Способ определения фтора в силикатных материалах Советский патент 1979 года по МПК C01B7/19 G01N27/46 

(54; СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФТОРА В СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛАХ

Изобретение относится к аналити ческой химии, в частности к анализу силикатных горных пород и минералов, а также плавленных силикатов типа ситаллов.

Известен пирогидролитический способ, заключающийся в том, что анализируе1 1й образец обрабатывают серной кислотой и затем фтор с водяным паром в виде SiF, пары SiF, улавливсвот и определяют фторсиликат известными способами 1.

однако такой способ имеет ряд существенных недостатков: требуется длительная отгонка, связанная с воз1Сюжностью потерь фтора; невозможно проводить экспресс-анализы. Этот спо|роб нельзя применить для материалов, медленно и неполностью разлагаемых кислотами.

Для ускорения процесса разложени анализируемого образца разлагают его сплавлением с различными флюсами с последующим отделением фтора осаждением и фильтрованием.

Однако это хотя и ускоряет определение, но имеет те е недостатки, что и пирогидролитический способ.

Наиболее близким по технической сущности и .достигаемому результату

к щ едлагаемо1 1у является способ определения фтора в силикатных материалах, заключающийся в сплавлении анализируемого образца с метаборатом лития при 1050°С, растворении сплава в 4% азотной кислоте, маскировании сопутствующих ионов диаминциклогексантетраацетатом натрия и измерении концентрации фтора в полу0ченном растворе потенциометрическим методом с фторселективным электродом 2 .

Такой способ имеет большую скорость разложения силикатов, а пря5мое потенциометрическое определение фтора фторселективным электродом исключает потери фтора на операциях фильтрования и разделения.

Однако некоторые существенные

0 недостатки снижают точность огфеделеиия и не позволяют применять этот способ для анализа любых объектов. Так, высокая температура плавления фтора ведёт к потерям фтора при

5 сплавлении материалов, разлагаю щихся при температуре, ниже температуры плавления флюса; а материалы с высоким содержанием окиси гшюминия неполностью растворяются в распла0ве метабората лития, вследствие чего

невозможно определение фтора во многих алюмосиликатах..

Цель изобретения - возможность определения фтора в материалах с любым содержанием окиси алюминия и исключение потерь фтора при сплавлении из-за высокой температуры плавления флюс а.

Это достигается тем, что в качестве флюса для сплавления пробы используют смесь метабората лития е тетраборатом лития в весовом отношении 3 ,5-4:1.

Метаборат лития можно представить в виде двойного окисла LigO-B O, обладающего преимущественно основными свойства да (т.н.ЬЮН является сильным основанием, а . - слабой кислотой).

Тетрабсчэат лития можно представить в виде двойного окисла LigО 2Ву,Од,..содержащего избыточное количество КИСЛОТНОГО окисла.Двуокись кремния ЬЮ -окисел, обладающий преимущественно кислотньдада свойствами (образует кремниевую кислоту .) , он в первую очередь будет реагировать с метаборатом лития, обладающим основными свойствами. Окись aлю в1ния А120 -окисел, обладающий преимущественно основными свойствами (образует основание Й1(ОН)), он в первую очередь будет реагировать с тетраборатом лития, облёщающим избытке кислотного окис,ла. Эти соображения дали нам основание полагать, что расплав смеси тетрабората и метабората лития будет одинаково хорошо растворять как материалы с высоким содержанием так и материалы с высоким содержанием ..

Анализ фазовой диаграмгиы состояния системы ЫдО - ВдО показывает, что минимальной температурой плавления (832°С) обладает эвтектика, содержащая 73% 27% LigO. Данному эвтектическому составу практически отвечает смесь, состоящая из 3,5-4,0 вес.ч. метабората лития и 1 Б.ч. тетрабората лития. Этими

Определение содержания фтора в анализируемом материале

соображениями руководствуются при выборе состава смеси. Кроме того, учитывают, что в силикатных материалах обычно больше SiOi/чем AlgOj, поэтому по массе метабората лития в смеси должно быть существенно больше.

Пример осуществления способа. Анализируемый материал растирают в халцедоновой ступке, затем нашеску образца (200 мг) смешивают в платиновом тигле с 1 г сухого флюса-смеси метабората лития и тетрабората лития в весовом соотнсяиении 4:1, Закрытый крышкой тигель помещают в муфельную печь, нагревают до и выдержи5 вают при этой температуре 10 мин. Далее расплав выливают в стакан, из полипропилена, содержгиций 150 мл 4% раствора HlvlOg, тем же раствором обмывают тигель и крышку. Стакан устанавливают на кипящей водяной бане и содержимое перемешивают 5 мин магнитной мешалкой с импеллером, покрытым фторопластом. Затем раствор охлаждают, переносят в мерную

5 колбу объемом 250 мл и доводят до метки водой.

В стакан с измерительными электродами (фторселективных и электродом сравнения) вносят 50,0 мл полученного раствора и 50,0 мл маскирующей буферной смеси, имущей следующий состав: 0,5 М цитрата натрия, 0,5 М хлорида натрия, 0,05 М диаминциклогексантетраацетата натрия.

5 Перемеагавают 2-3 мин содержимое

стакана до установления постоянного потенциала, затем добавляют 10,0 мл стандартного раствора фторида натрия с концентрацией фтора 20,0 мкг/мл, перемешивают до установления постоянного потенциала. По полученным значениям потенциалов рассчитывают содержание фтора в анализируемом материеше.

Параллельно те же материалы анали5 эируют способом-прототипом, сплавлением с метаборатом лития.

Полученные результаты приведены . в таблице.

Продолжение табл .