Способ кинетического определения ниобия и тантала Советский патент 1978 года по МПК C01G33/00 C01G35/00 G01N31/10 

1

Изобретение относится к аналитической химии.

Известны способы кинетического определения ниобия п тантала, основанные на реакциях окисления неорганических реагентов, например, тиосзльфата натрия или иодида калия перекисью водорода 1, 2.

Недостатками известных метолчов являются сравнительно низкие чувствительность и избирательность. Определению ниобия и тантала мешают сравнимые количества понов Fe, V, Ti. Кроме того, лтешают органические лиганды, образующие комплексы с Nb и Та - лимонная, винная, щавелевая кислоты, фториды. Известные индикаторные реакции - окисления иодида калия и тиосульфата натрия перекисью водорода позволяют определять лишь до 0,5-1 мкг/мл ниобия.

Наиболее близким к описываемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является кинетический метод определения микроколичеств ниобия в присутствии 10-кратного избытка тантала, основанный на индикаторной реакции окисления тиосульфата натрия перекисью водорода 3. Чувствительность метода 0,02 мкг/мл ниобия, ошибка не превышает 7,5%.

Для новышекия чувствительности п избирательности анализа предлагаемым способом

используют реакции окисления органических веществ - полифенолов и аминофенолов, проводят реакции в среде цитратно-тартратных буферных растворов при рН 3-6. В качестве

органических реагентов - полифенолов и аминофенолов - применяют, например, галловую кислоту, пирогаллол, о-аминофенол, пирокатехин. Определение ниобия проводят при рН 3-4, а суммы ниобия и тантала при рН

5-6.

Предлагаемый способ имеет несомненные практические преимущества перед известными в чувствительности, которая увеличивается до 0,005 мкг/мл (0,25 мкг Nb или Та в 50 мл

раствора), а особенно избирательности: оиределению Nb и Та не мешают 10-100-кратные количества ионов Fe, V, Ti п 0,1 Л1 растворы лимонной, винной, щавелевой кислот. Определению Та не мешают 0,1 М растворы фторидов.

Максимальная скорость реакций в цитратно-тартратных буферных растворах наблюдается в интервале рН 5-6 для Та и рН 3 для Nb. Другие буферные растворы непригодны

для определения Nb и Та, поскольку они хуже связывают Nb ц Та, что приводит к гидролизу солей и снижению скорости каталитической реакции.

Градуировочные графики для определения

Nb и Та линейны в интервгтле содержаний

Nb и Та 0,005-0,5 мкгУмл. Относительное стандартное отклонение при определении 0,01 мкг/мл составляет 10-12% (п 3).

Пример 1. Определение Та с помощью галловой кислоты в тетраметоксисилане. Навеску тетраметоксисилана 10 г выпаривают на водяной бане. Продукты гидролиза обрабатывают 2 мл плавиковой кислоты и выпаривают досуха. Обработку повторяют до полной отгонки кремния. Добавляют в чашку 1,5 мл 15%-ного раствора винной кислоты и упаривают до влажного остатка, который растворяют в.З мл воды и анализируют.

Для определения суммы Nb и Та в пробирку приливают 2 мл буферного раствора с рН 6,7-6,9 (140 г лимонной кислоты растворяют в 100 мл воды и нейтрализуют 25%-ным раствором аммиака), 1 мл анализируемого раствора, добавляют 0,5 мл 0,01 М раствора Н2О2 и 2 мл насыщенного раствора галловой кислоты. Кислотность полученного раствора отвечает значению рН 5,6. Через 60 мин измеряют оптическую плотность раствора при 365 нм на фотоэлектроколориметре или спектрофотометре. Градуировочный график строят аналогичным образом. Типовые растворы Nb и Та готовят на 15%-ном растворе винной кислоты. Содержание винной кислоты во всех растворах должно быть одинаковым.

Для определения Nb в пробирку с 1 мл анализируемого раствора приливают 2 мл буферного раствора с рН 3,9 (140 г лимонной кислоты растворяют в 100 мл воды и нейтрализуют аммиаком до рН 3,9), 0,5 мл 0,01 М раствора Н2О2, 1,8 мл воды и 0,2 мл 0,1 М раствора пирогаллола, приготовленного на 0,2 М растворе винной кислоты. В растворе устанавливается рН 3,7. Через 60 мин измеряют оптическую плотность раствора при 365 нм. Определяют содержание Nb.

Зная суммарное содержание Nb и Та и содерл ание Nb, по разности определяют содержание Та.

Пример 2. Определение Nb и Та с помощью о-аминофенола в плавиковой кислоте. Навеску плавиковой кислоты 20 г помещают в платиновую чащку, добавляют 0,5 мл 15%-ного раствора винной кислоты и выпаривают на электроплитке до объема 2-3 мл. Помещают чащку на водяную баню и продоллсают упаривать раствор до влажного остатка. Растворяют остаток в 1 мл воды и анализируют, как описано выше. Вместо галловой кислоты применяют 2 мл 0,1 М раствора о-аминофенола в 0,2 М растворе винной кислоты. Фотометрируют растворы через 5 мин при длине волны 430 нм.

Пример 3. Определение Nb и Та с помощью пирогаллола в плавиковой кислоте. Определение проводят, упаривая 20 г плавиковой кислоты с добавлением 0,5 мл 15%-ного раствора винной кислоты. Ход анализа полученного раствора такой же, как с применением галловой кислоты, но в качестве реагента используют 0,2 мл 0,1 М раствора пирогаллола на 0,2 М растворе винной кислоты. Оптическую плотность растворов измеряют через 60 мин после смешения растворов при 365 нм.

Таким образом, предлагаемый способ определения Nb и Та, отличается от известных более высокой чувствительностью и избирательностью. Метод применен для анализа веществ высокой чистоты с чувствительностью определения Nb и Та 10- % из навески 10- 20 г.

Формула изобретения

Способ кинетического определения ниобия и тантала, основанный на реакциях окисления реагентов перекисью водорода, отличающийся тем, что с целью повыщения чувствительности и избирательности анализа, в качестве реагентов в реакциях окисления применяют полифенолы и аминофенолы и определение проводят в цитратно-тартратных буферных растворах при рН 3-6.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полифенолов и аминофенолов применяют, например, пирогаллол, галловую кислоту, о-аминофенол, пирокатехин.

3.Способ по п. 1 и 2, отличающийся тем, что определение ниобия ведут при рН 3- 4, а суммы ниобия и тантала - рН 5-6.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.«Журнал аналитической химии, т. 19, 1964, с. 705.

2.«Журнал аналитической химии, т. 14, 1959, с. 60.

3.«Химия и химическая технология, т. XIX, № 10, 1976, с. 1521.