Способ определения хрома в промышленных материалах Советский патент 1992 года по МПК G01N31/22 

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения микросодержаний хрома в палладийсодержащих промышленных материалах.

Известны способы определения хрома в палладий высокой чистоты: 1) фракционным испарением примесей - спектр фотографируют в интервале времени интенсивного поступления примесей в разряд; определяемое содержание хрома 0,5 - 8 х 10 %; 2) измерением интенсивностей линий хрома в порошках эталонов и проб, сме- шанных с графитовым порошком и напрессованных на графитовые стержни в виде таблеток; определяемое содержание хрома 0,1-1 .

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является спектрофотометрический способ определения хрома в глиноземе с дифенилкарбазидом.

Способ включает высокотемпературное вскрытие материала (спекание), выщелачивание спека, нейтрализацию полученного раствора серной кислотой, образование окрашенного комплекса хрома дифенилкарбазидомвкислойсреде, спектрофотометрическое измерение интенсивности окрашенного комплекса хрома.

Недостатки способа: невозможность определения хрома в присутствии палладия, т.е. в любых палладийсодержащих материалах: способ предусматривает предварительное окисление хрома (III) до хрома (VI) перманганатом калия и последующее восстановление избытка марганца. что удлиняет анализ.

VJ

CJ

о о VI

Цель изобретения - обеспечение возможности анализа палладийсодержащих промышленных материалов.

Поставленная цель достигается следующим образом: сначала проводят щелочное сплавление анализируемого материала; выщелачивают плав водой (хром находится в степени окисления (VI); добавлением эти- лендиамина солянокислого связывают частично перешедший в раствор палладий при концентрации NaOH 1,5-2,5 М, хром в этих условиях не взаимодействует с этилендиа- мином; нейтрализуют раствор соляной кислотой и добавляют ее до концентрации 0,20-0,25 М, необходимой для комплексооб- разования хрома с дифенилкарбазидом; проводят комплексообразование хрома (VI) добавлением раствора дифенилкарбазида, при этом хром (VI) окрашивается в розово- фиолетовый цвет; выдерживают 10-15 мин для развития окраски комплекса и измеряют интенсивность окрашенного соединения хрома при длине волны 545 нм в 50 мм кювете.

Исследования показали, что наиболее полное связывание палладия этилендиами- ном солянокислым происходит в 1,5-2,5 М растворе NaOH в течение 10-15 мин.

В среде с содержанием NaOH менее 1,5 М палладий частично остается несвязанным, что не дает возможности проводить определение хрома; в кислых средах палладий не взаимодействует с этилендиамином солянокислым.

Добавление NaOH более 2,5 М не имеет смысла, так как увеличивается солевой фон и, соответственно, ухудшаются условия связывания палладия.

Таким образом, при переходе к нейтральной и кислой среде невозможно устранить мешающее влияние палладия, так как палладий не взаимодействует с этилендиамином, следовательно, не будет и окрашивания хрома с дифенилкарбазидом.

Установлено также, что комплекс палладия обладает устойчивостью в 0,20-0,25 М соляной кислоте в течение 45-50 мин, что достаточно для измерения интенсивности окрашенного дифенилкарбазидом раствора хрома.

Влияние концентрации соляной кислоты на интенсивность окраски хрома с дифенилкарбазидом показано в табл.1, из которой следует, что наибольшая чувствительность определения хрома при одновременной устойчивости комплекса палладия достигается в 0,20-0,25 М соляной кислоте (содержание хрома 3,0 мкг, Я 545 нм, 1 50 мм, спектрофотометр СФ-46).

Таким образом, проведенные исследования показали возможность определения микропримеси хрома в виде комплекса с дифенилкарбазидом (ДФК) в палладийсодержащих материалах на фоне остаточных количеств палладия, которые предварительно связывают в комплекс этилендиамином, устраняя тем самым его мешающее влияние.

0 Способ осуществляется следующим образом.

Навеску губчатого или металлического палладия (содержание основного компонента 99,98 и 98,8% соответственно) массой

5 1,0 г помещают в тигель из стеклоуглерода, в который предварительно добавлено и расплавлено 6 г NaOH и 0,1-0,2 г Naz02. Содержимое тигля нагревают при 250-300°С до получения жидкой массы и помещают в му0 фельную печь при 300+ 20°С на 5-7 мин. Став охлаждают и выщелачивают 60-75 см воды при нагревании. Раствор, содержащий нерастворимые частички, переводят в мерные колбы вместимостью 100 см3, до5 водят до метки водой, перемешивают и отфильтровывают через плотный фильтр в сухой стакан. Первую порцию фильтрата 5- 10 см3 в анализе не используют.

