Инверсионный вольтамперометрический способ определения вольфрама Советский патент 1992 года по МПК G01N27/48 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к электрохимическим способам определения вольфрама, и может быть использовано при аналитическом контроле материалов черной металлургии на содержание вольфрама.

Известен способ вольтамперометриче- ского определения вольфрама в сложных продуктах цветной металлургии, основанный на электрохимическом восстановлении вольфрама в среде 0,25 М Aids и 4 М HCI на ртутном или ртутно-графитовом электродах.

Недостатком способа является низкая селективность к основному компоненту материалов черной металлургии железа (III) и другим элементам, образующим гидроокиси при щелочном сплавлении и выщелачивании плава в воде что приводит к увеличе- нию времени проведения анализа. Кроме того, применяется высокотоксичное вещество - ртуть.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ электрохимического концентрирования вольфрама на твердом графитовом электроде. Способ включает электролитическое накопление вольфрама из раствора на стационарном электроде с последующим анодным растворением и регистрацией анодного тока. Процесс накопления происходит в 0,1 Н NH4CI (рН 6-8) при потенциале -1,8В.

ч

4

Оч

ГО 00

со

Низкая селективность известного способа не позволяет определять вольфрам в материалах черной металлургии без отделения сопутствующих компонентов, что усложняет и увеличивает продолжительность анализа. Железо, являющееся основой материалов черной металлургии, в условиях проведения анализа (рН 6-8) образует гидроокись, поэтому его необходимо отделять.

Целью изобретения является увеличение селективности и экспрессности определения.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве органического реагента используют Е-капролактам (КЛМ), а малорастворимое соединение вольфрама с КЛМ, образованное на графитовом электроде, электрохимически окисляется. Концентрацию вольфрама s растворе получают, измеряя максимальный ток окисления образованного соединения.

Новый электрохимически активный комплекс образуется при следующих оптимальных условиях; потенциал накопления -0,5 В; кислотность среды 2-4 Н HaSCM; концентрация КЛМ 0,2 М и концентрация роданид-ионов 0,06 М.

В оптимальных условиях максимальный ток электрохимического окисления, образованного на электроде в стадии предэлектро- лиза, прямо пропорционален концентрации вольфрама в интервале от 1,5-10 r-и/л до 1,5-10 5г-и/л.

Применение в качестве органического осадителя КЛМ позволяет устранить мешающее влияние ряда элементов: железа, никеля, хрома, марганца, молибдена, которые в известном способе необходимо предварительно отделять.

Сравнительные данные по селективности приведены в табл. 1.

Благодаря повышению селективности отпадает необходимость отделения этих элементов, в результате сокращается время проведения анализа. Кроме того, в способе не требуется удаление кислорода из раствора, что также сокращает время анализа,

Существенным отличием способа является то, что электрохимическое концентрирование вольфрама происходит в кислой среде. При рН 6-8 железо (III), хром {111)и частично марганец (I) находятся в виде гидроокисей, что полностью исключает возможность концентрирования вольфрама на поверхности электрода в присутствии указанных элементов по известному способу. Необходимость отделения мешающих элементов удлиняет время проведения анализа.

Результаты влияния кислотности на величину аналитического сигнала вольфрама

приведены в табл. 2,

Оптимальной областью кислотности является 1-8 Н среда серной кислоты.

Существенным является также потенциал накопления. При изменении потенциала накопления от оптимального в сторону увеличения или понижения происходит резкое изменение чувствительности определения. В табл. 3 показано влияние потенциала накопления на величину

аналитического сигнала вольфрама.

Высокая селективность предлагаемого способа позволяет быстро и надежно проводить определение вольфрама в материалах черной металлургии без предварительного

отделения его от сопутствующих элементов, Пример. Навеску стали или сплава растворяют любыми способами, обеспечивающими полное разложение материала проб, добавляют 10-15 мл серной кислоты

(1:1) и 2-5 мл концентрированной фосфорной кислоты, дважды упаривают раствор до паров серной кислоты. Соли растворяют в воде и переносят в мерную колбу 100 мл. Аликвоту раствора, содержащую 5-10 мкг

вольфрама, помещают в электролитическую ячейку, приливают 1 мл 10%-ной аскорбино- . вой кислоты, 1 мл 10%-ного раствора роданида аммония, 2 мл 25%-ного раствора КЛМ, выдерживают 2-5 мин до полного восстановления железа (III). Проводят концентрирование вольфрама на графитовом электроде в течение 1-3 мин при потенциале -0,5 В относительно хлоридсеребряного электрода и регистрируют вольт-амперную

кривую при линейно изменяющемся потенциале, со скоростью 50 мВ/с. Максимальный анодный ток наблюдается при -0,18 В. Содержание вольфрама рассчитывают по стандартному раствору.

С использованием КЛМ проведено определение вольфрама в железе чистом типа 008ЖР (СО CI), стали углеродистой типа 20 (СО УЗб).

Результаты определения вольфрама по

предлагаемому способу представлены в

табл.4,--

Использование предлагаемого способа

определение вольфрама обеспечивает по

сравнению с известными способами следующие преимущества: возможность определения вольфрама без отделения сопутствующих компонентов в слс/кных по составу , бъектах; снижение затрат времени на проведение определения; возможность

определения вольфрама без применения токсичного вещества - ртути.

Формула изобретения Инверсионный вольтамперометриче- ский способ определения вольфрама, включающий концентрирование на поверхности электрода соединения вольфрама с органическим реагентом и последующую регистрацию тока электрохимического превращения

этого соединения, отличающийся тем, что, с целью увеличения селективности и экспрессности, концентрирование вольфрама ведут при потенциале - 0,5 В на фоне 2-4 Н раствора HzSCU. содержащего 0,2 М раствор е-капролактама с последующей регистрацией анодной вольт-амперной кривой, а концентрацию вольфрама определяют по высоте анодного пика при потенциале -0,18 В.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно ИВА способам определения вольфрама в материалах черной металлургии. Сущность способа заключается в том, что вольфрам концентрируют на поверхности графитового электрода в виде органического соединения с f-капролакта- мом. При этом потенциал электролиза равен -0,5В, концентрация капролактама 0,2 М, кислотность фона 2-4 HaSO. После концентрирования регистрируют анодную вольтамперограмму и определяют концентрацию вольфрама по высоте анодного пика при потенциале -0,18 В. Определению не мешает присутствие избытка молибдена железа, хрома, никеля, меди, марганца цинка и свинца, не требуется их отделение Способ обладает высокой селективностью и экспрессностью. 4 табл bn

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4