Способ определения ванадия Советский патент 1979 года по МПК C01G31/00 G01N31/16 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ

Изобретение относится к способам раздельно-.. го определения содержания ванадня, например, в ванадиевых катализаторах.

Известен способ определения ванадия (V) и ванадия (IV) в катализаторах, включающий обработку тонкорастертой пробы смесью фосфорной (,19) и фтористоводородной (36%-ной) кислот при нагревании в течение 30 мин и далее до полного удаления фторида. После охлаждения добавляют 3 н. серную кислоту и титруют амперометрически пятивалентный ванадий перманганатом калия. Содержание четырехвалентного ванадия рассчитывается по разности.

Результаты определения ванадия (IV) по этому способу завышены, поэтому можно утверждать, что нзвестный способ содержит систематическую ошибку. Главным недостатком известного способа является отсутствие строгой стандартизации условий разложения ванадиевых кагаяизаторов (температура раствора, продолжительность кислотной обработки, максимальное количествоилавиков.ой кислоты), что не позволяет получать воспроизводимые рёзультать.

С увеличением продолжительности нагревания, количество пяти- и четырехвалентного ванадия не остается постоянным, а изменяется V(V) при нагревании проявляет тенденцию к переходу в V (IV)..Уменьшение общего содержания ванадия с ростом продолжительности нагревания в смеси фосфорной и плавиковой кислот может быть объяснено частичной его потерей в виде летучих фторидных комплексов.

Известен также способ определения V ( У ) и V (1), заключаю1дийся в обработке образца 48%-ной серной кислотой при нагревании почти до кипення в течение 30-60 мин. Раствор охлаждают, фильтруют, остаток на фильтре промывают 3-4 раза 48%-ной серной кислотой. Для про5верки полноты перехода ванадия в раствор остаток на фильтре кипятят в серной кислоте в течение 20 мин, охлаждают до 50-70 С, окисляют перманганатом калия, кипятят с соляНой кислотой до исчезнове1гия окраски перман0ганата калия, охлаждают, добавляют фенилантраниловую кислоту. Доказательством полноты перехода ванадия в сернокислый раствор является отсутствие окрашивания.

Содержание четырехвалентного ванадия определяют днтрованием перманганатом калия. Разрушают избыток перманганата калия кипячением с соляной кислотой в течение 5-10 мин и определяют о6иф1Й ванадий титрованием солью Мора.

По разности находят содержание пятивалентного ванадия.

Этот метод обеспечивает более точные результаты определения У(2)иУ(у), однако является длительным и трудоемким. Ослоягаяет анализ нерастворимость в серной кислоте двуокиси кремния, входящей в состав мнбпос катализаторов, в связи с %м часть ванадия может не перейти в раствор и следует принимать дополнительные меры для его извлечения.

Наиболее близким к изобретению является С1юсоб потенциомётрического определения ванадия, заключающийся в обработке образца концентрированной ортофосфорной кислотой с добавлением перекиси водорода при нагревании до полного разложешш образца и избытка перекиси водорода. Растворение образцов концентрированной ортофосфорной кислотой идет при температуре кипения ,

Этот сгюсоб пригоден для. определения только общего (суммарного) ванадия. Он Ьсно1вай на Ькислёнии металлического, двухвалентного, трехвалентного ванадия до четырехвалентного состояния и непригоден для отдельного определения содержания У(У)иУ((У), например, в катализаторах.

Цель изобретения - разделыюе определение, V (§) и V (IV).

Цель достигается тем, что по предлагаемому способу исходный образец обрабатывают ортофосфорной кислотой плотностью 1,5-1,8 г/см при 60-85°С. Способ позволяетпрактически полностью растворить катализатор типа В1Ш-65,

Из таблицы , что предлагаемый способ

- Ifp fep pfef т()едшйагшшре1йзводймылос результа1аК И и отсутствием систематической ошибки.

В том числе и его носитель -силикагель за счет комплексообразования с фосфорной кислотой.

При использовании ортофосфорной кислоты-.плотностью менее 1,5 г/см возрастает продолжительность растворения и не полностью растворяется силикагель. Применение более концентрированной кислоты (плотностью более 1,8 г/см) затрудняет перемешивание раствора в связи с его высокой вязкостью.

В процессе растворения исходного образца при 60-85 С содержание V ( V ) и V (б) сохраняется постоянным. При температурах более 85 С наблюдается частичное самопроизвольное восстановление V(V) до V ((5), в результате «юго содержание V ( ) уменьшается, а содержание V ( у) увеличивается.

П р и м е р. 100-200 мг тонкорастертого образца ванадиевого катализатора, высушенного при 105-110°С, обрабатывают 50 мл ортофосфорной кислоты (,5-l,8), свободной от окисляющих или восстанавливающих примесей, при 6085 С на водяной бане с регулируемой температурой или в термостате втечение 20-30 мин. Полученный раствор охлаждают и титруют 0,020,05н. раствором соли Мора с биметаллической парой электродов платина - никель на потенциометре любого типа (ЛПИ-60 М, Р-307). Первый скачок потенциала соответствует восстановлению V (V ) (iv ), второй скачок - восстановлению суммарного V (l5)( tTl). Продолжительность определения, включая обработку ортофосфорной кислотой, 35-40 мин.

В таблице представлены результаты определения V (V) иУ (ly) по предлагаемому способу в образцах катализатора ВКШ-65, использованных для окисления нафталина во фталевый ангидрид, и по прототипу (навеска 0,2 г, ).

.Изобретение позволяет упростить определение. так как устраняется необходимость фильтрования, многократной промывки кислотой нерастворившегося остатка и проверки его на полноту 5 извлечения ваиадия в раствор, а также позволяет осуществить дифферен1шрованное потенцнометрическое тнтрова1ше V (Y) иУ (|) солью Мора. Продолжительность; определения }гменьшается в 3-4 раза.5 Формула изобретения , Способ определения ванадия, например, в омешанных ванадий-калий-сульфат-силнкагелевых 6 катализаторах, включающий обработку исходного образца концентрированной ортофосфорной кислотой при нагревании с последующим титрованием раствором восстановителя, отличающийся тем, что, с целью раздельного определения V (VO и V (IV), обработку образца ортофосфорной кислотой проводят при 60-85° С.