Отбирают аликвотную часть раствора

0 10-25см в зависимости от содержания хрома в мерную колбу вместимостью 50 см3. Добавляют в раствор 0,1-0,15 г этилендиа- мина солянокислого, перемешивают и через 10-15 мин проводят нейтрализацию раство5 pa HCI 1:1 по Фенолфталеину. После этого добавляют2 см HCI и 2 см3 1 %-ного раствора дифенилкарбазида, приготовленного на ацетоне. Через 10 мин доводят до метки водой, перемешивают, измеряют интенсив0 ность окраски не спектрофотометре СФ-46 при нм в кювете с мм относительно воды. По ходу анализа проводят контрольный опыт и вводят при расчете содержания хрома поправку на его величи5 ну. Градуировочный график строят в интервале 1-10 мкг в 50 см .

Сопоставить результаты определения хрома в промышленных материалах, содержащих палладий, с результатами определе0 ния хрома по способу-прототипу не представляется возможным ввиду того, что в способе-прототипе комплекс хрома с ДФК образуется в сернокислой среде. В предлагаемом же способе определение хрома в

5 сернокислой среде связано с разрушением комплекса палладия с этилендиамином солянокислым, что приводит к образованию сульфатных соединений палладия, дающих опалесценцию растворов. Сравнение с ГОСТ 12225-80 Палладий. Методы знализа также невозможно, так как хром не определяют.

Для контроля правильности предложенного способа определения хрома использован метод Введено-найдено (введенное количество хрома проводили через весь ход анализа).

Из табл. 2, в которой представлены результаты определения хрома методом Введено-найдено, следует, что полученные результаты по предлагаемому способу подтверждаются сходимостью количества введенной и найденной добавок.

Результаты указывают на отсутствие систематической ошибки анализа.

Из табл. 3, в которой представлены результаты определения хрома в лалладийсо- держащих промышленных материалах (палладии металлическом, палладии губчатом и палладиевом катализаторе) предлагаемым способом, следует, что результаты анализа промышленных материалов на содержание хрома совпадают с результатами этих же проб с введенной добавкой, т.е. подтверждается правильность предлагаемого способа.

Предлагаемый способ позволяет определять хром в палладийсодержащих материалах высокочувствительным спектрофо- тометрическим методом. В способе исключены безвозвратные потери платиновых металлов. Не используются токсичные вещества.

Разработанный способ расширяет возможности не получавших развития в течение многих лет физико-химических методов контроля примесей в чистых платиновых металлах, в частности хрома, который ранее не определялся.

Формула изобретения

Способ определения хрома в промыш- ленных материалах, включающий высокотемпературное вскрытие пробы, выщелачивание, образование окрашенного комплекса с дифенилкарбазидом и последующую количественную регистрацию спект- рофотометрическимметодом,отличающий- с я тем, что, с целью обеспечения возможности анализа палладийсодержащих промышленных материалов, предварительно проводят связывание палладия в комплексе этилен- диамином солянокислым в 1,5-2,5 М растворе гидроксида натрия, а образование окрашенного комплекса с дифенилкарбазидом ведут в 0,20-0,25 М соляной кислоты.

Таблица

Изобретение относится к способам определения хрома в промышленных материалах и может быть использовано с целью обеспечения возможности анализа палладийсодержащих промышленных материалов.Дляэтогопроводят высокотемпературное вскрытие навески палладия, выщелачивание плава. В аликвотную часть полученного раствора с концентрацией NaOH 1,5-2,5 М добавляют солянокислый этилендиамин и перемешивают. Проводят нейтрализацию раствора, затем вводят дифе- нилкарбазид и соляную кислоту до концентрации 0,20-0,25 М. Измеряют интенсивность окраски полученного комплекса в растворе на спектрофотометре. Содержание хрома определяют по градуировочному графику. Способ позволяет проводить количественное определение хрома с высокой точностью в палладийсодержащих промышленных материалах. 3 табл. СО с

Сна ,М

0,1 0,12 0,15

0,20 0,25

0,30

0,50

1,2

Примечание

При добавлении дифенилкар- базида образуется характерная окраска комплекса хрома с дифенилкарбазидом, но через 10-15 мин растворы опалесцируют. Комплекс Pd с этилендиами- ном разрушается.Определение хрома становится невозможным.

Окраска раствора характерна для комплекса хрома с дифенилкарбазидом.Раствор не опалесцирует 45-50 мин, т.е. комплекс Pd с этилендиа- мином устойчив в течение этого времени.

Растворы прозрачны, не опа- лисцируют 5-6 ч, но при этих содержаниях соляной кислоты уменьшается чувствитель- ность определения хрома.

Таблица2

ТаблицаЗ