Способ экстракционно-фотометрического определения фосфора Советский патент 1993 года по МПК G01N31/00 G01N31/22 

Изобретение относится к области аналитической химии и может использоваться для определения массовой доли фосфора в диапазоне в сталях и железони- келевыхсплавах, содержащихтитан (до2%), ниобий (до 1%) без ограничения массовой доли других сопутствующих элементов.

Способ, являющийся наиболее близким по технической сущности к предлагаемому 1, предложен для анализа сталей, содержащих не более 2% титана. 0,5% циркония. 1 % ниобия, 10% вольфрама. Однако результаты экспериментов (табл.1) и литературные данные показывают, что при массовой доле вольфрама выше 0,5% результаты определения фосфора занижаются 2,3. Кроме низкой селективности по отношению к вольфраму недостатком способа 1 является необходимость проведения длительной процедуры отгонки хрома.

Цель изобретения - повышение селективности. Эта цель достигается экстракцией фосфорно-молибденового гетерополикомп- лекса из сернокислых растворов, содержащих фторид аммония, в присутствии комплексообразующего вещества калия-натрия виннокислого (сегнетовой соли) с пред- варительнымпереведением образующегося осадка вольфрамовой кислоты в раствор гидроксидом натрия.

При изучении влияния концентрации сегнетовой соли и серной кислоты в экстрагируемом растворе на полноту извлечения фосфора в присутствии вольфрама и хрома в количестве, эквивалентном их содержанию в пробе соответственно 0,01,20 и 30% ,0 установлены следующие граничные у вия: 4-8 г/дм сегнетовой соли (10-20 раствора с концентрацией 250 г/дм3 в

ходном растворе) и 0,04-0,12 моль/дм3 ной кислоты (2,5-7,5 см3 разбавленное серной кислоты в исходном растворе).

Данные, подтверждающие выбранные условия, представлены ниже:

:ло- см3 ис- ер- 1:1

Использование: определение массовой доли. Сущность изобретения: экстракцию фосфорно-молибденового ГПК проводят после предварительного подщелачивания в присутствии калия-натрия виннокислого (сегнетовой соли) с концентрацией 4-8 г/дм3 из растворов 0.04-0,12 моль/дм3 по серной кислоте. 4 табл. ел С j 00 о 4 ю VJ

Опыты, проведенные с растворами, содержащими хром (табл.2), показали, что в отличие от стандартизованной методики, предлагаемый способ не имеет ограничений по содержанию хрома, что позволяет устранить операцию его отгонки.

Пример. Навеску пробы 0,5 г растворяют в смеси соляной и азотной кислот (3:1), прибавляют 15 см3 хлорной кислоты и выпаривают до появления ее паров, затем досу- ха. Если массовая доля мышьяка превышает массовую долю фосфора, его отгоняют с помощью бромистоводородной кислоты, для чего после выпаривания раствора до паров хлорной кислоты прибавляют 10см разбав- ленной 1:1 бромистоводородной кислоты и выпаривают раствор на водяной бане до прекращения выделения бурых паров, а затем на плитке досуха. Соли охлаждают, приливают 5 см соляной кислоты и нагревают до растворения осадка, затем приливают 15 см разбавленной 1:1 серной кислоты и выпаривают до паров серного ангидрида. Соли растворяют в 50 см воды при кипячении. К охлажденному раствору прибавляют рас- твор гидроксида натрия (20 г/дм3) до выпадения осадка гидроксидов и 10 см в избыток, приливают 15 см раствора сегнетовой соли (250 г/дм ), через 5 мин добавляют по каплям разбавленную 1:1 серную кислоту до растворения осадка и 5 см в избыток. К раствору прибавляют 15 см3 раствора фтористого аммония 20 г/дм для растворения осадка кремниевой, титановой и ниобиевой кислот и кипятят раствор в течение 5 мин, далее раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 200 см ,

разбавляют водой до метки и перемешивают, Аликвоту раствора 20 см помещают в длительную воронку, прибавляют 30 см3 вэды, 10см раствора молибденовокислого аммония (50 г/дм ), 20 см изобутилового сп /фта и встряхивают 1 мин. Водную фазу отбрасы05 0 5

ски- м до ичевают, а к органической прибавляют 1Е см раствора двухлористого олова, встряхивают 1 мин, спиртовый слой сливают в сухую мерную колбу вместимостью 50 см , спол вают воронку ацетоном, разбавляют и метки и перемешивают. Измеряют оп скую плотность раствора на спектрооото- метре при длине волны 725 нм или фотоэлектроколориметре относительно смеси изобутилового спирта и ацетона

Предлагаемый способ апробирован на стандартных образцах (СО) сталей и сплавов, легированных вольфрамом, при аттестации которых в ИСО ЦНИИЧМ применяли методы с отделением фосфора на колл зкто- ре (табл.3), приведенные данные пока; ыва- ют, что предлагаемый способ позвсляет определять фосфора в сталях и сплавах на никелевой основе без ограничения массовой доли хрома и вольфрама с точностью, удовлетворяющей нормативным требованиям. Затраты времени на анализ

0 партии проб (20 единичных измерении значительно сокращаются (табл.4).

Предлагаемый способ позволяет повысить селективность экстракционно-оото- метрического определения фосфора в

5 легированных сталях и сплавах на же1езо- никелевой основе в 40 и б раз соответственно по отношению к вольфраму и хрс му и

заменить длительные способы с применением коллектора.

Формула изобретения Способ экстракционно-фотометриче- ского определения фосфора, включающий растворение пробы, разбавление водой, добавление к пробе раствора молибдата аммония с последующим введением в пробу раствора соли двухвалентного олова и фотоРезультаты определения фосфора экстракционно-фотометрическим методом 1

Влияние хрома на определение фосфора

Таблица

Результаты определения фосоора предлагаемым способом в СО сталей и сплавов на никелевой основе

(А-С) ,норм - допустимая разница мекду аттестованным и найденным

значениями массовой доли юс«ора, нормируемая е отрасли (НУ ПО

И-1-61-ЭО).

(А-С) ,5пол - разница между аттестованным и нейденным знамениями

массовой доли фосфора, полученная практически при использовании

предлагаемого способа.

метрирование, от л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения селективности, перед добавлением раствора молибдата аммония осуществляют подщелачивание пробы, после чего добавляют раствор сегнетовой соли до достижения концентрации 4-8 г/дм3, а реакцию комплексообразования осуществляют в сернокислой среде при концентрации серной кислоты 0,04-0,12 М.

Таблица 1

Таблица 2

Затраты времени на проведение анализа партии проб ( 20 навесок)

Итого:

10

Таблица I

17

30