

Точность определения содержания фосфора низших степеней окисления в котрельной пыли известным способом составляет +0,140 мас.%, относительная погрешность 10-14 отн.% (пример 44). При использовании предлагаемого способа точность определения составляет +0,01 мас.%, а относитель ная погрешность 1 отн.%,

Формула изобретения

Способ определения содержания фосфора низших степеней окисления;включающий обработку пробы раствором со30

35

40

45

процессов парообразования и конденса- 50 ли железа (щ) с последующим нагре- ции фосфора, что отрицательно сказы-ванием, отличающийся

вается на точности анализа. Увеличе-тем, что, с целью повышения точности

ние выдержки конечного нагрева более 0,5 ч (примеры 21 и 43) нецелесообразно.

При нагреве анализируемых проб до температуры ниже 825°С (примеры 1 и 23) происходит неполное выделение фосфора из содержащихся в пробе- соеопределения и упрощения анализа, используют две параллельные пробы,при се этом одну пробу обрабатывают раствором соли железа (III) до рН 2,0-3,0, после чего обе пробы 0,25-0,35 ч выдерживают при 120-130°С, а затем нагревают без доступа воздуха до 8255

динений фосфора низших степеней окисления, что отражается на точности анализа. Увеличение температуры на- греза проб выше 875°С (примеры 5, 27) также сопровождается снижением точности определения содержания Р Со так как в этих условиях возможно частичное восстановление частицами кокQ са фосфатов, содержащихся в анализируемых пробах, до элементарного фосфора.

Снижение рН при обработке пробы раствором соли Реэ+ ниже 2,0 (приме5 ры 6, 28) также приводит к уменьшению точности анализа в связи с окислением красного фосфора, присутствующего в анализируемой пробе. Увеличение рН выше 3,0 (примеры 9 и 31) также сни0 жлет точность определения содержания РНСО так как в этих условиях не происходит полного окисления ионами Fe3+ соединений фосфора низших степеней окисления.

Использование известного метода не позволяет достаточно точно определять содержание фосфора низших степеней окисления в котрельном молоке. Точность определения составляет +0,835 мас,%, относительная погрешность 15 отн.%- (пример 22).

Использование предлагаемого способа позволяет анализировать котрель- ное молоко с точностью +0,05 мас.% и относительной погрешностью 1 отн,%.

Точность определения содержания фосфора низших степеней окисления в котрельной пыли известным способом составляет +0,140 мас.%, относительная погрешность 10-14 отн.% (пример 44). При использовании предлагаемого способа точность определения составляет +0,01 мас.%, а относительная погрешность 1 отн.%,

Формула изобретения

Способ определения содержания фосфора низших степеней окисления;включающий обработку пробы раствором со0

5

0

5

определения и упрощения анализа, используют две параллельные пробы,при этом одну пробу обрабатывают раствором соли железа (III) до рН 2,0-3,0, после чего обе пробы 0,25-0,35 ч выдерживают при 120-130°С, а затем нагревают без доступа воздуха до 825875°С, выдерживают при этой температуре 0,2-0,5 ч, определяют количество фосфора, сконденсированного из

каждой пробы, и по разности рассчитывают содержание фосфора низших степеней окисления в пробе.

1580255

10 Продолжение таблицы

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения фосфора низших степеней окисления, и может использоваться при анализе отходов электротермического производства фосфора. Целью изобретения является повышение точности определения и упрощение анализа. Поставленная цель достигается путем использования двух параллельных проб. При этом одну пробу обрабатывают раствором соли железа (III) до рН 2,0-3,0, после чего обе пробы 0,25-0,35 ч выдерживают при 120-130°С, а затем нагревают без доступа воздуха до 825-875°С, выдерживают при этом температуре 0,2-0,5 ч, определяют количество фосфора, сконденсированного из каждой пробы, и по разности рассчитывают содержание фосфора низших степеней окисления. 1 табл.